Содержание
Расчет тепловой нагрузки на отопление
]]>
Подборка наиболее важных документов по запросу Расчет тепловой нагрузки на отопление (нормативно–правовые акты, формы, статьи, консультации экспертов и многое другое).
Судебная практика: Расчет тепловой нагрузки на отопление
Статьи, комментарии, ответы на вопросы: Расчет тепловой нагрузки на отопление
Открыть документ в вашей системе КонсультантПлюс:
Статья: Теплоснабжение: понятие, порядок учета, условия поставки
(Подготовлен для системы КонсультантПлюс, 2021)При неисправности ПУ или истечения срока поверки, для расчета берется среднесуточное количество тепловой энергии, теплоносителя, определенное по приборам учета за время штатной работы в отчетный период, приведенное к расчетной температуре наружного воздуха. При нарушении срока передачи данных ПУ — среднесуточное количество за предыдущий расчетный период.
Если же такое значение высчитать невозможно, например, из-за отсутствия данных за прошлый период, иной отопительный сезон и т.п., то принимаются во внимание при расчете значения, установленные в договоре теплоснабжения — величина тепловой нагрузки, — количество тепловой энергии, которое может быть произведено и (или) передано по тепловым сетям за единицу времени (п. п. 118, 119, 121 Правил учета, п. 7 ст. 2 Закона о теплоснабжении).
Нормативные акты: Расчет тепловой нагрузки на отопление
Федеральный закон от 27.07.2010 N 190-ФЗ
(ред. от 02.07.2021)
«О теплоснабжении»
(с изм. и доп., вступ. в силу с 01.09.2021)5. Проверка готовности к отопительному периоду теплоснабжающих организаций, теплосетевых организаций осуществляется в целях определения соответствия источников тепловой энергии и тепловых сетей требованиям, установленным правилами оценки готовности к отопительному периоду, наличия соглашения об управлении системой теплоснабжения, готовности указанных организаций к выполнению графика тепловых нагрузок, поддержанию температурного графика, утвержденного схемой теплоснабжения, соблюдению критериев надежности теплоснабжения, установленных техническими регламентами, а источников тепловой энергии также в целях подтверждения наличия нормативных запасов топлива.
Теплоснабжающие организации и теплосетевые организации, кроме того, обязаны:
Федеральный закон от 23.11.2009 N 261-ФЗ
(ред. от 11.06.2021)
«Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации»8. В отопительный сезон лицо, ответственное за содержание многоквартирного дома, обязано проводить действия, направленные на регулирование расхода тепловой энергии в многоквартирном доме в целях ее сбережения, при наличии технической возможности такого регулирования и при соблюдении тепловых и гидравлических режимов, а также требований к качеству коммунальных услуг, санитарных норм и правил. Если расчеты за потребляемую в многоквартирном доме тепловую энергию осуществляются с учетом величины тепловой нагрузки, лицо, ответственное за содержание многоквартирного дома, обязано определить величину тепловой нагрузки при соблюдении установленных требований к качеству коммунальных услуг, санитарных норм и правил и произвести иные предусмотренные законодательством Российской Федерации действия в целях оптимизации расходов собственников помещений в многоквартирном доме на оплату тепловой энергии.
Лицо, ответственное за содержание многоквартирного дома, обязано доводить до сведения собственников помещений в многоквартирном доме информацию о проводимых в соответствии с требованиями настоящей части действиях или об отсутствии возможности их проведения по технологическим причинам.
| Источник: Внутренние санитарно-технические устройства, Справочник проектировщика, часть 2, формула 10.7 | |||||||
| Средний часовой расход ГВС, м3/ч | |||||||
| Максимальный часовой расход ГВС, м3/ч | |||||||
| Начальная температура воды, град | |||||||
| Конечная температура воды, град | |||||||
| Наличие изоляции стояков | c изолированными стояками:c неизолированными стояками: | ||||||
| Наличие наружных сетей | при наличии наружных сетей горячего водоснабжения после ЦТП (на балансе потребителя)без наружных сетей горячего водоснабжения | ||||||
| Наличие полотенцесушителя | без полотенцесушителейс полотенцесушителями | ||||||
| Коэффициент, учитывающий потери тепла, Ктп | VALUE | ||||||
| Максимальный часовой поток теплоты, кВт | 0 | ||||||
| Тепловой поток, Гкалл | 0 | ||||||
| c изолированными стояками: | 2 | ||||||
| c неизолированными стояками: | |||||||
1 | |||||||
| Тип системы горячего водоснабжения | Коэффициент, учитывающий потери тепла, Ктп | ||||||
| при наличии наружных сетей горячего водоснабжения после ЦТП (на балансе потребителя) | без наружных сетей горячего водоснабжения | ||||||
| c изолированными стояками | |||||||
2 | без полотенцесушителей | 0. 15 | 0.1 | ||||
| с полотенцесушителями | 0.25 | 0.2 | |||||
| c неизолированными стояками | |||||||
| без полотенцесушителей | 0. 25 | 0.2 | |||||
| с полотенцесушителями | 0.35 | 0.3 | |||||
|
изм.
