Stjerne nyheder
Termisk modstand af lodrette cylindriske luftlag. Termisk isoleringsevne af luftlag. Afprøvning af en model af et termisk isoleringssystem med kontrolleret varmeisolering ved hjælp af bygningsventilationsemissioner
For at bringe ensartethed, varmeoverførselsmodstand lukkede luftspalter placeret mellem lagene af den omsluttende struktur kaldes termisk modstand Rv.p, m². ºС/W.
Diagrammet over varmeoverførsel gennem luftspalten er vist i fig. 5.
Fig.5. Varmeveksling i luftlaget.
Varmestrømmen, der passerer gennem luftlaget qv.p, W/m², består af strømninger transmitteret af termisk ledningsevne (2) qt, W/m², konvektion (1) qк, W/m² og stråling 
(3) ql, W/m².
24. Betinget og reduceret modstand mod varmeoverførsel. Koefficient for termoteknisk homogenitet af omsluttende strukturer.
25. Standardisering af varmeoverførselsmodstand baseret på sanitære og hygiejniske forhold
R0 = *
Så normaliserer vi Δ t n R 0 tr = * , de der. for at Δ t≤ Δ t n Det er nødvendigt
R 0 ≥ R 0 tr
SNiP udvider dette krav til reduceret modstand. varmeoverførsel
R 0 pr ≥ R 0 tr
t in - design temperatur af intern luft, °C;
acceptere i henhold til standarderne for design. bygning
t n - - estimeret vinterudelufttemperatur, °C, lig med gennemsnitstemperaturen for den koldeste femdages periode med en sandsynlighed på 0,92
A in (alfa) - varmeoverførselskoefficient for den indre overflade af omsluttende strukturer, accepteret i henhold til SNiP
Δt n - standard temperaturforskel mellem temperaturen på den indre luft og temperaturen på den indre overflade af den omsluttende struktur, vedtaget i henhold til SNiP
Påkrævet varmeoverførselsmodstand R st o døre og porte skal være mindst 0,6 R st o vægge af bygninger og konstruktioner, bestemt ved formel (1) ved en beregnet vintertemperatur af udeluften svarende til gennemsnitstemperaturen i den koldeste fem-dages periode med en sandsynlighed på 0,92.
Ved bestemmelse af den nødvendige varmeoverførselsmodstand for indvendige omsluttende strukturer i formel (1), bør den tages i stedet for t n-beregnet lufttemperatur i det koldere rum.
26. Termisk ingeniørberegning af den nødvendige tykkelse af hegnsmaterialet baseret på betingelserne for at opnå den nødvendige varmeoverførselsmodstand.
27. Materialets fugtighed. Årsager til opfugtning af strukturen
Fugtighed - en fysisk mængde svarende til mængden af vand indeholdt i materialets porer.
Fås i masse og volumen
1) Byggefugt.(under opførelsen af en bygning). Afhænger af design og konstruktionsmetode. Solid murværk værre end keramiske blokke. Den mest gunstige er træ (præfabrikerede vægge). w/w ikke altid. Bør forsvinde inden for 2=-3 års drift Foranstaltninger: tør væggene
Jordfugt. (kapillær sugning). Når et niveau på 2-2,5 m. Vandtætningslag, hvis de installeres korrekt, påvirker ikke.
2) Jordfugt, trænger ind i hegnet fra jorden på grund af kapillarsugning
3) Atmosfærisk fugt. (skrå regn, sne). Det er især vigtigt i nærheden af tage og udhæng... massive murstensvægge kræver ikke beskyttelse, hvis fugning udføres korrekt. armeret beton, letbetonplader vær opmærksom på fuger og vinduesblokke, et tekstureret lag af vandtætte materialer. Beskyttelse=beskyttelsesvæg på skråning
4) Driftsfugtighed. (i værkstederne i industribygninger, hovedsageligt i gulvene og de nederste dele af væggene) løsning: vandtætte gulve, afløbssystem, der dækker den nederste del med keramiske fliser, vandtæt gips. Beskyttelse = beskyttende foring med indvendig sider
5) Hygroskopisk fugt. På grund af materialernes øgede hygroskopicitet (evnen til at absorbere vanddamp fra fugtig luft)
6) Kondensering af fugt fra luften:a) på hegnets overflade b) i hegnets tykkelse
28. Fugtigheds indflydelse på strukturers egenskaber
1) Med stigende luftfugtighed øges strukturens varmeledningsevne.
2) Fugtdeformationer. Fugtighed er meget værre end termisk udvidelse. Afskalning af puds på grund af ophobet fugt under, så fryser fugten, udvider sig i volumen og river pudsen af. Ikke-fugtbestandige materialer bliver deformeret, når de fugtes. For eksempel begynder gips at krybe, når fugtigheden stiger, krydsfiner begynder at svulme og delaminere.
3) Reduceret holdbarhed - antal år med problemfri drift af strukturen
4) Biologiske skader (svamp, skimmelsvamp) på grund af dug
5) Tab af æstetisk udseende
Ved valg af materialer tages der derfor hensyn til deres fugtforhold, og der vælges materialer med den højeste luftfugtighed. Også for høj indendørs luftfugtighed kan forårsage spredning af sygdomme og infektioner.
MED teknisk punkt syn, fører til tab af holdbarhed og struktur og dets frostbestandige egenskaber. Ved høj luftfugtighed mister nogle materialer mekanisk styrke og ændrer form. For eksempel begynder gips at krybe, når fugtigheden stiger, krydsfiner begynder at svulme og delaminere. Korrosion af metal. forringelse af udseendet.
29. Vanddampsorption opbygges. mater. Sorptionsmekanismer. Sorptionshysterese.
Sorption- processen med absorption af vanddamp, som fører til en ligevægts fugttilstand af materialet med luft. 2 fænomener. 1. Absorption som følge af kollision af et parmolekyle med overfladen af en pore og vedhæftning til denne overflade (adsorption)2. Direkte opløsning af fugt i kropsvolumen (absorption). Luftfugtigheden stiger med stigende relativ elasticitet og faldende temperatur. "desorption": Hvis en våd prøve anbringes i ekssikkatorer (svovlsyreopløsning), frigiver den fugt.
Sorptionsmekanismer:
1.Adsorption
2.Kapillær kondensation
3. Volumenfyldning af mikroporer
4. Udfyldning af mellemlagsrummet
Scene 1. Adsorption er et fænomen, hvor poreoverfladen er dækket af et eller flere lag af vandmolekyler (i mesoporer og makroporer).
Etape 2. Polymolekylær adsorption - et flerlags adsorberet lag dannes.
Etape 3. Kapillær kondensation.
ÅRSAG. Det mættede damptryk over en konkav overflade er mindre end over en flad væskeoverflade. I kapillærer med lille radius danner fugt konkave miniskier, så kapillær kondensering bliver mulig. Hvis D>2*10 -5 cm, så vil der ikke være nogen kapillær kondens.
