Материал: K_5

при і ; при і

Визначаємо коефіцієнт пропорційності m за співвідношенням

кг/(м³^оС).

Повна (прихована) теплота пароутворення при t_пов= 33 ^оС

кДж/кг = 672,6 Вт/кг.

Обраховуємо значення характеристичних величин А і Б:

ккал/(мгод^оС);

Підставивши значення А і Б в формулу (5.56) отримуємо

Отримана величина підтверджує правильність розрахунків за t_пов=33 ^оС, яку прийнято попередньо.

Визначаємо коефіцієнт масообміну

,

де – параметр Стефана, який можна визначити за формулою

.

Обраховуємо значення :

Тоді значення коефіцієнта масообміну буде рівним

м/год.

Визначаємо масообмін, тобто кількість води, яка випаровується з ванни

кг/год.

Знайдемо кількість повної (прихованої) теплоти , яка надходить в повітря приміщення з водяною парою

Вт

5.3. Тепловтрати приміщень

Приміщення втрачає теплоту:

• через огорожі з причини різниці температур внутрішнього і зовнішнього повітря;

• на нагрівання зовнішнього повітря, яке інфільтрує через нещільності зовнішніх огорож, насамперед вікон і дверей (воріт);

• на нагрівання зовнішнього повітря, яке перетікає в приміщення через відкриті двері, ворота та інші отвори зовнішніх огорож;

• на нагрівання матеріялів, сировини, виробів тощо, які завозяться в приміщення ззовні;

• на нагрівання транспортних засобів (автомобілі, авто- і електрокари, залізничні вагони, локомотиви тощо), які в’їжджають у приміщення ззовні;

• на випаровування вологи із відкритих водних поверхонь в приміщенні при ;

• на протікання технологічних процесів (наприклад при хімічних реакціях, які вбирають теплоту із навколишнього повітря);

• в результаті охолодження внутрішнього повітря при його контакті із холодними поверхнями технологічного обладнання і трубопроводів.

Основні (трансмісійні) тепловтрати через окремі зовнішні огорожі приміщення, яке обігрівається безперервно, зазвичай розраховують при визначенні теплопродуктивності його системи обігрівання, тобто для певних розрахункових температур внутрішнього і зовнішнього повітря, користуючись формулою

, Вт (5.57)

де – коефіцієнт теплопредачі огорожі, Вт/(м²К); , де – фактичний опір теплопередачі огорожі, м²К/Вт; t_в – розрахункова температура внутрішнього повітря, яка приймається по ГОСТ [35] і нормах проєктування відповідних будинків і споруд, ^оС, [11]. Для приміщень з джерелами тепловиділень і висотою > 4 м, за схеми випирального перетікання повітря через них знизу-вгору, треба враховувати розподілення температур внутрішнього повітря по висоті: для периметральних огорож приміщення висотою до 4 м рекомендується приймати ; для периметральних огорож приміщення висотою від 4 м і до покрівлі (карниза) для покрівлі і ліхтарів ( - температура пристельової зони приміщення) ; – розрахункова температура зовнішнього повітря в ХПР (параметри категорії “Б”); - коефіцієнт, який враховує положення зовнішньої поверхні огорожі щодо зовнішнього повітря (якщо зовнішня поверхня огорожі безпосередньо контактує із зовнішнім повітрям , а в інших випадках [36]).

Додаткові тепловтрати на розрахункову швидкість вітру враховуються коефіцієнтом β, який враховує збільшення тепловтрат через окремі зовнішні захищення при обдуванні їх вітром у січні зі швидкістю понад 4,5 м/с і повторюваністю за румбами 15% і більше: при швидкості вітру до 5 м/с – β = 1,05; при швидкості вітру ≥ 5 м/с – β = 1,1. Коефіцієнт β враховують для зовнішніх вертикальних і похилих (вертикальна проєкція) огорож.

Розрахунок тепловтрат окремих приміщень подають в табличному вигляді (див.табл. 5.17).

Таблиця 5.17

Розрахунок тепловтрат приміщень, що обігріваються безперервно

Тепловтрати приміщення із переривчастим обігріванням треба визначати із врахуванням теплоакумулювальної здатності його огорож [33,34].

Додаткові втрати теплоти на нагрівання інфільтраційного повітря

Інфільтраційний повітрообмін приміщення потрібно враховувати таким чином [27]:

- за наявності зовнішніх огорож і світлових прорізів приміщення в одному фасаді будинку – по цьому фасаду незалежно від панівного напрямку вітру із врахуванням тиску в зоні розміщення розвіювачів викидного повітря систем витікальної вентиляції (тобто тиску в наддаховому просторі із можливим врахуванням опору цих систем при русі через них балансової кількості витікального повітря);

- те ж в двох протилежних фасадах – максимальну величину із врахуванням тисків вітру на навітряному і завітряному фасадах і в зоні розміщення розвіювачів систем витікальної вентиляції;

- те ж в трьох і чотирьох фасадах і для кутового приміщення – по фасаду з найбільшою інфільтрацєю або по максимальній сумі інфільтрації в огорожах двох суміжних фасадів (з коефіцієнтом 0,65) із врахуванням тисків вітру на фасадах і в зоні розвіювачів систем витікальної вентиляції.

Інфільтрація через зовнішні стіни приміщення дуже незначна, а тому достатньо враховувати тільки додаткові витрати теплоти на нагрівання повітря, що інфільтрує через вікна (двері та інші нещільності, прорізи), за формулою:

, (5.58)

де – питома теплоємність повітря, кДж/(кгК); – коефіцієнт, який враховує нагрівання інфільтраційного повітря зустрічним тепловим потоком: для вікон з окремими рамами ; зі спареними рамами ; – розрахункова площа світлового (дверного) прорізу, або сумарна його нещільність, м²; G_о – маса повітря, що перетікає ззовні в приміщення через нещільності вікон (дверей), кг/(годм²), яка залежить від перепаду зовнішнього і внутрішнього тисків , -

, Па (5.59)

де – перепад гравітаційних тисків за нульової площини тисків приблизно на рівні карниза будинку, центра отворів ліхтаря або верхівки вентиляційних розвіювачів, Па; - перепад тисків, що спричинений дією вітру, Па (його величина залежить із зонами яких вітрових тисків поєднане приміщення); – різниця тисків, Па, що виникає внаслідок різниці витрат притікального і витікального повітря механічних СВ.

Отже буде найбільшим на рівні найнижчого поверху і зменшується з висотою будинку. Величина залежить від розрахункової швидкості вітру для даної місцевості в ХПР, м/с і спричинених ним тисків на зовнішні поверхні будівлі, які в літературних джерелах оцінюють аеродинамічними коефіцієнтами (приймаються згідно рекомендацій БНіП 2.01.07-85) із врахуванням зміни швидкісного тиску вітру з висотою від поверхні землі та врахуванням характеру місцевості (згідно табл.5.18).

Таблиця 5.18

Поправний коефіцієнт k на зміну швидкісного тиску вітру

Зауваги. 1. А – відкриті місцевості (степи, лісостепи, пустині, відкриті узбережжя морів, озер, водосховищ); Б – території малих і середніх міст, великих і дуже великих міст, які забудовані будинками висотою до 20 м, або якщо будинки оточені лісовими масивами; В – території великих і дуже великих міст, які забудовані будинками висотою > 20 м. 2. Для будинків висотою до 40 м в місцевості типу В, які розраховуються тільки на статичну складову вітрової навантаги, табличне значення k треба множити на додаткові коефіцієнти: 1,7 – при висоті будинків до 20 м; 1,6 – при висоті будинків > 20 м.

При врахуванні витрат теплоти на підігрівання інфільтраційого повітря додаткові втрати теплоти “на вітер”, для приміщень будь-якого призначення, не враховують.

В житлових і офісних приміщеннях з ущільненими вікнами (балконними дверима) замість враховують витрати теплоти на нагрівання рекомендованої норми зовнішнього повітря (з розрахунку однократного повітрообміну) , яку обраховують за формулою:

, (5.60)

де - нормативна кратність повітрообміну ( год^-1); – внутрішній об’єм приміщення, м³; - густина зовнішнього повітря за температури , кг/м³.