нм3/г
нм3Нагрузка горячей водой — обзор
20.
1.7 Показатели производительности
Тепловые характеристики SWH обычно описываются в терминах доли солнечной энергии (SF), которая определяется как процент от нагрузки горячей водой, которую можно удовлетворить. солнечной энергией ежегодно. Уравнение для SF показано ниже:
(20.1) SF = Qsaved, solarQaux, nosolar
где,
(20.2) Qsaved, solar = Qaux, nosolar− (Qaux, solar + Qparasitic)
В этих уравнениях, Q сэкономлено, солнечная энергия — это количество энергии, сэкономленное за счет использования солнечной системы нагрева воды вместо традиционной системы нагрева воды на ежегодной основе.
Q доп., Без солнечной энергии — это количество годовой энергии, которое потребуется для удовлетворения нагрузки на нагрев воды при условии, что SWH НЕ установлен, Q доп., Солнечная энергия — это количество годовой энергии, которое будет необходимо для удовлетворения нагрузки, предполагая, что установлен SWH, и Q паразитное значение — это энергия, связанная с работой других компонентов системы, которые используют энергию (например, насосы и контроллеры).
Приведенное выше определение включает тепловые потери, связанные с системой SWH, но следует отметить, что в некоторых определениях это не учитывается.Производительность системы можно сравнить с помощью SF, но следует позаботиться о совместимости расчетов [2]. Солнечные водонагревательные системы обычно проектируются таким образом, чтобы КВ не превышала 80%, так что летом не происходит значительного перегрева.
Другой общий показатель производительности — это годовой КПД системы ( η swh ), который определяется в уравнении ниже.
(20,3) ηswh = Qsaved, solarQincident
В уравнении. (20.3), Q инцидент — это солнечная энергия, которая ежегодно достигает коллектора и определяется следующим образом:
(20.4) Qincident = Acoll × Hyr, coll
В уравнении. (20.4), A coll — площадь коллектора и H yr, coll — годовое падение солнечной энергии, которое измеряется в единицах кВт · ч · м −2 · d — 1 .
Эта метрика полезна, потому что, если используется линейное уравнение эффективности коллектора, годовая эффективность примерно постоянна (т.е. не зависит от климата) [6]. Если использовать квадратичную форму уравнения эффективности, η swh уменьшается в более холодном климате с низкими солнечными ресурсами.Следует также отметить, что η swh должно определяться путем моделирования или мониторинга, его значение зависит от отношения размера коллектора к объему отбора и должно быть известно для конкретного объема отбора и рассматриваемой системы.
Иногда полезно оценить производительность системы, Q сэкономлено, солнечная энергия , исходя из оценки годовой эффективности, как показано ниже. В формуле. (20,5), η aux — эффективность преобразования вспомогательного WH.
(20,5) Qsaved, solar = ηswh × Hyr, coll × Acollηaux
Преобразование нагрузок нагрева и охлаждения в воздушный поток — физика
Когда вы приступаете к проекту изучения строительной науки, вы в первую очередь делаете это.
Встреча — это концепция тепловых и охлаждающих нагрузок. Они есть в каждом здании. (Да, даже в проектах пассивного дома.) Вот почему мы выполняем расчет тепловой и охлаждающей нагрузки. Мы вводим все детали здания, устанавливаем проектные условия и получаем нагрузку на отопление и охлаждение для каждой комнаты в здании.Здесь, в США, мы все еще используем те устаревшие единицы, которые дают британские тепловые единицы в час (БТЕ / час) для нагрузок. В большинстве стран мира результат измеряется в ваттах или киловаттах.
