Теплонадходження за рахунок сонячної радіації

Теплонадходження за рахунок сонячної радіації визначаються для теплого періоду року окремо через скло Q_ск й покриття Q_п. За розрахункове значення приймається більша сумарна величина Q_ср, розрахована за годинами часу роботи підприємства.

Q_ср= Q_ск+Q_п, Вт (9)

1) Теплонадходження крізь скління

Теплонадходження крізь скління,Q_ск, Вт, визначаються за формулою:

(10)

де q_вп,q_вр – питоме надходження тепла через вертикальне скло відповідно від прямої й розсіяної радіації, Вт/м². Вибирається за таблицею 2.16 [3] для заданого в будинку періоду роботи приміщення;

F_ск – площа скла, м², розраховується за планом і розрізом основного приміщення будинку;

β_cз – коефіцієнт, що враховує затемнення вікон. Вибирається за таблицею 1.20 [3] для штори із світлої тканини β_cз=0,4;

K_а – коефіцієнт, що враховує акумуляцію тепла внутрішніми огороджуючими конструкціями приміщення, розраховується за формулою:

К_а= (11)

де F₁, F₂, F₃, F₄, F₅ – площі відповідно трьох внутрішніх стін, стелі та підлоги, м²;

m₁, m₂, m₃, m₄, m₅ – коефіцієнти, що враховують акумуляцію тепла відповідно трьома внутрішніми стінами, стелею та підлогою, приймаються за таблицею 2.15 [3] в залежності від матеріала огороджуючої конструкції та її товщини.

Так як тепло акумулюється тільки однією внутрішньою стінкою:

К_а= =0,5

K_ск – коефіцієнт, що враховує тип скла, для подвійного скла в металевих плетіннях K_ск=0,9;

K₁ – коефіцієнт, що враховує тип скла й забруднення атмосфери. Вибирається за таблицею 2.17 [3] і для подвійного скла дорівнює 0,54 для вікон, що облучаються в розрахункову годину сонцем та 1,26 для вікон, що в розрахункову годину знаходяться у тіні;

K₂ – коефіцієнт, що враховує забруднення скла, приймається за таблицею 2.18 [3], і для запиленого скла дорівнює 0,95.

Час роботи вищого навчального закладу з 8⁰⁰ до 18⁰⁰.

Розрахунок ведеться для огороджуючих конструкцій, орієнтованих на південь, схід та північ у табличній формі.

 

Таблиця 3 – Теплонадходження через скління

Години	Теплонадходження, Вт
	Пд	С	Пн
8-9	178,4	821,8	181,0
9-10	301,4	627,6	165,5
10-11	396,7	364,3	155,1
11-12	448,8	144,9	152,6
12-13	448,8	201,7	152,6
13-14	396,7	186,12	155,1
14-15	301,4	180,0	165,5
15-16	178,4	180,0	181,0
16-17	84,2	164,4	191,3
17-18	142,2	136,5	115,2

 

2)Теплонадходження крізь покриття

Теплонадходження через покриття,Q _п, Вт, визначаються за формулою

, (12)

де R_о – опір теплопередачі покриття, м²·°С /Вт, R_о=1,71 (м²·°С)/Вт;

t_з – середньомісячна температура зовнішнього повітря за липень, °С, табл. 1.5 [3], t_з=20,2 °С;

R_з – термічний опір, при теплообміні між зовнішнім повітрям і зовнішньою поверхнею покриття, (м²·°С)/Вт, визначається за формулою

(13)

- середня швидкість вітру, м/с, у теплий період, =1 м/с.

ρ – коефіцієнт поглинання сонячної радіації матеріалом зовнішньої поверхні покриття, таблиця 1.18 [3], ρ =0,9;

I_ср – середньодобова (пряма й розсіяна) сумарна сонячна радіація, що попадає на горизонтальну поверхню, Вт/м², табл. 1.19 [3], I_ср=328 Вт/м²;

t_в – температура повітря, що видаляється з приміщення, °С, t_в =31,6 °С;

β – коефіцієнт для визначення величин теплового потоку, що гармонічно змінюються, приймаємо залежно від максимальної години теплонадходжень за таблицею 2.20 [3];

К – коефіцієнт, що залежить від конструкції покриття, К=1;

А_τв – амплітуда коливань температури внутрішньої поверхні огороджуючих конструкцій, °С, визначається за формулою

(14)

υ – величина загасання амплітуди коливань температури зовнішнього повітря в обгороджуючих конструкціях, υ =32,46;

А_тн – максимальна амплітуда добових коливань температури зовнішнього повітря, °С, табл. 1.5 [3], А_тн=22 °С;

I_max, I_ср – максимальне й середнє значення сумарної (прямої і розсіяної) сонячної радіації, приймається для покриття – як для горизонтальної поверхні, I_max=865 Вт/м², I_ср =328 Вт/м².

За формулою (14):

R_в – термічний опір, при теплообміні між внутрішньою поверхнею покриття й повітрям приміщення, (м²·°С)/Вт, R_в=0,115 (м²·°С)/Вт;

F – площа покриття, м², F=157,7 м².

Для знаходження β для заданого періоду часу по годинах знаходимо час максимуму надходження теплоти через покриття, Z_mах, за формулою

(15)

де D – теплова інерція покриття, за завданням.

Z_mах=13+2,7·4,03=23,9 год

Значення коефіцієнта β зводимо в таблицю 4.

 

Таблиця 4 – Значення коефіцієнта β

Години	8-9	9-10	10-11	11-12	12-13	13-14	14-15	15-16	16-17	17-18
β	-0,63	-0,81	-0,93	-0,99	-0,98	-0,91	-0,77	-0,58	-0,34	-0,1

 

Розрахунок теплонадходжень крізь покриття в залежності від часу доби виконується у табличній фомі.

 

Таблиця 5 – Теплонадходження через покриття

Години	Теплонадходження через покриття
8-9	-521,3
9-10	-815,8
10-11	-1012,1
11-12	-1110,3
12-13	-1093,9
13-14	-979,4
14-15	-750,3
15-16	-439,4
16-17	-46,8
17-18	345,9

 

Розрахунок теплонадходжень за рахунок сонячної радіаціі зводимо в таблицю 6.

 

Таблиця 6 – Розрахунок сонячної радіації

Час роботи	Теплонадходження від скла, Вт	Теплонадходження від покриття, Вт	Усього
Пд	С	Пн
8-9	178,4	821,8	181,0	-521,3	659,9
9-10	301,4	627,6	165,5	-815,8	278,7
10-11	396,7	364,3	155,1	-1012,1	-95,9
11-12	448,8	144,9	152,6	-1110,3	-364,0
12-13	448,8	201,7	152,6	-1093,9	-290,9
13-14	396,7	186,2	155,1	-979,4	-241,4
Закінчення табл.6	186,12	155,1
14-15	301,4	180,0	165,5	-750,3	-103,5
15-16	178,4	180,0	181,0	-439,4	99,9
16-17	84,2	164,4	191,3	-46,8	393,2
17-18	142,2	136,5	115,2	345,9	739,9

 

За розрахункове значення теплонадходжень від сонячної радіації приймаємо більшу величину, що дорівнює 739,9 Вт.

Визначення тепловтрат

Визначаємо тепловтрати для холодного періоду для приміщення 1 без урахування втрат тепла на інфільтрацію.

Визначення тепловтрат визначаємо у таблиці 7.

 

Таблиця 7 – Визначення тепловтрат в приміщенні

№ приміщ

Найм.

Огородження

tВ,°C

Познач.

Орієнтац.

%/w,м/с

axb,м²

А, м²

1/Rн, Вт/(м²∙°С)

tв -tн,°С

n

1+Σβ

Qa,Вт

Спорт. зала

НС

Ю

12/5,4

11,6х5,5

63,8

1,01

НС

В

8/4,2

13,6х5,5

74,8

1,01

НС

С

14/4,8

11,6х5,5

63,8

1,01

ДО

Ю

12/5,4

6,0х2

2,22

ДО

В

8/4,2

7,2х2

14,4

2,22

ДО

С

14/4,8

6,0х2

2,22

ПТ

-

-

11,6х13,6

158,8

0,585

ПЛ

-

-

11,6х13,6

158,8

0,585

Σ

 

Q_втр^х=20911Вт

Для перехідного періоду тепловтрати визначаються за формулою:

Q_втр^п=Q_втр^х∙(t_в^п-8)/(t_в^х+ t_н^х), Вт (16)

Q_втр^п=20911∙(22-8)/(22+22)=6654 Вт