Desorption - processen med naturlig tørring af materialet.
Hysterese ("forskel") af sorption ligger i forskellen mellem sorptionsisotermen opnået, når materialet er fugtet, og desorptionsisotermen opnået fra det tørrede materiale. viser % forskel mellem vægtfugtigheden under sorption og vægten fugtighed af desorption (desorption 4,3 %, sorption 2,1 %, hysterese 2,2 %) ved befugtning af sorptionsisotermen. Ved tørring af desorption.
30. Mekanismer for fugtoverførsel i byggematerialer. Dampgennemtrængelighed, kapillarsugning af vand.
1. Om vinteren, på grund af temperaturforskelle og ved forskellige partialtryk, passerer en strøm af vanddamp gennem hegnet (fra den indre overflade til den ydre) - vanddampdiffusion. Om sommeren er det omvendt.
2. Konvektiv transport af vanddamp(med luftstrøm)
3. Kapillær vandoverførsel(perkolation) gennem porøse materialer.
4. Tyngdekraftsvand siver gennem revner, huller, makroporer.
Dampgennemtrængelighed - evnen af et materiale eller en struktur lavet af dem til at tillade vanddamp at passere gennem det.
Porepermeabilitetskoefficient- Fysisk. en værdi numerisk lig med mængden af damp, der passerer gennem pladen med en enhedsareal, med et enhedstrykfald, med en enhedstykkelse af pladen, med en enhedstid med en partialtrykforskel på pladens sider e 1 Pa .. Med et fald. Temperaturer, mu falder, med øget luftfugtighed, mu stiger.
Dampgennemtrængningsmodstand: R = tykkelse/mu
Mu - damppermeabilitetskoefficient (bestemt i henhold til SNIP 2379 varmeteknik)
Kapillær absorption af vand af byggematerialer – sikrer konstant overførsel af flydende fugt gennem porøse materialer fra et område med høj koncentration til et område med lav koncentration.
Jo tyndere kapillærerne er, jo større er kapillærsugningskraften, men samlet set falder overførselshastigheden.
Kapillæroverførsel kan reduceres eller elimineres ved at installere en passende barriere (lille luftspalte eller kapillar-inaktivt lag (ikke-porøst)).
31. Ficks lov. Dampgennemtrængelighedskoefficient
P(mængde af damp, g) = (ev-en)F*z*(mu/tykkelse),
mu– koefficient dampgennemtrængelighed (bestemt i henhold til SNIP 2379 varmeteknik)
Phys. en værdi numerisk lig med mængden af damp, der passerer gennem pladen med en enhedsareal, med et enhedstrykfald, med en enhedstykkelse af pladen, med en enhedstid med en partialtrykforskel på pladens sider e 1 Pa [mg/(m 2 *Pa)]. Den mindste mu har et tagmateriale på 0,00018, den største min. bomuldsuld = 0,065 g/m*h*mm.Hg., vinduesglas og metaller er damptætte, luft har den største dampgennemtrængelighed. Ved aftagende Temperaturer, mu falder, med øget luftfugtighed, mu stiger. Det afhænger af materialets fysiske egenskaber og afspejler dets evne til at lede vanddamp, der diffunderer igennem det. Anisotrope materialer har forskellig mu (for træ langs årerne = 0,32, tværs = 0,6).
Tilsvarende modstand mod dampgennemtrængning af et hegn med et sekventielt arrangement af lag. Ficks lov.
Q=(e1-e2)/Rn qR n1n =(e n1n-1 -e 2)
32 Beregning af fordelingen af vanddamps partialtryk over konstruktionens tykkelse.
| Luftlagstykkelse, m | Termisk modstand af et lukket luftlag R ch m2°C/W | |||
| vandret med varmestrøm fra bund til top og lodret | vandret med varmestrøm fra top til bund | |||
| ved lufttemperatur i laget | ||||
| positiv | negativ | positiv | negativ | |
| 0,01 | 0,13 | 0,15 | 0,14 | 0,15 |
| 0,02 | 0,14 | 0,15 | 0,15 | 0,19 |
| 0,03 | 0,14 | 0,16 | 0,16 | 0,21 |
| 0,05 | 0,14 | 0,17 | 0,17 | 0,22 |
| 0,10 | 0,15 | 0,18 | 0,18 | 0,23 |
| 0,15 | 0,15 | 0,18 | 0,19 | 0,24 |
| 0,20-0,30 | 0,15 | 0,19 | 0,19 | 0,24 |
Indledende data for lag af omsluttende strukturer;
- trægulv(not og fer-bræt); 51 = 0,04 m; λ1 = 0,18 W/m °C;
- dampspærre; uvæsentlig.
- luft hul: Rpr = 0,16 m2°C/W; δ2 = 0,04 m λ2 = 0,18 W/m °C; ( Termisk modstand af et lukket luftlag >>>.)
- isolering(styrofoam); δ ut = ? m; λ ut = 0,05 W/m °C;
- undergulv(bestyrelse); 53 = 0,025 m; λ3 = 0,18 W/m °C;
| Trægulv i et stenhus. |
Som vi allerede har bemærket, for at forenkle den termotekniske beregning, er en multiplikationsfaktor ( k), som bringer værdien af den beregnede termiske modstand tættere på de anbefalede termiske modstande for omsluttende strukturer; for kælder- og kælderetager er denne koefficient 2,0. Vi beregner den nødvendige termiske modstand baseret på det faktum, at den udendørs lufttemperatur (i undergrunden) er lig med; -10°C. (alle kan dog indstille den temperatur, som de anser for nødvendig for deres specifikke tilfælde).
Vi tæller:
Hvor Rtr- nødvendig termisk modstand,
tв- designtemperatur for intern luft, °C. Det accepteres ifølge SNiP og svarer til 18 °C, men da vi alle elsker varme, foreslår vi at hæve den indre lufttemperatur til 21 °C.
tn- estimeret udelufttemperatur, °C, svarende til gennemsnitstemperaturen for den koldeste femdages periode i et givet byggeområde. Vi foreslår temperatur i undergrunden tn at acceptere "-10°C", er dette selvfølgelig en stor reserve for Moskva-regionen, men her er det efter vores mening bedre at overbelåne end ikke at tælle. Nå, hvis du følger reglerne, så tages den udendørs lufttemperatur tn i henhold til SNiP "Bygningsklimatologi". Du kan også finde ud af den nødvendige standardværdi fra lokale byggeorganisationer eller regionale arkitekturafdelinger.
δt n α in- produktet i brøkens nævner er lig med: 34,8 W/m2 - for ydervægge, 26,1 W/m2 - til inddækninger og loftsgulve, 17,4 W/m2 ( i vores tilfælde) - til over-kældergulve.
Nu beregn tykkelsen af isolering lavet af ekstruderet polystyrenskum (styrofoam).