Но что тогда? Мы не просто включаем кран BTU. Обычно мы перемещаем эти БТЕ в комнаты дома с жидкостью, такой как воздух или вода, и из них. Итак, как мы узнаем, сколько кубических футов в минуту (кубических футов в минуту) воздуха даст нам правильное количество БТЕ в час? Сегодня мы поговорим об этой связи между BTU / hr и CFM.(Я собираюсь оставить обсуждение использования воды для распределения тепла своим друзьям в области гидроники, но это аналогично тому, что я объясняю ниже.
)
Прежде чем мы начнем, позвольте мне отметить, что впереди еще немного математики. Это действительно не так уж и плохо, и если вы сможете следовать по тексту, вы лучше поймете физику, лежащую в основе перемещения тепла с воздухом. Если после слова «математика» вы уже задыхаетесь, можете перейти к разделу «Выводы».
Сколько тепла может удерживать воздух?
Matter — довольно интересная штука.Он обладает всевозможными интересными свойствами, которые веками скрывали ученых в лабораториях. (Я слышал, что Галилей все еще трудится в подвале Пизанской башни.) Когда мы говорим о способности воздуха удерживать тепло, соответствующее свойство называется — вы не поверите — теплоемкостью. Ага. Это термин, который я иногда упоминал в этом пространстве, но так и не дал точного определения, так что давайте займемся этим сегодня.
Теплоемкость — это своего рода КПД.Это соотношение цены и качества. При эффективности уравнение выводится поверх ввода. Теплоемкость — это отношение добавленного или отведенного тепла к изменению температуры.
Вот уравнение:
Если мы добавим определенное количество тепла (измеряемое в БТЕ) к определенному количеству вещества (в нашем случае воздух), мы получим определенное изменение температуры. Это уравнение говорит нам, что отношение этих двух величин является мерой того, сколько тепла может удерживать вещество. Если мы получим вдвое меньшее изменение температуры при заданном количестве добавленного тепла, этот материал будет иметь вдвое большую теплоемкость.Таким образом, это количество, теплоемкость, является важным свойством материалов для всех, кто интересуется энергоэффективностью или обогревом и охлаждением.
Обычно легче говорить об удельной теплоемкости, потому что Q в приведенном выше уравнении будет меняться с разным количеством воздуха, представляющего здесь интерес. Разделив правую часть приведенного выше уравнения на массу воздуха, мы получим удельную теплоемкость. Если мы немного изменим порядок, используя магию алгебры, мы получим уравнение, которое вы можете вспомнить из средней школы или колледжа.
(Он появляется на вводных курсах как физики, так и химии.) Вот он:
Знакомо? Если нет, подождите еще немного, и я покажу вам уравнение, которое вы, возможно, видели раньше.
Следующим шагом будет небольшое преобразование массового члена. Когда мы имеем дело с жидкостями, обычно легче работать с плотностью, которая равна массе, разделенной на объем. Поэтому мы заменяем термин м выше на плотность (греческая буква ро, ρ ), умноженная на объем ( V ).Вот как теперь выглядит наше уравнение:
Неважно, вызывает ли у вас гипервентиляцию математика или нет, давайте сделаем шаг назад и вспомним, к чему мы сейчас идем. Первоначальный вопрос заключался в том, как мы измеряем тепловые и охлаждающие нагрузки в БТЕ / час и определяем, какой расход воздуха нам нужен в кубических футах в минуту. Теперь у нас есть член в уравнении для объема, а куб.фут / мин — это просто объем во времени. Одна из замечательных особенностей алгебры заключается в том, что мы можем делить (или умножать) обе части уравнения на одно и то же.
Фактически, это приветствуется!
Итак, давайте разделим обе части приведенного выше уравнения на время. Слева мы получаем Q / t , что подводит нас к BTU / час, которые мы обсуждали. Справа объем V , разделенный на время, дает нам кубические футы в минуту. Конечно, чтобы получить БТЕ в час с одной стороны и кубических футов в минуту с другой, нам нужно добавить коэффициент 60. Он идет с правой стороны.
Также на правой стороне у нас есть ρc , плотность воздуха, умноженная на удельную теплоемкость воздуха (при постоянном давлении, но это уже другое обсуждение).Плотность и удельная теплоемкость — это всего лишь два числа, которые мы можем умножить, и для ясности мы говорим о воздухе на уровне моря и температуре, близкой к комнатной. Вы не можете использовать это уравнение внизу, высоко в горах или при температурах далеко от воздуха, которым вы дышите прямо сейчас. Когда мы умножаем плотность (0,075) на удельную теплоемкость (0,24), а также на 60, мы получаем 1,08.
