Учебник для вузов

Отопление

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Теплообмен в помещении рассчитывается при установившемся состоянии, когда тепловые потоки от греющей панели в помещение и из помещения наружу считаются равными. При этом задаются: температура наружного tA и внутреннего tB воздуха, температура помещения tn, сопротивление теплопередаче наружных ограждений R0.

Задачей расчета является нахождение средней температуры внутренней поверхности ограждений с учетом лучистого теплообмена между отопительной панелью и остальными взаимно параллельными и перпендикулярными поверхностями и конвективного теплообмена между воздухом и ограждениями. Знание этой температуры позволяет проверить соблюдение теплового комфорта, уточнить теплопотери помещения и тепловую мощность отопительной панели. В зависимости от значения Тср теплопотери помещения могут быть больше, меньше или равны теп-лопотерям при конвективном отоплении.

Уравнение составлено с использованием принципа распределительности лучистых потоков, согласно которому лучистый поток от первого тела на второе арифметически складывается из лучистых потоков между отдельными частями этих тел. Здесь также по другому принципу расчета лучистого теплообмена — замыкаемости лучиетых потоков — может быть принято, что сумма коэффициентов облученности

Выражение справедливо для случая, когда излучающая поверхность F\ полностью окружена другими поверхностями. Можно отметить, что в помещении, где одна плоская поверхность панели обменивается теплом со всеми остальными поверхностями, суммарный коэффициент облученности равняется единице.

В помещении обычной конструкции имеются поверхности пяти различных видов, участвующие в теплообмене (кроме отопительной панели); наружные стены, окна, пол, потолок, внутренние стены. Для определения температуры всех поверхностей необходимо составить столько уравнений теплового баланса, сколько ограждений участвует в теплообмене, с добавлением уравнения конвективного теплообмена между отопительной панелью и воздухом помещения.

Уравнения теплового баланса для ограждений могут еще дополняться уравнением теплового баланса для приточного вентиляционного воздуха, если его температура отличается от температуры внутреннего воздуха.

В уравнении количество тепла для нагревания приточного воздуха равняется суммарному количеству тепла, полученному воздухом при теплообмене с N поверхностями ограждений помещения.

Решение уравнений теплового баланса, подобных уравнению, связано с вычислением коэффициента облученности ср (его также называют угловым коэффициентом облучения). Коэффициент облученности, выражая долю общего лучистого потока, воспринятую данной поверхностью, является чисто геометрическим параметром и зависит только от формы, размеров и взаимного расположения поверхностей в пространстве.

Точного определения коэффициента облученности, связанного с интегрированием по площади поверхности, в практических расчетах для плоских поверхностей в помещении не проводят. В таких расчетах ограничиваются определением среднего по площади коэффициента облученности. При этом система интегральных уравнений теплового баланса сводится к системе алгебраических уравнений.

Система алгебраических уравнений может быть ограничена уравнениями для трех характерных групп поверхностей в помещении — тепло-теряющих (наружные ограждения), адиабатических (внутренние ограждения) и теплоподающих (отопительные панели).

Для дальнейшего упрощения практических расчетов система уравнений приводится к одному уравнению, определяющему теплообмен между нагретой и остальными поверхностями помещения. Расчеты могут производиться двумя методами: с использованием коэффициента полной облученности наружных ограждений отопительной панелью и с применением эквивалентного коэффициента теплопередачи всех ограждений помещения.

По первому методу теплообмен отопительной панели с наружными ограждениями помещения определяется уравнением теплового баланса