Hvorδ ud - tykkelsen af det isolerende lag, m;
δ 1…… δ 3 - tykkelse af individuelle lag af omsluttende strukturer, m;
λ 1…… λ 3 - varmeledningskoefficienter for individuelle lag, W/m °C (se Builder's Handbook);
Rpr - luftlagets termiske modstand, m2 °C/W. Hvis luftventilation ikke er tilvejebragt i den omsluttende struktur, er denne værdi udelukket fra formlen;
α ind, α n - varmeoverførselskoefficienter for gulvets indvendige og udvendige overflader, svarende til henholdsvis 8,7 og 23 W/m2 °C;
λ ud - varmeledningskoefficient for det isolerende lag(i vores tilfælde er styrofoam ekstruderet polystyrenskum), W/m °C.
Konklusion; For at opfylde kravene til temperaturbetingelserne for driften af huset, tykkelsen af det isolerende lag af polystyrenskumplader placeret i kældergulvet træbjælker(bjælketykkelse 200 mm) skal være mindst 11 cm. Da vi oprindeligt indstillede oppustede parametre, kan mulighederne være som følger; dette er enten en kage lavet af to lag 50 mm styrofoam plader (minimum) eller en tærte lavet af fire lag 30 mm styrofoam plader (maksimalt).
Opførelse af huse i Moskva-regionen:
- Opførelse af et skumblokhus i Moskva-regionen. Tykkelsen af væggene i et hus lavet af skumblokke >>>
- Beregning af tykkelsen af murstensvægge under opførelsen af et hus i Moskva-regionen. >>>
- Konstruktion af træ tømmerhus i Moskva-regionen. Tykkelsen af væggen i et tømmerhus. >>>
Prøve
i Termofysik nr. 11
Termisk modstand af luftlaget
1. Bevis, at linjen med temperaturfald i tykkelsen af et flerlagshegn i koordinaterne "temperatur - termisk modstand" er lige
2. Hvad afhænger luftlagets termiske modstand af og hvorfor?
3. Årsager, der gør, at der opstår trykforskel på den ene og den anden side af hegnet
temperaturmodstand luftlagshegn
1. Bevis, at linjen med temperaturfald i tykkelsen af et flerlagshegn i koordinaterne "temperatur - termisk modstand" er lige
Ved hjælp af ligningen for varmeoverførselsmodstanden for et hegn kan du bestemme tykkelsen af et af dets lag (oftest isolering - et materiale med den laveste varmeledningskoefficient), hvor hegnet vil have en given (påkrævet) værdi på varmeoverførselsmodstand. Derefter kan den nødvendige isolationsmodstand beregnes som, hvor er summen af de termiske modstande af lag med kendte tykkelser, og minimum tykkelse isolering - sådan her: . For yderligere beregninger skal tykkelsen af isoleringen rundes op med et multiplum af de standardiserede (fabriks)tykkelsesværdier for et bestemt materiale. For eksempel er tykkelsen af en mursten et multiplum af halvdelen af dens længde (60 mm), tykkelsen af betonlag er et multiplum af 50 mm, og tykkelsen af lag af andre materialer er et multiplum af 20 eller 50 mm, afhængigt af på det trin, hvormed de fremstilles på fabrikker. Når man udfører beregninger, er det praktisk at bruge modstande, fordi temperaturfordelingen over modstandene vil være lineær, hvilket betyder, at det er praktisk at udføre beregninger grafisk. I dette tilfælde er hældningsvinklen for isotermen til horisonten i hvert lag den samme og afhænger kun af forholdet mellem forskellen i designtemperaturer og strukturens varmeoverførselsmodstand. Og tangens af hældningsvinklen er intet andet end tætheden af varmestrømmen, der passerer gennem dette hegn: .
Under stationære forhold er varmefluxtætheden konstant i tid, og derfor hvor R x- modstand af en del af konstruktionen, herunder modstand mod varmeoverførsel af den indre overflade og termisk modstand af konstruktionens lag fra det indre lag til det plan, hvor temperaturen søges.
Derefter. For eksempel kan temperaturen mellem det andet og tredje lag af strukturen findes som følger: .
Den reducerede varmeoverførselsmodstand af uensartede omsluttende strukturer eller deres sektioner (fragmenter) bør bestemmes ud fra opslagsbogen; den reducerede modstand af flade omsluttende strukturer med varmeledende indeslutninger bør også bestemmes ud fra opslagsbogen.
2. Hvad afhænger luftlagets termiske modstand af og hvorfor?
Udover overførsel af varme ved termisk ledningsevne og konvektion i luftspalten, er der også direkte stråling mellem overfladerne, der begrænser luftspalten.
Strålingsvarmeoverførselsligning: , hvor b l - varmeoverførselskoefficient ved stråling, som i høj grad afhænger af materialerne på mellemlagsoverfladerne (jo lavere materialernes emissivitetskoefficienter, jo mindre og b l) og den gennemsnitlige lufttemperatur i laget (med stigende temperatur øges varmeoverførselskoefficienten ved stråling).
Altså hvor l eq - ækvivalent varmeledningskoefficient for luftlaget. At vide l eq, du kan bestemme luftlagets termiske modstand. Dog modstand R VP kan også bestemmes ud fra en opslagsbog. De afhænger af tykkelsen af luftlaget, lufttemperaturen i det (positiv eller negativ) og typen af lag (lodret eller vandret). Mængden af varme, der overføres af termisk ledningsevne, konvektion og stråling gennem lodrette luftlag, kan bedømmes ud fra følgende tabel.
|
Lagtykkelse, mm |
Varmefluxtæthed, W/m2 |
Mængde af overført varme i % |
Ækvivalent varmeledningskoefficient, m o C/W |
Termisk modstand af mellemlaget, W/m 2o C |
|||
|
varmeledningsevne |
konvektion |
stråling |
|||||
|
Bemærk: Værdierne i tabellen svarer til lufttemperaturen i laget lig med 0 o C, temperaturforskellen på overfladerne er 5 o C og emissiviteten af overfladerne er C = 4,4. |
Ved udformning af udvendige hegn med luftspalter skal følgende tages i betragtning:
1) at øge tykkelsen af luftlaget har ringe effekt på at reducere mængden af varme, der passerer gennem det, og lag med lille tykkelse (3-5 cm) er effektive med hensyn til varmeteknik;
2) det er mere rationelt at lave flere lag af tynd tykkelse i hegnet end et lag med stor tykkelse;
3) det er tilrådeligt at fylde tykke lag med materialer med lav termisk ledningsevne for at øge hegnets termiske modstand;
4) luftlaget skal være lukket og ikke kommunikere med udeluften, dvs. de lodrette lag skal være blokeret med vandrette membraner i niveauet mellemgulvslofter(hyppigere blokering af lag i højden har ingen praktisk betydning). Hvis der er behov for at installere lag ventileret af udendørs luft, er de underlagt særlige beregninger;
5) på grund af det faktum, at hoveddelen af varme, der passerer gennem luftlaget, overføres af stråling, er det tilrådeligt at placere lagene tættere på uden for hegn, hvilket øger deres termiske modstand;
6) desuden anbefales det at dække den varmere overflade af mellemlaget med et materiale med lav emissivitet (f.eks. sølvpapir), hvilket reducerer strålingsfluxen markant. Belægning af begge overflader med sådant materiale reducerer praktisk talt ikke varmeoverførslen.
3. Årsager, der gør, at der opstår trykforskel på den ene og den anden side af hegnet
Om vinteren har luften i opvarmede rum en højere temperatur end udeluften, og derfor har udeluften en højere volumetrisk vægt (densitet) sammenlignet med indeluften. Denne forskel i volumetriske luftvægte skaber forskelle i dens tryk på begge sider af hegnet (termisk tryk). Luft kommer ind i rummet gennem den nederste del af dets ydre vægge og forlader det gennem den øvre del. Ved lufttæthed af øvre og nedre hegn og hvornår lukkede åbninger Forskellen i lufttryk når sine maksimale værdier ved gulvet og under loftet, og i midten af rummet er nul (neutral zone).
Lignende dokumenter
Varmestrøm passerer gennem kabinettet. Modstand mod varmeopfattelse og varmeoverførsel. Varmefluxtæthed. Termisk modstand af hegnet. Temperaturfordeling efter modstand. Standardisering af varmeoverførselsmodstand af hegn.
test, tilføjet 23/01/2012
Varmeoverførsel gennem en luftspalte. Lav koefficient for termisk ledningsevne af luft i porerne byggematerialer. Grundlæggende principper for design af lukkede luftrum. Foranstaltninger til at øge temperaturen på den indvendige overflade af hegnet.
abstrakt, tilføjet 23/01/2012
Friktionsmodstand i akselkasser eller lejer på trolleybusakselaksler. Overtrædelse af symmetrien af fordelingen af deformationer over overfladen af hjulet og skinnen. Slagmodstand mod bevægelse luftmiljø. Formler til bestemmelse af resistivitet.
foredrag, tilføjet 14.08.2013
Undersøgelse af mulige foranstaltninger til at øge temperaturen på hegnets indre overflade. Bestemmelse af formlen til beregning af varmeoverførselsmodstand. Design udendørslufttemperatur og varmeoverførsel gennem kabinettet. Temperatur-tykkelse koordinater.
test, tilføjet 24/01/2012
Projekt til beskyttelse af strømledningsrelæ. Beregning af kraftledningsparametre. Specifik induktiv reaktans. Reaktiv og specifik kapacitiv ledningsevne af en luftledning. Bestemmelse af maksimal nødtilstand med enfaset kortslutningsstrøm.
kursusarbejde, tilføjet 02/04/2016
Differentialligning for termisk ledningsevne. Entydighedsbetingelser. Specifik varmeflux Termisk modstand mod termisk ledningsevne af en tre-lags flad væg. Grafisk metode til bestemmelse af temperaturer mellem lag. Bestemmelse af integrationskonstanter.
præsentation, tilføjet 18.10.2013
Biot-tallets indflydelse på temperaturfordelingen i pladen. Intern og ekstern termisk modstand af kroppen. Ændring i energi (enthalpi) af pladen i løbet af dens fuldstændige opvarmning og afkøling. Mængden af varme, som pladen afgiver under afkølingsprocessen.
præsentation, tilføjet 15/03/2014
Hovedtab på grund af friktion i vandrette rørledninger. Samlet tryktab som summen af friktionsmodstand og lokal modstand. Tryktab under væskebevægelse i apparatet. Mediets modstandskraft under bevægelsen af en sfærisk partikel.
præsentation, tilføjet 29.09.2013
Kontrol af eksterne hegns varmebeskyttende egenskaber. Kontroller for fravær af kondens på indersiden af ydervæggene. Beregning af varme til opvarmning af luft tilført ved infiltration. Bestemmelse af rørledningsdiametre. Termisk modstand.
kursusarbejde, tilføjet 22.01.2014
Elektrisk modstand- hoved elektrisk karakteristik leder. Overvejelse af modstandsmåling ved konstant og vekselstrøm. Undersøgelse af amperemeter-voltmeter metoden. At vælge en metode, hvor fejlen vil være minimal.
Den lave varmeledningskoefficient for luft i porerne i byggematerialer, der nåede 0,024 W/(m °C), førte til ideen om at erstatte byggematerialer med luft i udvendige omsluttende strukturer, dvs. med en luftspalte imellem dem. Imidlertid viste de termiske egenskaber af sådanne vægge sig at være ekstremt lave, fordi Varmeoverførsel gennem luftlag sker anderledes end i faste og granulære legemer. For et luftgab eksisterer en sådan proportionalitet ikke. I et fast materiale sker varmeoverførsel kun ved termisk ledningsevne; i luftlaget er dette også ledsaget af varmeoverførsel ved konvektion og stråling.
Figur viser et lodret snit af en luftspalte med en tykkelse δ og temperaturerne på afgrænsningsfladerne τ 1 og τ 2, med τ 1 > τ 2. Ved en sådan temperaturforskel vil en varmestrøm passere gennem luftlaget Q.
Varmeoverførsel ved termisk ledningsevne overholder loven om varmeoverførsel i et fast stof. Derfor kan vi skrive:
Q1 =(τ1 - τ2)λ1/δ
hvor λ 1 er varmeledningskoefficienten for stillestående luft (ved en temperatur på 0 °C λ 1 = 0,023 W/(m°C)), W/(m°C); δ - lagtykkelse, m.
Luftkonvektion i laget opstår på grund af temperaturforskellen på dets overflader og har karakter af naturlig konvektion. I dette tilfælde, nær en overflade med en højere temperatur, opvarmes luften og bevæger sig i retning fra bund til top, og ved en koldere overflade afkøles den og bevæger sig i retning fra top til bund. Der skabes således en konstant luftcirkulation i den lodrette luftspalte, vist i fig. pile. I analogi med formlen for mængden af varme, der overføres ved konvektion, kan vi skrive:
Q 2 =(τ 1 - τ 2)λ 2 /δ 2
hvor λ 2 er en betinget koefficient kaldet varmeoverførselskoefficienten ved konvektion, W/(m °C).
I modsætning til den sædvanlige varmeledningskoefficient er denne koefficient ikke en konstant værdi, men afhænger af mellemlagets tykkelse, lufttemperaturen i det, temperaturforskellen på mellemlagets overflader og placeringen af mellemlaget i kabinettet.
For lodrette lag påvirker værdierne af koefficienterne lufttemperaturens indflydelse i området fra +15 til -10 °C på varmeoverførsel ved konvektion overstiger ikke 5% og kan derfor negligeres.
Koefficienten for varmeoverførsel ved konvektion stiger med stigende lagtykkelse. Denne stigning forklares ved, at i tynde lag hæmmes de opadgående og faldende luftstrømme gensidigt, og i meget tynde lag (mindre end 5 mm) bliver værdien af λ 2 lig med nul. Med stigende tykkelse af laget bliver konvektionsluftstrømmene tværtimod mere intense, hvilket øger værdien af λ 2 . Med en stigning i temperaturforskellen på overfladerne af mellemlaget stiger værdien af λ 2 på grund af en stigning i intensiteten af konvektionsstrømme i mellemlaget.
Stigningen i værdierne af λ 1 + λ 2 i vandrette lag under varmestrøm fra bund til top forklares ved den direkte retning af konvektionsstrømme vertikalt fra den nedre overflade, som har en højere temperatur, til den øvre overflade, som har en højere temperatur. lav temperatur. I vandrette lag, når varme strømmer fra top til bund, er der ingen luftkonvektion, da overfladen med en højere temperatur er placeret over overfladen med en lavere temperatur. I dette tilfælde accepteres λ 2 = 0.
Udover overførsel af varme ved termisk ledningsevne og konvektion i luftspalten, sker der også direkte stråling mellem de overflader, der begrænser luftspalten. Mængde varme Q 3 transmitteret i luftgabet ved stråling fra en overflade med en højere temperatur τ 1 til en overflade med en lavere temperatur τ 2, kan udtrykkes analogt med de tidligere udtryk i formen:
Q2 =(τ 1 - τ 2)α l
hvor α l er koefficienten for varmeoverførsel ved stråling, W/(m2 °C).
I denne lighed er der ingen faktor δ, da mængden af varme, der overføres af stråling i luftlag begrænset parallelle planer, afhænger ikke af afstanden mellem dem.
Koefficienten α l bestemmes af formlen. Koefficienten α l er heller ikke en konstant værdi, men afhænger af emissiviteten af de overflader, der begrænser luftspalten og desuden af forskellen i fjerde potenser absolutte temperaturer disse overflader.
Ved en temperatur på 25 °C er værdien temperaturkoefficient stiger med 74 % i forhold til dens værdi ved en temperatur på -25 °C. Følgelig vil luftlagets varmebeskyttende egenskaber forbedres, efterhånden som dets gennemsnitstemperatur falder. Med hensyn til termisk teknik er det bedre at placere luftspalter tættere på den ydre overflade af hegnet, hvor temperaturen om vinteren vil være lavere.
Udtrykket λ 1 + λ 2 + α l δ kan betragtes som den termiske ledningsevnekoefficient for luft i mellemlaget, underlagt lovene for varmeoverførsel gennem faste stoffer. Denne samlede koefficient kaldes "luftlagets ækvivalente varmeledningskoefficient" λ e Således har vi:
λ e = λ1 + λ2 + al δ
Når man kender den ækvivalente varmeledningskoefficient for luft i mellemlaget, bestemmes dens termiske modstand af formlen på samme måde som for lag af fast eller bulk materialer, dvs. 
Denne formel gælder kun for lukkede luftrum, dvs. dem uden kommunikation med ekstern eller intern luft. Hvis laget har en forbindelse med udeluften, kan dets termiske modstand som følge af indtrængning af kold luft ikke kun blive nul, men også forårsage et fald i hegnets varmeoverførselsmodstand.
For at reducere mængden af varme, der passerer gennem luftlaget, er det nødvendigt at reducere en af komponenterne i den samlede mængde varme, der overføres af laget. Dette problem er perfekt løst i væggene i beholdere beregnet til opbevaring af flydende luft. Disse kars vægge består af to glasskaller, mellem hvilke luft pumpes ud; glasflader, der vender ind mod mellemlaget, er dækket tyndt lag sølv I dette tilfælde er mængden af varme, der overføres ved konvektion, reduceret til nul på grund af en betydelig udslætning af luften i laget.
I bygningskonstruktioner med luftspalter varmeoverførsel ved stråling
reduceres væsentligt, når emitterende overflader er belagt med aluminium, som har en lav emissivitet C = 0,26 W/(m 2 K 4). Overførslen af varme ved termisk ledningsevne ved normal udskillelse af luft afhænger ikke af dens tryk, og først ved et vakuum under 200 Pa begynder luftens varmeledningskoefficient at falde
I byggematerialernes porer sker varmeoverførslen på samme måde som i luftlag, hvorfor luftens varmeledningskoefficient i materialets porer har forskellige værdier afhængigt af porernes størrelse. En stigning i den termiske ledningsevne af luft i porerne i et materiale med stigende temperatur opstår hovedsageligt på grund af en stigning i varmeoverførsel ved stråling.
Ved udformning af udvendige hegn med luftspalter er det nødvendigt
overveje følgende:
1) små mellemlag er effektive med hensyn til varmeteknik
2) når du vælger tykkelsen af luftlagene, er det tilrådeligt at tage højde for, at λ e af luften i dem ikke er større end den termiske ledningsevnekoefficient for det materiale, som laget kunne fyldes med; det modsatte tilfælde kan forekomme, hvis dette er begrundet i økonomiske hensyn;
3) det er mere rationelt at lave flere lag af små lag i den omsluttende struktur
tykkelse end en stor tykkelse;
4) det er tilrådeligt at placere luftspalter tættere på ydersiden af hegnet,
fordi om vinteren aftager mængden af varme, der overføres af stråling;
5) luftspalten skal være lukket og ikke kommunikere med luft; hvis behovet for at kommunikere laget med udeluften er forårsaget af andre hensyn, såsom at sikre, at tagløse tage ikke har fugtkondens i sig, så skal dette tages i betragtning ved beregningen;
6) lodrette lag i ydervægge skal opdeles med vandrette
membraner på niveau med lofter mellem gulve; hyppigere blokering af lag i højden har ingen praktisk betydning;
7) for at reducere mængden af varme, der overføres ved stråling, kan det anbefales at dække en af overfladerne af mellemlaget med aluminiumsfolie med en emissivitetskoefficient C = 1.116 W/(m 2 K 4). At dække begge overflader med folie reducerer praktisk talt ikke varmeoverførslen.
Også i byggepraksis er der ofte udvendige hegn, der har luftspalter, der kommunikerer med udeluften. Særligt udbredt er lag ventileret af udeluft i ikke-lofts kombinerede belægninger som mest effektiv foranstaltning bekæmpelse af fugtkondens i dem. Når luftspalten ventileres med udeluft, tager sidstnævnte, der passerer gennem hegnet, varme fra det, hvilket øger hegnets varmeoverførsel. Dette fører til en forringelse af hegnets varmebeskyttende egenskaber og en stigning i dets varmeoverførselskoefficient. Beregning af hegn med et ventileret luftlag udføres for at bestemme lufttemperaturen i laget og de faktiske værdier af varmeoverførselsmodstand og varmeoverførselskoefficient for sådanne hegn.
23. Konstruktive løsninger til individuelle komponenter i bygninger (vinduesoverligger, skråninger, hjørner, samlinger osv.) for at forhindre kondens på indvendige overflader.
Den ekstra mængde varme tabt gennem yderhjørnerne er lille sammenlignet med det samlede varmetab fra ydervæggene. Et fald i temperaturen på vægfladen i yderhjørnet er særligt ugunstigt ud fra et sanitært og hygiejnisk synspunkt som eneste årsag til fugt og frysning af yderhjørnerne*. Dette fald i temperatur er forårsaget af to årsager:
1) hjørnets geometriske form, dvs. uligheden mellem områderne med varmeabsorption og varmeoverførsel i det ydre hjørne; mens på overfladen af væggen området for teshyuperception F i lig med varmeoverførselsarealet F n, i det ydre hjørne varmeabsorptionsområdet F i viser sig at være mindre end varmeoverførselsarealet Fn; således oplever det ydre hjørne større afkøling end overfladen af væggen;
2) et fald i koefficienten α i varmeabsorption i det ydre hjørne mod overfladen af væggen, hovedsageligt på grund af et fald i varmeoverførsel ved stråling, såvel som som et resultat af et fald i intensiteten af konvektionsluftstrømme i det ydre hjørne. Reduktion af værdien af α in øger modstanden mod varmeopfattelse R i, og dette har en effekt på at sænke temperaturen i det ydre hjørne Tu.
Ved udformning af udvendige hjørner er det nødvendigt at træffe foranstaltninger for at øge temperaturen på deres indre overflade, dvs. isolere hjørnerne, hvilket kan gøres på følgende måder.
1. Affasning af de indvendige overflader af det ydre hjørne med et lodret plan. I dette tilfælde er den rette vinkel på indersiden opdelt i to stumpe vinkler (fig. 50a). Affasningsplanets bredde skal være mindst 25 cm Denne affasning kan udføres enten med det samme materiale, som væggen er lavet af, eller med et andet materiale med en lidt lavere varmeledningskoefficient (Fig. 506). I sidstnævnte tilfælde kan isolering af hjørner udføres uanset konstruktionen af vægge. Denne foranstaltning anbefales til isolering af hjørnerne af eksisterende bygninger, hvis de termiske forhold i disse hjørner er utilfredsstillende (fugtighed eller frost). Affasning af hjørnet med en skråplansbredde på 25 cm reducerer erfaringsmæssigt temperaturforskellen mellem væggens overflade og yderhjørne kl.
med omkring 30 %. Effekten af at isolere et hjørne ved affasning kan ses i eksemplet med 1,5-kir-
topvæg af et eksperimentelt hus i Moskva. Ved /n = -40 °C er hjørnet frosset (fig. 51). Ved kanterne af to stumpe vinkler dannet af skæringen af skråplanet med kanterne ret vinkel, frysende steg 2 m fra gulvet; på samme fly
Efter græsslåning steg denne frysning kun til en højde på omkring 40 cm fra gulvet, dvs. midt i klippeplanet viste overfladetemperaturen sig at være højere end den, der stødte op til overfladen af ydervæggene. Hvis hjørnet ikke var blevet isoleret, ville det have frosset til hele sin højde.
2. Afrunding af det yderste hjørne. Afrundingens indvendige radius skal være mindst 50 cm Afrunding af hjørnet kan ske både langs begge sider af hjørnet og langs en af dets indvendige overflader (fig. 50d).
I sidstnævnte tilfælde svarer isolering til affasning af hjørnet, og rundingens radius kan reduceres til 30 cm.
Fra et hygiejnisk synspunkt giver runding af hjørnet et endnu mere gunstigt resultat, derfor anbefales det primært til medicinske og andre bygninger, hvis renlighed er underlagt øgede krav. Afrunding af hjørnet med en radius på 50 cm reducerer temperaturforskellen mellem
langs overfladen af væggen og det ydre hjørne med ca. 25%. 3. Ved at installere isolerende pilastre på den ydre overflade af hjørnet (fig. 50e) - normalt i træhuse.
I brostens- og bjælkehuse er denne foranstaltning især vigtig, når man skærer vægge i poter; i dette tilfælde beskytter pilastre hjørnet mod for stort varmetab i enderne af træstammerne på grund af træets større varmeledningsevne langs fibrene. Pilastrenes bredde, regnet fra hjørnets yderste kant, skal være mindst halvanden vægtykkelse. Pilastre skal have tilstrækkelig termisk modstand (ca. ikke mindre end R= 0,215 m2 °C/W, hvilket svarer til træpilastre lavet af 40 mm brædder). Det er tilrådeligt at placere plankepilastre på hjørnerne af vægge, skåret i en pote, på et lag isolering.
4. Installation af centralvarmefordelingsrørledningen i de ydre hjørner af stigrørene. Denne foranstaltning er den mest effektive, fordi i dette tilfælde kan temperaturen på den indre overflade af det ydre hjørne blive endnu højere end temperaturen på overfladen af væggen. Derfor, når der designes centralvarmesystemer, lægges distributionsrørledninger som regel i alle ydre hjørner af bygningen. Varmestigerøret øger temperaturen i hjørnet med ca. 6 °C ved den beregnede udetemperatur.
En gesimsenhed er samlingspunktet mellem loftsgulvet eller kombineret belægning til ydervæggen. Det termiske regime af en sådan enhed er tæt på det termiske regime i det ydre hjørne, men adskiller sig fra det ved, at belægningen ved siden af væggen har mere høj varme beskyttende egenskaber end en væg, og med loftsgulve vil lufttemperaturen på loftet være lidt højere end udelufttemperaturen.
De ugunstige termiske forhold ved tagudhæng nødvendiggør yderligere isolering i byggede huse. Denne isolering skal udføres fra siden af rummet, og den skal kontrolleres ved at beregne temperaturfeltet for tagudhænget, da overdreven isolering nogle gange kan føre til negative resultater.
Isolering med mere termisk ledende træfiberplader viste sig at være meget mere effektiv end med lavt termisk ledende polystyrenskum.
Gesimsenhedens temperaturregime ligner det for sokkelenheden. Temperaturfaldet i hjørnet, hvor stueetagen møder overfladen af ydervæggen, kan være markant og nærme sig temperaturen i yderhjørnerne.
For at øge temperaturen på gulvet i de første etager nær ydervæggene er det ønskeligt at øge gulvets varmeisolerende egenskaber langs bygningens omkreds. Det er også nødvendigt, at basen har tilstrækkelige varmeisolerende egenskaber. Dette er især vigtigt for gulve placeret direkte på jorden eller betonforberedelse. I dette tilfælde anbefales det at installere varm tilbagefyldning, for eksempel slagge, bag soklen rundt om bygningens omkreds.
Gulve lagt på bjælker med et underjordisk mellemrum mellem kælderstrukturen og jordoverfladen har højere termisk beskyttende egenskaber sammenlignet med et gulv på en solid base. Soklen, sømmet til væggene nær gulvet, isolerer hjørnet mellem ydervæggen og gulvet. Derfor er det i de første etager af bygninger nødvendigt at være opmærksom på at øge de varmeisolerende egenskaber af fodpaneler, hvilket kan opnås ved at øge deres størrelse og installere dem på et lag af blød isolering.
Et fald i temperaturen på den indre overflade af ydervæggene i store panelhuse observeres også mod panelsamlingerne. I enkeltlagspaneler forårsages dette ved at fylde fugehulrummet med et mere termisk ledende materiale end panelmaterialet; i flerlagspaneler - betonribber, der grænser op til panelet.
For at forhindre fugtkondensering på den indvendige overflade af de lodrette samlinger af panelerne på ydervæggene i huse i P-57-serien, bruges en teknik til at øge temperaturen ved at indlejre varmestigningsrøret i skillevæggen, der støder op til samlingen.
Utilstrækkelig isolering af ydervægge i mellemgulvszonen kan forårsage et betydeligt fald i gulvtemperaturen nær ydervæggene, selv i murstenshuse. Dette observeres normalt, når udvendige vægge kun er isoleret indefra i lokalerne, og i mellemgulvszonen forbliver væggen uisoleret. Øget luftgennemtrængelighed af vægge i mellemgulvszonen kan føre til yderligere pludselig afkøling af mellemgulvsloftet.
24. Termisk modstand af eksterne omsluttende strukturer og lokaler.
Ujævnheden af varmeoverførsel fra varmeanordninger forårsager udsving i lufttemperaturen i rummet og på de indvendige overflader af udvendige hegn. Størrelsen af amplituderne af udsving i lufttemperaturen og temperaturerne på de indvendige overflader af hegnene vil ikke kun afhænge af varmesystemets egenskaber, de termiske tekniske kvaliteter af dets eksterne og interne omsluttende strukturer såvel som af udstyret. af rummet.
Termisk modstand af et udvendigt hegn er dets evne til at producere en større eller mindre ændring i temperaturen på den indre overflade, når indendørs lufttemperatur eller udendørslufttemperatur svinger. Jo mindre ændringen i temperaturen på den indre overflade af hegnet ved samme amplitude af lufttemperaturudsving, jo mere varmebestandig er den, og omvendt.
Termisk stabilitet af et rum er dets evne til at reducere udsving i temperaturen af den indre luft, når varmestrømmen fra varmeanordningen svinger. Jo mindre, alt andet lige, amplituden af udsving i lufttemperaturen i rummet, jo mere varmebestandig vil den være.
For at karakterisere varmemodstanden af eksterne hegn introducerede O. E. Vlasov konceptet med varmemodstandskoefficienten for hegnet φ. Koefficienten φ er et abstrakt tal, der repræsenterer forholdet mellem temperaturforskellen mellem den indvendige og udvendige luft og den maksimale temperaturforskel mellem den indvendige luft og den indvendige overflade af hegnet. Værdien af φ vil afhænge af hegnets termiske egenskaber såvel som af varmesystemet og dets drift. For at beregne værdien af φ gav O. E. Vlasov følgende formel:
φ=R o /(R i +m/Y in)
Hvor R o - varmeoverførselsmodstand af hegnet, m2 °C/W; R ind- modstand mod varmeabsorption, m2 °C/W; Y ind- varmeabsorptionskoefficient for hegnets indvendige overflade, W/(m2 °C).
25. Varmetab til opvarmning af den infiltrerende udeluft gennem lokalernes omsluttende strukturer.
Varmeomkostninger Q og W til opvarmning af infiltreret luft i boliger og offentlige bygninger med naturlige udsugningsventilation, ikke kompenseret af opvarmet indblæsningsluft, skal tages lig med den største af værdierne beregnet efter metoden ved hjælp af formlerne:
Q og = 0,28ΣGiC (t i -tn) k;
Gi =0,216(ΣF ok)×ΔP 2/3 /R i(ok)
hvor er ΣG i strømningshastigheden af infiltreret luft, kg/h, gennem rummets omsluttende strukturer, c er luftens specifikke varmekapacitet, lig med 1 kJ/(kg-°C); t in, t n - beregnede indendørs lufttemperaturer og udendørs lufttemperaturer in kold periodeår, C; k - koefficient under hensyntagen til indflydelsen af modkørende varmestrøm i strukturer, svarende til: 0,7 - for samlinger af vægpaneler, for vinduer med tronramme, 0,8 - for vinduer og altandøre med separate karme og 1,0 - for enkeltvinduer, vinduer og altandøre med parrede rammer og åbne åbninger; ΣF ok – samlet areal, m; ΔP – designtrykforskel ved designgulvet, Pa; R i(ok) – dampgennemtrængningsmodstand m 2 ×h×Pa/mg
Varmeforbruget beregnet for hvert rum til opvarmning af den infiltrerede luft skal lægges til varmetabet i disse rum.
For at opretholde den beregnede indelufttemperatur skal varmesystemet kompensere for varmetabet i rummet. Det skal dog huskes, at der ud over varmetabet i rummet kan være yderligere varmeomkostninger: til opvarmning af kolde materialer, der kommer ind i rummet og indgående transport.
26.varmetab gennem klimaskærmen
27.Beregnet varmetab i rummet.
Hvert varmesystem er designet til at skabe en given lufttemperatur i bygningens lokaler i den kolde periode af året, svarende til komfortable forhold og opfylder kravene til den teknologiske proces. Afhængigt af formålet med lokalerne kan det termiske regime enten være konstant eller variabelt.
Et konstant termisk regime skal opretholdes døgnet rundt gennem hele opvarmningsperioden i bygninger: boliger, industrier med kontinuerlig drift, børne- og medicinske institutioner, hoteller, sanatorier mv.
Et ikke-bælte termisk regime er typisk for industribygninger med et- og to-skiftsarbejde samt for en række offentlige bygninger (administrative, kommercielle, uddannelsesmæssige osv.) og bygninger af offentlige servicevirksomheder. I disse bygningers lokaler de nødvendige termiske forhold support kun i åbningstiden. I nr arbejdstid De bruger enten det eksisterende varmesystem eller installerer standby-varme, der holder en reduceret lufttemperatur i rummet. Hvis varmegevinsten i arbejdstiden overstiger varmetabet, ydes der kun standbyvarme.
Varmetab i rummet består af tab gennem de omsluttende strukturer (der tages højde for strukturens orientering mod verdens ende) og fra varmeforbruget til opvarmning af den kolde udeluft, der kommer ind i rummet til dets ventilation. Derudover tages der højde for varmetilførslen til rummet fra mennesker og elektriske apparater.
Ekstra varmeforbrug til opvarmning af den kolde udeluft, der kommer ind i rummet til dets ventilation.