Окончательное уравнение выглядит так:
Это уравнение, которое, как я сказал, вы, возможно, видели раньше. Его преподают в программах HVAC и классах BPI, а также в других местах.Если мы изменим это уравнение, чтобы получить поток воздуха слева, мы получим:
И вот оно. Как только мы узнаем, сколько тепла нужно подавать или отводить в комнату, мы можем выполнить простой расчет, чтобы узнать, сколько кубических футов в минуту воздушного потока нам нужно. Конечно, необходимая нам CFM будет зависеть от местоположения. Как я сказал выше, вы не можете просто везде использовать 1.08. И нам также нужно знать, насколько изменяется температура воздуха, когда он проходит через печь или воздухообрабатывающий агрегат, ΔT в приведенных выше уравнениях.
Это все?
Я знаю, о чем сейчас думают некоторые из вас. Вы смотрите на все, что я сделал выше, и говорите себе, что это разумно. И вы совершенно правы. Приведенные выше уравнения относятся только к явному теплу, добавляемому к воздуху или удаляемому из него.
Он не включает скрытую теплоту кондиционирования воздуха, которая занимается удалением влаги.
Мы могли бы вернуться к началу и провести аналогичный процесс для отвода скрытой теплоты. Черт возьми, мы могли бы пойти еще дальше и поговорить о частной производной энтальпии по температуре.Но как насчет того, чтобы избавить вас от этих подробностей и дать ответ сразу. Вот аналогичное уравнение для общего тепла (явное плюс скрытое):
Снова сделав небольшую магию алгебры, мы получим уравнение охлаждения cfm:
Единственное, что здесь изменилось, — это переменная Δw . Это представляет собой изменение соотношения влажности, а индекс г относится к зернам. Коэффициент влажности (часто ошибочно называемый абсолютной влажностью) является одной из основных переменных на психрометрической диаграмме и измеряется в зернах водяного пара на фунт сухого воздуха.Зерно — это странный способ говорить о массе водяного пара, когда один фунт (масса) воздуха эквивалентен 7000 гран.
В основном, Δw измеряет изменение количества водяного пара в воздухе, проходящем через кондиционер, когда часть его конденсируется на холодном змеевике испарителя. Когда воздух проходит над холодным змеевиком испарителя, происходят две вещи. Температура воздуха падает ( ΔT ), и концентрация водяного пара в воздухе также падает ( Δw ) по мере того, как водяной пар конденсируется на змеевике.Оба эти изменения являются частью охлаждающей способности единицы оборудования.
Выводы
Если вы запутались в математике наверху и прыгнули сюда, позвольте мне посмотреть, смогу ли я немного подытожить для вас. Я начал с изучения физики воздушного потока и тепла. Все это было основано на определении теплоемкости, которая является мерой того, насколько сильно изменяется температура материала при заданном количестве добавленного или удаленного тепла. Это привело к паре уравнений, которые связывают три переменные, БТЕ / ч, куб.фут / мин и ΔT.В уравнении тоже есть число (1,08), и хотя оно выглядит как константа, это не так.
Не забудьте отрегулировать его, если плотность воздуха отличается от плотности воздуха на уровне моря при комнатной температуре. (Теплоемкость тоже может быть разной, но для того, что мы здесь делаем, в основном необходимо регулировать плотность.)
Затем я показал, что эти два уравнения предназначены только для явного тепла; то есть тепло, вызывающее изменения температуры. Если у вас влажный воздух (а кто этого не хочет!) И вы его охлаждаете, вы также должны учитывать тепло, необходимое для удаления водяного пара из воздушного потока путем его конденсации на змеевике холодного кондиционера.Это привело нас ко второй паре уравнений, которая включает эту теплоту, скрытую теплоту.
Если бы нам пришлось начинать с первых принципов и применять всю физику каждый раз, когда мы проектируем систему отопления и кондиционирования воздуха, мы бы, вероятно, просто сидели у костра зимой или обмахивались листьями пальмы летом. Вместо этого у нас есть процедуры для получения результатов расчета нагрузки и получения нужного оборудования, которое перемещает нужное количество воздуха с нужным количеством БТЕ.
Это инженерная сторона.
Итак, у вас есть ответ на исходный вопрос. Мы знаем, как перейти от тепловой или охлаждающей нагрузки в БТЕ / ч до кубических футов в минуту воздушного потока, необходимого для удовлетворения нагрузки. В основе его — чистая физика. Процесс проектирования — это инженерия, и это тема одной из будущих статей.
Статьи по теме
Тепло — вещь лишняя BTU!
3 причины, по которым ваш 3-тонный кондиционер на самом деле не 3 тонны
Психрометрия — непостижимая таблица или путь к пониманию?
Волшебство холода, часть 2 — Принципы промежуточного кондиционирования воздуха
ПРИМЕЧАНИЕ: Комментарии модерируются.Ваш комментарий не появится ниже, пока не будет одобрен.
Тепловая нагрузка вашего дома и ее расчет
Важнейшей частью процесса установки новой системы отопления в доме является определение тепловой нагрузки дома .
Тепловая нагрузка — это количество тепла в единицу времени, которое требуется зданию (в данном случае частному дому) для поддержания заданной температуры (в данном случае уровня комфорта жителей).
Для определения точной тепловой нагрузки требуется, чтобы обученные техники выполнили расчет тепловой нагрузки ; это включает в себя сбор большого количества данных о различных аспектах дома, многие из которых вы, вероятно, даже не задумывались.Мы рассмотрим, как профессионалы в области отопления и охлаждения оценивают тепловую нагрузку вашего дома, чтобы они могли порекомендовать правильный размер и тип отопления в Нью-Сити, штат Нью-Йорк, чтобы вам было комфортно.
Позвоните в Design Air Inc, где у нас есть специалисты по расчету нагрузки, которые делают свою работу выше ожиданий клиентов.
Элементы расчета тепловой нагрузки
- Размер дома: Для определения площади, которую должен обогревать новый обогреватель, требуется не только квадратные метры.
При расчете тепловой нагрузки учитывается также объем помещений. - Изоляция: Насколько хорошо теплоизоляция стен и чердака улавливает тепло, имеет решающее значение для определения того, сколько тепла требуется для дома. Специалисты уделяют особое внимание чердаку, так как тепло поднимается и уходит быстрее всего через чердак дома, если на нем нет достаточных тепловых барьеров.
- Теплоотдача от бытовых приборов: Любой теплогенератор в доме — холодильник, посудомоечная машина, прачечная, компьютеры, телевизоры — поднимет температуру, как и свет.Они будут влиять на тепловую нагрузку, обычно снижая ее.
- Количество жителей: Люди также отдают тепло, и количество жителей внутри дома способствует теплу.
- Окна и их расположение: Окна приносят в дом лучистое тепло, когда на них падает солнце. При расчете тепловой нагрузки учитывается не только количество окон, но и направления, в которые они выходят, поэтому технические специалисты могут определить, сколько солнечного света попадает в дом.
- Другие области потери тепла: Помимо проверки изоляции, расчеты тепловой нагрузки определяют места в доме, из которых может уйти тепло, например, трещины вокруг наружных дверей, окна с плохой герметичностью, дымоходы с плохими заслонками и протекающие крыши.
- Климатические условия: Наконец, количество тепла, необходимое домовладельцу, будет зависеть от типичных сезонных минимумов температуры.
При расчете тепловой нагрузки учитывается также объем помещений.
Есть еще больше соображений, но это даст вам представление о том, как выполняются расчеты тепловой нагрузки. Такие профессионалы, как наши опытные специалисты из Design Air Inc, могут выполнить эту работу тщательно и точно, так что вы получите отопление в Нью-Сити, штат Нью-Йорк, которое согреет вас в любое время года.
Теги: Тепловая нагрузка, Отопление, Новый город
Четверг, 3 апреля 2014 г., 16:52 | Категории: Отопление
|
Расчет количества тепла, необходимого для систем горячего водоснабжения
Если котел центрального отопления также нагревает резервуар для бытового водоснабжения, размер котла должен быть таким, чтобы он поддерживал наполнение резервуара горячей водой, не прерывая подачу горячей воды для центрального отопления.
Это не применяется, если установлен комбинированный котел, поскольку в нем не используется накопитель горячей воды.
