Расчет теплопритоков и теплопоступлений

Расчет теплопритоков (теплопоступлений) – одна из основных и часто встречающихся задач в области систем вентиляции и кондиционирования. Данный расчет проводится для каждого помещения в отдельности и необходим для определения мощности системы кондиционирования на объекте.

http://aquaton-magazin.ru зеркала с полкой для ванной комнаты.

В данной статье будут рассмотрены все основные виды теплопритоков и дана методика их расчета.

Расчет теплопритоков онлайн

Хочу такой же калькулятор себе на сайт
Основные данные
м²
°C
°C
Теплопритоки от солнечной радиации онлайн
° с.ш. (Мск 56, СПб 60, Мурманск 69, Сочи 43)
м²
Теплоприток от солнечной радиации: 0 Вт
Теплопритоки через ограждающие конструкции онлайн
м²
(м²⋅°C)/Вт
(м²⋅°C)/Вт
Теплоприток через ограждающие конструкции: 0 Вт
Теплопритоки от людей онлайн
Методика расчёта:
чел.
чел.
чел.
чел.
Вт/чел.
Теплоприток от людей: 0 Вт
Теплопритоки от компьютеров и другого оборудования онлайн
шт
Вт
Вт
Теплоприток от компьютеров и оборудования: 0 Вт
Теплопритоки от освещения онлайн
Методика расчёта:
Тип светильников:
Вт
Теплоприток от освещения: 0 Вт
Теплопритоки от вентиляции онлайн
м³/ч
Теплоприток от вентиляции: 0 Вт
Суммарные теплопритоки
Суммарные теплопритоки: 0 Вт
Хочу такой же калькулятор себе на сайт

Программа для расчета теплопритоков онлайн позволяет произвести необходимые расчеты непосредственно на нашем сайте. В качестве исходных данных требуются параметры помещения (площадь, температура воздуха, количество людей и наличие оборудования) и строительные характеристики здания (материал стен, ориентация окон и т.д.).

Какие виды теплопритоков следует учитывать в расчете

При расчете систем кондиционирования учитывают следующие виды теплопритоков:

  1. Теплопритоки от солнечной радиации
  2. Теплопритоки через ограждающие конструкции
  3. Теплопритоки от людей
  4. Теплопритоки от компьютеров и другого оборудования
  5. Теплопритоки от освещения
  6. Теплопритоки от вентиляции

Теплопритоки (теплопоступления) от солнечной радиации

Теплоприток от солнечной радиации – как правило, основное (самое большое) слагаемое в общей сумме теплопритоков. Данный теплоприток определяется интенсивностью солнечного излучения, которое проникает через остекление и нагревает различные поверхности в помещении.

Теплоприток от солнечной радиации (солнечные теплопоступления) зависят от:

  • Географической широты расположения объекта: чем южнее, тем выше теплоприток
  • Ориентации окон по сторонам света: теплоприток выше на юге, востоке, юго-востоке; ниже на севере.
  • Затененности остекления: если солнце закрывают соседние здания, деревья или козырек, то приток ниже.
  • Тонировка стекла.

Наиболее полная и научно-обоснованная методика расчета теплопритока от солнечной радиации приведена в Пособии 2.91 к СНиП 2.04.05-91 «Расчет поступления теплоты солнечной радиации в помещения» и занимает несколько страниц. Мы же используем упрощенную методику определения солнечных теплопоступлений на базе Таблицы 1 из этого пособия:

Qос = q·Sос, где:

  • q – удельная плотность теплового потока солнечной радиации, определяемая по таблице 1 в зависимости от широты и ориентации окон,
  • Sос – площадь окон в помещении.

Теплопритоки (теплопоступления) через стены и другие ограждающие конструкции

На сегодня теплопритоки через ограждающие конструкции – это самое маленькое слагаемое в сумме теплопритоков благодаря активному развитию отрасли строительных материалов и появлению по-настоящему энергосберегающих технологий.

К ограждающим конструкциям в помещении относят наружные стены, окна и кровлю, если этажом выше нет других помещений. Теплоприток через ограждающие конструкции зависит от следующих факторов:

  1. Толщина и материал стен
  2. Толщина и структура оконных блоков
  3. Толщина и материал кровельного пирога для помещений на последнем этаже.

Теплоприток через ограждающие конструкции определяется как сумма теплопритоков через ограждения (стена/окно/кровля), каждое из которых рассчитывается по формуле:

Qок = Sок · dT / r, где:

  • Sок – площадь рассматриваемой стены/окна/кровли (м2),
  • dT – разность наружной и внутренней температуры (°С),
  • r – термическое сопротивление ограждающей конструкции (°С·м2/Вт).