Величина повинна бути регульованою і залежати від наявності людей в приміщенні (за відсутності людей повинна бути мінімальною).

Витрати теплоти на нагрівання зовнішнього повітря, яке перетікає в приміщення через відкриті прорізи воріт (дверей), що не оснащені повітряними заслонами, обраховують за формулою

, Вт (5.61)

де  - час, протягом якого ворота відкриті, хв; G_з – кількість зовнішнього повітря, що перетікає через проріз воріт в приміщення,

, кг/год (5.62)

де – коефіцієнт витрати відкритого прорізу воріт (дверей) при куті стулок воріт  = 90^о коефіцієнт [4]; – перепад гравітаційних тисків в прорізі воріт, Па; - густина зовнішнього повітря, кг/м³.

Перепад тисків є тільки часткою від наявного перепаду гравітаційних тисків , величину якого обраховують за формулою

, Па (5.63)

де – висота, м.

Якщо приміщення з ущільненими огорожами і нульовим балансом повітрообміну систем механічної вентиляції, то можна прийняти і (де – висота воріт); якщо в приміщенні є аераційний ліхтар (або верхній ярус нещільних вікон) то h рівне прямовисній відстані між центром воріт і найвищим рівнем фрамуг ліхтаря чи верхнього ярусу вікон, а (аналогічно рекомендаціям щодо розрахунку аерації [11).

Втрати явної теплоти на випаровування води обраховують за формулою [4])

, Вт (5.64)

де – маса випаруваної води, кг/год; - ентальпія водяної пари в повітрі над дзеркалом води, кДж/кг ( , де – температура повітря над дзеркалом води, яку рекомендовано приймати рівною температурі поверхні води [4]).

Витрати теплоти на нагрівання матеріялів , які поставляються в приміщення, визначають за формулою

, Вт (5.65)

де – маса однорідних матеріялів, які поставляються в приміщення протягом 1 год, кг; – середня теплоємність матеріялу в інтервалах температур і , кДж/(кгК) (дані, наприклад, подані в додатку до БНіП [36]); - початкова температура матеріялу: для металу і виробів з нього ; для інших несипких матеріялів ; для сипких матеріялів (пісок, руда, вугілля) ; – коефіцієнт нерівномірності теплосприйняття матеріялу в часі, який залежить від критерію Фур’є (рис. 5.18):

, (5.66)

де - час нагрівання матеріялу, с; – повний опір теплопередачі всієї поверхні матеріялу (виробу), (м²К)/Вт,

, (5.67)

де – густина матеріялу (виробу), кг/м³; – коефіцієнт теплопровідності матеріялу, Вт/(мК); - площа зовнішньої тепловіддавальної поверхні матеріялу (виробу), м²; – коефіцієнт тепловіддачі від зовнішньої поверхні виробу (матеріялу) до навколишнього (внутрішнього) повітря, Вт/(м²К).

Для сипких матеріялів величину у формулі (5.67) треба збільшувати на 25 % [4].

Рис. 5.18. Залежність коефіцієнта нерівномірності теплосприйняття матеріялу (виробу) в часі від критерія Фур’є

Витрати теплоти на нагрівання деревинних матеріялів вказані в табл. 5.19.

Таблиця 5.19

Витрати теплоти на нагрівання деревинних матеріялів

Витрати теплоти на нагрівання транспортних засобів визначають із врахуванням коефіцієнта (рис. 5.18) і кількості теплоти , МДж, яка необхідна для нагрівання залізничного товарного вагона (табл. 5.20) і автомобіля (табл. 5.21):

, кВт (5.68)

де – середня кількість однотипових залізничних вагонів або автомобілів, які одночасно перебувають в приміщенні протягом розрахункового часу, год; – витрата теплоти на нагрівання залізничного товарного вагона (табл. 5.20) або автомобіля (табл. 5.21).