ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ПОМЕЩЕНИЙ

Тепловой баланс помещения составляется отдельно для каждого периода года отдельно по явной и скры­той теплоте.

Для теплого периода года можно записать

, (6.1)

где — суммарные тепловыделения в помещении без учета теплоты солнечной радиации; — теплота солнечной радиации для остекленных поверхностей и по­крытий; — тепловые потери в помещения для теп­лого периода года.

Для холодного и переходного периодов года баланс теплоты в помещении будет иметь вид:

, (6.2)

где — теплопотери помещения в холодный или пе­реходный период года через ограждающие конструкции и на нагрев инфильтрационного воздуха.

В зависимости от величин, входящих в уравнения (6.1) и (6.2), тепловой баланс помещения может приводить к трем случаям:

Первый: тепловыделения равны теплопотерям:

В этом случае при работающем технологическом оборудовании температура воздуха помещения не будет изменяться. Во время неработающего оборудования (вы­ходные дни, ночное время) тепловыделения уменьшают­ся и будет наблюдаться недостаток теплоты, поэтому в нерабочее время холодного периода года в помещениях должно быть предусмотрено дежурное отопление.

Второй: теплопотери превы­шают тепловыделения:

;

где: — недостаток теплоты в помещении.

При составлении теплового баланса по явной теплоте компенсируется установкой нагревательных приборов отопления или путем совмещения отопления с системой вентиляции. В последнем случае температура подаваемого в помещение воздуха должна превышать температуру воздуха в помещении на величину:

, (6.3)

где с — теплоемкость воздуха; G— массовый расход приточного воздуха, кг/с.

Третий: тепловыделения больше теплопотерь:

; .

Избыток явной теплоты должен поглощаться воздухом, подаваемым в помещение с температурой ни­же температуры воздуха в помещении. Как и в первом случае, при неработающем оборудовании должно пре­дусматриваться дежурное отопление.

При нарушениях теплового баланса помещения, вызы­ваемых изменяющимися тепловыделениями, будет на­блюдаться колебание температуры воздуха помещения и радиационной температуры . Ограждения, обору­дование и материалы при колебании температуры выде­ляют или поглощают теплоту. Значение колебаний тем­пературы будет зависеть от способности ограждений, оборудования и материалов поглощать теплоту.

Свойство помещения сохранять температуру воздуха при периодических возмущениях тепловыделений, называется теплоустойчивостью поме­щения. Амплитуда колебаний температуры внутреннего воздуха в жилых и общественныхзданиях не должна превышать

Важное значение имеет расчет теплоустойчивости по­мещения при оценке охлаждения помещения в случае отклю­чения системы отопления.

ОТОПЛЕНИЕ

По СНиП 41-01-2003 теплоснабжение зданий может осуществляться:

- от центрального источника тепла;

- от автономного источника тепла (в том числе крышной, котельной);

- от индивидуальных теплогенераторов.

Конструкция любой системы теплоснабжения должна быть непосредственно связана с эксплуатацией и характеристиками здания. Для промышленных зданий, необходимо чтобы осуществлялось теплоснабжение непосредственно рабочих мест, поэтому при проектировании систем теплоснабжения необходимо учитывать:

- выделение тепла от технологических процессов;

- загрязнение воздуха вблизи рабочих мест;

- проникновение холодного воздуха в здание.

На выбор системы отопления в каждом конкретном случае влияет ряд факторов:

- назначение помещения;

- требуемые характеристики микроклимата;

- имеющиеся теплогенерирующие установки;

- возможности утилизации тепловых выбросов;

- возможности использования вторичных энергоресурсов (ВЭР)

При проектировании систем теплоснабжения всегда стремятся обеспечить низкую исходную стоимость, оборудования, эксплуатационные расходы, энергетическую эффективность системы. Данные факторы в сочетании с конструкцией здания и эксплуатацией его определяет особенности теплового режима помещений и, следовательно, конструкцию и режим работы системы отопления.

СНиП 41-01-2003 нормирует системы теплоснабжения в зависимости от назначения зданий – общественных, административных и производственных. Если для общественных и административных зданий рекомендуются водяные системы теплоснабжения с температурой теплоносителя не более 95 °С для двухтрубной системы и не более 105 °С для однотрубной системы, то диапазон рекомендаций для систем теплоснабжения промышленных зданий весьма разнообразен. Для промышленных зданий в зависимости от выделения пыли, аэрозолей, горючих веществ системы отопления могут быть как водяными, так и паровыми, воздушными, электрическими, газовыми, инфракрасными, которые представлены в таблице приложения.

В зданиях с переменным тепловым режимом (одно- и двухсменный график работы) системы отопления в нерабочее время могут работать в дежурном режиме.

В зависимости от производственного назначения помещения, выполняемых в помещении технологических процессов, применяют одно и двухтрубные системы отопления с ребристыми или гладкоповерхностными отопительными приборами.

Ребристые отопительные приборы (чугунные радиаторы, ребристые трубы, конвекторы применяют для отопления помещений с малыми выделениями пыли, не требующими больших трудозатрат на уборку. Это жилые - общественные здания, помещения цехов промышленных предприятий без избыточных пылевыделений, административно-бытовые комбинаты и т.д.

Отопительные приборы с гладкой теплоотдающей поверхностью используют, как правило, в помещениях со значительными пылевыделениями, особенно органической пыли (мучная, сахарная¸ древесная и т.д.). Гладкая поверхность отопительного прибора, в том числе бетонного блока или нагруженного ограждения здания совмещенные с греющими элементами, позволяет легко удалять пыль, не допуская существенного снижения теплоотдачи приборов.

Возможно применение не только центрального, но и локального отопления: тепловые оазисы, теплые полы, местные инфракрасные излучательные системы. Отопительно-вентиляционные системы применяются в общественных, промышленных зданиях, когда целесообразнее отапливать не все помещения, а только рабочее место.

Отопление промышленных зданий на металлургических предприятиях с развитыми источниками вторичных энергоресурсов - целесообразнее совместить с вентиляционными системами, которые имеют возможность улучшения параметров вентиляционного воздуха: очистки пыли от газов, удаление избыточной теплоты.