Величина r берется из технических данных производителя материала стен или рассчитывается по формуле:

1 / r = 1 / α0 + δ1 / α1 + … + δm / αm + 1 / αn, где:

  • α0 – коэффициент теплоотдачи наружного материала стены,
  • δ1, δ2 ... δm – толщина слоев, образующих стену,
  • δ1, δ2 ... δm – теплопритоводность материалов слоев, образующих стену,
  • αn – коэффициент теплоотдачи внутреннего материала стены

Упрощенно для окон можно принимать r=0,4 °С·м2/Вт; для энергоэффективных стен r=5 °С·м2/Вт.

Теплопритоки (теплопоступления) от людей

Так как температура тела человека выше температуры воздуха в помещении, то каждый человек выделяет определенное количество тепла. Это количество зависит от:

  • Физической нагрузки: чем выше нагрузка, тем больше тепла выделяет человек,
  • Температуры воздуха в помещении: чем холоднее, тем больше тепла выделяет человек.

Более точные методики учитывают тот факт, что женщины и дети выделяют меньше тепла, чем мужчины.

В среднем, один человек выделяет 100-150Вт тепла. Но при увеличении физической нагрузки и снижении температуры эта цифра может возрасти до 300 Вт. Считается, что женщины выделяют на 15% тепла меньше, дети – на 25% тепла меньше.

Величина теплопритока от людей определяется по формуле:

Qл = qл · n, где:

  • qл – теплоприток одного человека (Вт),
  • n – количество людей.

Если учитывать особенности женщин и детей, то формула несколько усложнится:

Qл = qл · nмуж + 0,85 · qл · nжен + 0,75 · qл · nдет

Теплопритоки (теплопоступления) от компьютеров и другого оборудования

Тепловыделение современного компьютера составляет около 300 Вт. Для более мощных компьютеров, например, у программистов или дизайнеров, выделяют до 500 Вт.

Теплопоступления от сервера также составляют 300-500-700 Вт, но если в ИТ-стойке установлено несколько серверов, то мощность такой стойки составляет от 2 до 10 кВт (подробнее читайте нашу рубрику «Кондиционирование ЦОД»).

Тепловыделение другого оборудования определяют по техническим характеристикам, но чаще всего при расчете теплопритоков его учитывают не полностью, а с понижающим коэффициентом, так как оборудование работает не постоянно. Например, для принтера в офисе принимают понижающий коэффициент 0,5, а для того же принтера дома мощно принять коэффициент 0,1.

Общая формула теплопритока от каждой единицы оборудования выглядит следующим образом:

Qоб = k · q, где:

  • k – коэффициент загрузки (тот самый понижающий коэффициент)
  • q – теплоприток от этого оборудования (зачастую можно принимать потребляемую мощность).

Теплопритоки (теплопоступления) от освещения

Наиболее просто теплоприток от освещения определить по суммарной мощности установленных светильников, так как вся подведенная к ним энергия в конечном итоге превратится в тепловую. Именно такой способ на сегодня видится наиболее перспективным ввиду появления различных типов светильников с различным КПД: у ламп накаливания энергопотребление значительно выше, чем у светодиодных светильников при том же уровне освещенности.

Если же данных о мощности светильников нет, то можно воспользоваться следующими более общими закономерностями в зависимости от типа светильников в помещении:

  • Для ламп накаливания Qосв = 25 · S,
  • Для люминесцентных ламп Qосв = 10 · S,
  • Для светодиодных ламп Qосв = 5 · S,

где S – площадь помещения в м2.

Теплопритоки (теплопоступления) от вентиляции и инфильтрации

В любом помещении присутствует вентиляция (осознанный воздухообмен за счет работы естественной или принудительной системы вентиляции) или инфильтрация (утечки и перетечки воздуха). Теплоприток от вентиляции и инфильтрации определяется по формуле:

Qвент = 0,338 · G · dT, где:

  • G – расход воздуха (м3/ч),
  • dT - разность наружной и внутренней температуры (°С).

Важно помнить, что если приточная установка оборудована охладителем воздуха, то теплоприток от вентиляции учитывать не следует: он учтен при расчете мощности этого охладителя.

В более общем случае это правило звучит следующим образом: суммарный теплоприток (с учетом вентиляции) снимается охладителем воздуха в приточной системе и кондиционерами. В каких именно пропорциях – решает инженер-проектировщик.

Заключение

Правильный расчет теплопритоков позволяет правильно определить тепловую нагрузку помещения, выбрать наиболее подходящий кондиционер и построить эффективную систему кондиционирования в масштабе всего здания. Методика, приведенная в данной статье, поможет вам в решении этой задачи.

Комментарии

Ваше имя:

E-mail:  (на сайте не показывается)

Введите код с картинки: