Тепловий баланс приміщення
У багатьох приміщеннях одним з визначальних шкідливих виділень є надлишкове тепло. При розрахунку вентиляції таких приміщень необхідно складання теплового балансу, т. Е. З'ясування всіх статей надходження і витрати тепла в приміщенні.
У більшості приміщень теплові умови близькі до стаціонарних, тому при розрахунку теплового балансу виходять з того, що всі огорожі та обладнання в приміщенні знаходяться в стані теплової рівноваги. Це означає, що їх температура залишається незмінною в часі і кількість одержуваного ними тепла в одиницю часу дорівнює кількості теряемого. Різниця надходження Qnoст і витрати (втрат) QnoT тепла визначає теплонадлишки AQ (або теплонедостткі) в приміщенні, які повинні бути асимільовані (або компенсовані) вентиляційним повітрям
У деяких випадках виявляється достатнім складання балансу тільки по явному теплу. У приміщеннях з активними влагооб- змінними процесами необхідно складання балансу за повним тепла, т. Е. З урахуванням прихованого тепла, яке містять водяну пару, що надходять в повітря приміщення.
Необхідно пояснити також наступне. У приміщення надходить променисте і конвективное тепло. Зазвичай їх не розділяють і складають загальний тепловий баланс для приміщення в цілому. Однак ці складові мають суттєву різницю. Променистий теплообмін відбувається між поверхнями в приміщенні. Повітря променисте тепло практично не поглинає (за винятком випадків наявності туману або сильної запиленості в приміщенні), тому воно передається повітрю приміщення у вигляді як би вторинних потоків конвективного тепла, утворених у нагрітих випромінюванням поверхонь.
Конвективне тепло потрапляє в приміщення з нагрітим повітрям і виникає у нагрітих поверхонь. Потоки конвективного тепла, утворені у нагрітих поверхонь, піднімаються вгору. Вони можуть призводити до утворення «теплової подушки» у верхній зоні приміщення або створювати вертикальну циркуляцію повітря у всьому його обсязі. Конвективне тепло частково видаляється вентиляцією з нагрітим повітрям і витрачається на нагрів холодних поверхонь огороджень, матеріалів тощо.
У зв'язку з такою складною картиною теплообміну крім відомості загального балансу тепла для приміщення іноді виникає необхідність розрахунку теплових балансів для окремих частин або зон приміщення. Складають баланси окремо для повітря і звернених до приміщення поверхонь, а також окремо для обсягів робочої і верхньої зони приміщення. У деяких випадках, наприклад при розрахунку душіро- вання або повітряного оазису, виникає необхідність визначення складових теплового балансу на робочому місці, в зоні розташування пульта управління і т. Д. Запис теплового балансу в цих випадках залишається спільною у вигляді рівняння (V.1) з тією лише різницею »що враховуються локальні складові надходжень і втрат тепла для даної зони або частини приміщення (робочого місця і т. д.).
При несталому тепловому стані приміщення огорожі та обладнання акумулюють тепло при нагріванні або віддають його при охолодженні. У відповідні періоди часу вони є як би додатковими джерелами або стоками тепла. Кількість надлишкового тепла в приміщенні AQ стає змінним в часі. Вентиляційний процес в цих умовах виявляється нестаціонарним, і його слід розраховувати спеціально. Методика розрахунку нестаціонарних процесів у вентильованому приміщенні викладена в курсі «Будівельна теплофізика».
У промислових будівлях з різноманітними технологічними процесами, де є складно змінюються в часі надходження тепла, або в особливо відповідальних випадках мало вивченою, нової технології доводиться проводити спеціальні натурні випробування на діючому підприємстві. Під час випробувань вимірюють витрати Llt м3 / год, і ентальпію / г, кДж / кг, всіх потоків припливного ( «п») повітря і повітря, що видаляється ( «у») з приміщення.
за допомогою якого визначають загальний надлишок (+ AQ) або недолік (-AQ) повного тепла в приміщенні. Подібні вимірювання, проведені для всіх характерних періодів тепловиділень, дозволяють отримати режимні характеристики зміни AQ в часі для всього технологічного циклу. Слід мати на увазі, що випробування на обь- ектах проводять при деякій зовнішній температурі, як правило, не відповідає розрахунковій, тому дані випробувань повинні бути скоректовані і приведені до розрахункових умов, для яких складаються теплові баланси приміщення при визначенні продуктивності і настановної потужності вентиляційної системи .
Подібного роду випробування трудомісткі і дороги, в зв'язку з чим основним і найбільш прийнятним способом визначення кількості що надходить в приміщення і видаляється з нього тепла при проектуванні вентиляції є теплотехнічний розрахунок.
Розглянемо практичні способи розрахунку окремих найбільш поширених складових надходження і втрат тепла в приміщенні, маючи на увазі, що їх теоретичні основи викладені в курсах «Теплопередача» і «Будівельна теплофізика».