Имперские исчисления
Размер резервуара для горячей воды будет варьироваться в зависимости от дома, в более крупных домах есть резервуары большего размера, поскольку предполагается, что потребность в горячей воде больше. Для этого упражнения предполагается резервуар на 26 галлонов.
Сначала необходимо установить расчетное время повторного нагрева, это правило предполагает, что вся горячая вода была использована, а бак заполнен холодной водой из водопровода.В большинстве случаев, вероятно, разумно три часа, хотя «стиль жизни» тех, кто живет в доме, может привести к выбору более короткого или более длительного времени.
В Великобритании температура холодной воды в сети обычно составляет 40 ° F, в то время как температура горячей воды для бытовой системы обычно составляет около 140 ° F (это позволит избежать ожогов). Таким образом, температура холодной водопроводной воды в баке с горячей водой должна быть увеличена на 100 ° F.
Так как 1 галлон воды требует 10 БТЕ, чтобы поднять его до температуры 1 ° F, 26-галлонному резервуару с холодной водопроводной водой требуется 26 000 БТЕ, чтобы поднять температуру до требуемого уровня.При расчетном времени повторного нагрева 3 часа это означает около 9000 БТЕ в час.
Метрические расчеты
Размер резервуара для горячей воды будет варьироваться в зависимости от дома, в более крупных домах есть резервуары большего размера, поскольку предполагается, что потребность в горячей воде больше. Для этого упражнения предполагается бак на 120 литров.
Сначала необходимо установить расчетное время повторного нагрева, это правило предполагает, что вся горячая вода была использована, а бак заполнен холодной водой из водопровода. В большинстве случаев, вероятно, разумно три часа, хотя «стиль жизни» тех, кто живет в доме, может привести к выбору более короткого или более длительного времени.
В Великобритании температура холодной воды в водопроводной сети обычно составляет 4 ° C, в то время как температура горячей воды для бытовых систем обычно составляет около 60 ° C (это позволит избежать ожогов).
Таким образом, температура холодной водопроводной воды в резервуаре для горячей воды должна быть увеличена на 56 ° C.
Так как для 1 литра воды требуется около 1,16 Вт для повышения температуры до 1 ° C в час, то для 120-литрового резервуара с холодной водой из водопровода требуется общая потребляемая энергия около 7800 Вт-часов (120 * 1,16 * 56) для повышения своей температура до необходимого уровня. При расчетном времени повторного нагрева 3 часа это означает потребляемую мощность около 2600 Вт.
Расчеты просто корректируются с учетом различных размеров резервуара и / или расчетного времени нагрева, но не путают британские и метрические единицы (т.е. галлоны, градусы F с литрами, градусами C). .
Окончательная почасовая потребность в энергии затем просто добавляется к цифре, рассчитанной отдельно для потребности в энергии центрального отопления, сумма этих двух цифр дает требуемую мощность для котла.
(Наша благодарность доктору Стюарту МакГлашану за указание на некоторую путаницу в предыдущей версии этой страницы и предложение
некоторые соответствующие поправки)
5.
Тепловыделение от людей, света и приборов
РИСУНОК 26
Тепло, выделяемое людьми, светом и оборудованием, представляет собой приток тепла внутри здания.
Преобразование химической или электрической энергии в тепловую энергию в здании представляет собой внутренний приток тепла или внутреннюю нагрузку здания. Основными источниками внутреннего тепла являются люди, освещение, бытовая техника и разное оборудование, такое как компьютеры, принтеры и копировальные аппараты (рис. 26).Внутреннее тепловыделение обычно игнорируется при расчетах проектной тепловой нагрузки, чтобы гарантировать, что система отопления может выполнять свою работу даже при отсутствии тепловыделения, но всегда учитывается при расчетах расчетной охлаждающей нагрузки, поскольку внутреннее тепловыделение обычно составляет значительную часть Это.
Люди
Среднее количество тепла, выделяемого человеком, зависит от уровня активности и может варьироваться от примерно 100 Вт для отдыхающего человека до более 500 Вт для физически очень активного человека.
Типичные показатели рассеивания тепла людьми приведены в Таблице 8 для различных видов деятельности в различных областях применения. Обратите внимание, что скрытое тепло составляет около одной трети от общего количества тепла, рассеиваемого во время отдыха, но повышается почти до двух третей уровня во время тяжелой физической работы. Кроме того, около 30 процентов физического тепла теряется за счет конвекции, а остальные 70 процентов — за счет излучения. Скрытые и конвективные потери явного тепла представляют собой «мгновенную» охлаждающую нагрузку для людей, поскольку их необходимо немедленно удалить.С другой стороны, физическое излучение тепла сначала поглощается окружающими поверхностями, а затем постепенно с некоторой задержкой высвобождается.
РИСУНОК 27
Если бы влага, покидающая тело среднего отдыхающего человека за один день, была собрана и конденсирована, она заполнила бы контейнер объемом 1 л.
Интересно отметить, что средний человек рассеивает скрытое тепло с минимальной мощностью 30 Вт во время отдыха.
Учитывая, что энтальпия испарения воды при 33ºC составляет 2424 кДж / кг, количество воды, которое средний человек теряет в день из-за испарения через кожу и легкие, составляет (рис.27)
, который оправдывает здравый совет о том, что человек должен выпивать не менее 1 л воды каждый день. Таким образом, семья из четырех человек будет снабжать воздух в доме 4 л воды в день во время отдыха. Эта сумма будет намного выше при тяжелых работах.
Тепло, выделяемое людьми, обычно составляет значительную часть явного и скрытого тепловыделения здания и может преобладать в охлаждающей нагрузке в зданиях с высокой посещаемостью, таких как театры и концертные залы. Показатель тепловыделения от людей, приведенный в Таблице 8, является довольно точным, но существует значительная неопределенность во внутренней нагрузке из-за людей из-за трудности прогнозирования количества людей в здании в любой момент времени.Расчетную охлаждающую нагрузку здания следует определять с учетом полной занятости.
При отсутствии более точных данных количество людей можно оценить из расчета одного человека на 1 м 2 2 в аудиториях, 2,5 м 2 в школах, 3–5 м 2 в розничных магазинах и 10 –15 м 2 в офисах.
Освещение
Освещение составляет около 7 процентов от общего потребления энергии в жилых домах и 25 процентов в коммерческих зданиях.Следовательно, освещение может иметь значительное влияние на отопление и охлаждение здания. Не считая свечей, используемых для чрезвычайных ситуаций и романтических ситуаций, и керосиновых ламп, используемых во время кемпинга, все современное осветительное оборудование работает от электричества. Основные типы электрических осветительных приборов — лампы накаливания, люминесцентные и газоразрядные.
РИСУНОК 28
Компактная люминесцентная лампа мощностью 15 Вт обеспечивает столько же света, сколько лампа накаливания мощностью 60 Вт.
Количество тепла, выделяемого на люкс освещения, сильно зависит от типа освещения, поэтому нам необходимо знать тип установленного освещения, чтобы точно спрогнозировать внутреннюю тепловую нагрузку освещения.
Эффективность освещения для обычных типов освещения приведена в Таблице 9. Обратите внимание, что лампы накаливания являются наименее эффективными источниками освещения и, таким образом, создают наибольшую нагрузку на системы охлаждения (Рис. 28). Поэтому неудивительно, что практически во всех офисных зданиях используются высокоэффективные люминесцентные лампы, несмотря на их более высокую первоначальную стоимость. Обратите внимание, что лампы накаливания тратят энергию, (1) потребляя больше электроэнергии при том же количестве освещения и (2) заставляя систему охлаждения работать все больше и больше, чтобы отводить выделяемое тепло.Офисные помещения обычно хорошо освещены, а потребление энергии на освещение в офисных зданиях составляет около 20-30 Вт / м 2 (2-3 Вт / фут 2 ) площади пола.
Энергия, потребляемая лампами, рассеивается за счет конвекции и излучения. Конвекционная составляющая тепла составляет около 40 процентов для люминесцентных ламп и представляет собой мгновенную часть охлаждающей нагрузки из-за освещения.
Оставшаяся часть представляет собой излучение, которое поглощается и повторно излучается стенами, полом, потолком и мебелью, и, таким образом, они влияют на охлаждающую нагрузку с задержкой по времени.Следовательно, освещение может продолжать вносить свой вклад в охлаждающую нагрузку за счет повторного излучения даже после выключения света. Иногда может потребоваться учитывать эффекты запаздывания при определении расчетной охлаждающей нагрузки.
Отношение используемой мощности освещения к общей установленной мощности называется коэффициентом использования, и его необходимо учитывать при определении притока тепла за счет освещения в данный момент времени, поскольку установленное освещение не отдает тепло, если оно не включено. . Для коммерческих приложений, таких как супермаркеты и торговые центры, коэффициент использования принимается равным единице.
РИСУНОК 29
Двигатель с КПД 80%, который приводит в действие вентилятор мощностью 100 Вт, вносит 25 Вт и 100 Вт в тепловую нагрузку моторного и аппаратного помещений соответственно.
Оборудование и приспособления
Большинство оборудования и приборов приводится в действие электродвигателями, и, таким образом, тепло, выделяемое прибором при устойчивой работе, является просто мощностью, потребляемой его двигателем. Например, для вентилятора часть мощности, потребляемой двигателем, передается на вентилятор для его привода, а остальная часть преобразуется в тепло из-за неэффективности двигателя.Вентилятор передает энергию молекулам воздуха и увеличивает их кинетическую энергию. Но эта энергия также преобразуется в тепло, поскольку быстро движущиеся молекулы замедляются другими молекулами и останавливаются в результате трения. Таким образом, мы можем сказать, что вся энергия, потребляемая двигателем вентилятора в комнате, в конечном итоге преобразуется в тепло в этой комнате. Конечно, если двигатель находится в одной комнате (скажем, в комнате A), а вентилятор — в другой (скажем, в комнате B), то приток тепла в комнате B будет равен мощности, передаваемой только на вентилятор, в то время как мощность Прибыль тепла помещения A будет теплом, выделяемым двигателем из-за его неэффективности (рис.
29).
Номинальная мощность двигателя W Двигатель на этикетке двигателя представляет мощность, которую двигатель будет выдавать в условиях полной нагрузки. Но двигатель обычно работает с частичной нагрузкой, иногда от 30 до 40 процентов, и поэтому он потребляет и выдает гораздо меньше энергии, чем указано на этикетке. Это характеризуется коэффициентом нагрузки f нагрузка двигателя во время работы, который составляет f нагрузка = 1,0 для полной нагрузки. Кроме того, существует неэффективность, связанная с преобразованием электрической энергии в механическую энергию вращения.Это характеризуется КПД двигателя h двигателя , который уменьшается с уменьшением коэффициента нагрузки. Следовательно, увеличивать размер двигателя не рекомендуется, поскольку двигатели увеличенного размера работают с низким коэффициентом нагрузки и, следовательно, с более низким КПД. Еще один фактор, влияющий на количество тепла, выделяемого двигателем, — это то, как долго двигатель фактически работает.
Это характеризуется коэффициентом использования f использования , с использованием f = 1.0 для непрерывной работы. Двигатели с очень низким коэффициентом использования, такие как двигатели дверей дока, можно не учитывать в расчетах.Тогда приток тепла от двигателя внутри кондиционированного помещения можно выразить как
Тепло, генерируемое в кондиционируемых помещениях электрическими, газовыми и паровыми приборами, такими как плита, холодильник, морозильная камера, телевизор, посудомоечная машина, стиральная машина, сушилка, компьютеры. , принтеры и копировальные аппараты могут иметь большое значение, и поэтому их следует учитывать при определении пиковой охлаждающей нагрузки здания. Существует значительная неопределенность в оценке тепловыделения от приборов из-за различий в приборах и графиков использования.Вытяжки на кухне еще больше усложняют ситуацию. Кроме того, некоторое офисное оборудование, такое как принтеры и копировальные аппараты, потребляет значительную мощность в режиме ожидания.
Например, лазерный принтер мощностью 350 Вт может потреблять 175 Вт, а компьютер мощностью 600 Вт может потреблять 530 Вт в режиме ожидания.
Тепловыделение офисного оборудования в типичном офисе с компьютерными терминалами на большинстве столов может достигать 47 Вт / м 2 . Это значение может быть в 10 раз больше для компьютерных залов, в которых находятся мэйнфреймы.Когда инвентаризация оборудования здания известна, тепловая нагрузка оборудования может быть определена более точно, используя данные, приведенные в Справочнике основ ASHRAE.
Наличие термостатических регуляторов и типичные методы использования делают маловероятную работу всех приборов в кондиционируемом помещении при полной нагрузке. Более реалистичный подход состоит в том, чтобы принять 50 процентов от общих номинальных характеристик приборов, указанных на паспортной табличке, для представления максимального использования. Следовательно, пиковое тепловыделение от приборов принято равным
независимо от типа используемой энергии или топлива.