Ekstra varmeforbrug til opvarmning af den udeluft, der kommer ind i rummet gennem infiltration.
Varmetab gennem omsluttende konstruktioner.
Korrektionsfaktor under hensyntagen til orientering til kardinalretninger.
n - koefficient taget afhængigt af placeringen af den ydre overflade af de omsluttende strukturer i forhold til udeluften
28.Typer af varmeanordninger.
Opvarmningsanordninger, der anvendes i centralvarmesystemer, er opdelt: i henhold til den dominerende metode til varmeoverførsel - i stråling (ophængte paneler), konvektiv stråling (enheder med en glat ydre overflade) og konvektiv (konvektorer med en ribbet overflade og ribbede rør); efter materialetype - metalanordninger (støbejern fra gråt støbejern og stål fra stålplader og stålrør), lavmetal (kombineret) og ikke-metal (keramiske radiatorer, betonpaneler med indstøbte glas- eller plastrør eller med hulrum, slet ingen rør osv. ); i henhold til arten af den ydre overflade - glat (radiatorer, paneler, glatrørsapparater), ribbet (konvektorer, ribbede rør, luftvarmere).
Radiatorer er støbejern og stemplet stål. Industrien producerer sektions- og blokstøbejernsradiatorer. Sektionsradiatorer samlet fra separate sektioner, blok dem - fra blokke. Fremstillingen af støbejernsradiatorer kræver et stort forbrug af metal, de er arbejdskrævende at fremstille og installere. Samtidig bliver produktionen af paneler mere kompliceret på grund af konstruktionen af en niche i dem til installation af radiatorer. Derudover fører produktionen af radiatorer til forurening miljø. Fremstilling af enkeltrækket og dobbeltrækket stål panel radiatorer: stemplet søjletype RSV1 og stemplet spole type RSG2
Finnede rør. Finnede rør er lavet af støbejern med en længde på 0,5; 0,75; JEG; 1,5 og 2 m med runde finner og varmeflade 1; 1,5; 2; 3 og 4 m2 (fig. 8.3). Enderne af røret er forsynet med flanger til at forbinde dem med flangerne på varmesystemets varmerør. Enhedens finner øger varmeoverførselsoverfladen, men gør det vanskeligt at rense det for støv og reducerer varmeoverførselskoefficienten. Finnede rør monteres ikke i rum med længere tids belægning.
Konvektorer. I de sidste år Konvektorer - varmeapparater, der overfører varme hovedsageligt ved konvektion - er blevet meget brugt.
29. klassificering af varmeapparater, krav til dem.
30. Beregning af den nødvendige overflade af varmeanordninger.
Formålet med opvarmning er at kompensere for tabene i hvert opvarmet rum for at sikre designtemperaturen i det. Varmesystemet er et kompleks af tekniske enheder, der sikrer generering af termisk energi og dens overførsel til hvert opvarmet rum i den nødvendige mængde.
– fremløbsvandstemperatur lig med 90 0 C;
- temperatur returvand, lig med 70 0 C.
Alle beregninger er i tabel 10.
1) Bestem det generelle termisk belastning på stigrøret:
, W
2) Mængde af kølevæske, der passerer gennem stigrøret:
Gst=(0,86* Qst)/(tg-to), kg/h
3) Flowkoefficient i et enkeltrørssystem α=0,3
4) Ved at kende vægekoefficienten kan du bestemme mængden af kølevæske, der passerer gennem hver varmeenhed:
Gpr= Gst*α, kg/h
5) Bestem temperaturtrykket for hver enhed:
hvor Gpr er varmetabet gennem enheden,
– totalt varmetab i et givet rum
6) Bestem temperaturen på kølevæsken i varmeapparat på hver etage:
tin = tg - ∑ Qpr/ Qst(tg-to), 0 C
hvor ∑Qpr – varmetab af alle tidligere rum
7) Kølevæsketemperatur ved udgangen af enheden:
tout= tin- Δtpr, 0 C
8) Bestem gennemsnitstemperaturen for kølevæsken i varmeapparatet:
9) Bestem temperaturforskellen mellem den gennemsnitlige temperatur af kølevæsken i enheden og den omgivende temperatur
10) Bestem den nødvendige varmeoverførsel af en sektion af varmeapparatet:
hvor Qnum er den nominelle betingede varmestrøm, dvs. mængden af varme i W givet af en sektion af MS-140-98 varmeenheden. Qnu=174 W.
Hvis kølevæskestrømmen gennem enhed G er inden for 62..900, så koefficient c = 0,97 (koefficienten tager højde for tilslutningsdiagrammet for varmeanordninger). Koefficienterne n, p vælges fra referencebogen afhængigt af typen af varmeanordning, strømningshastigheden af kølevæsken i den og kredsløbet til at levere kølevæsken til enheden.
For alle stigrør accepterer vi n=0,3, p=0,
For det tredje stigrør tager vi c=0,97
11) Bestem det nødvendige minimumsantal af sektioner af varmeanordninger:
N= (Qpr/(β3* ))*β4
β 4 - koefficient under hensyntagen til metoden til installation af radiatoren i rummet.
Radiator installeret under vindueskarmen med et dekorativt beskyttelsesgitter installeret på forsiden = 1,12;
radiator med et dekorativt beskyttelsesgitter installeret på forsiden og en fri overdel = 0,9;
radiator installeret i en vægniche med en fri frontdel = 1,05;
radiatorer placeret over hinanden = 1,05.
Vi accepterer β 4 =1,12
β 3 – koefficient under hensyntagen til antallet af sektioner i en radiator
3 - 15 sektioner = 1;
16 - 20 sektioner = 0,98;
21 - 25 sektioner = 0,96.
Vi accepterer β 3 =1
Fordi Det er påkrævet at installere 2 varmeapparater i rummet, så fordeler vi Q gain hhv 2/3 og 1/3
Vi beregner antallet af sektioner for 1. og 2. varmeapparat
31. De vigtigste faktorer, der bestemmer værdien af varmeoverførselskoefficienten for varmeanordningen.
Varmeoverførselskoefficient for varmeanordningen
De vigtigste faktorer værdien af k bestemmes af: 1) typen og designegenskaber givet til typen af enhed under dens udvikling; 2) temperaturforskel under drift af enheden
Blandt de sekundære faktorer, der påvirker varmeoverførselskoefficienten for enheder i vandvarmesystemer, peger vi først på vandstrømningshastigheden G np, der er inkluderet i formlen. Afhængigt af vandstrømningshastigheden, bevægelseshastigheden w og vandstrømmens tilstand i indretningen ændrer sig, dvs. betingelserne for varmeveksling på dens indre overflade. Derudover ændres ensartetheden af temperaturfeltet på den ydre overflade af enheden.
Varmeoverførselskoefficienten påvirkes også af følgende sekundære faktorer:
a) lufthastighed v ved apparatets ydre overflade.
b) design af enhedens kabinet.
c) beregnet værdi atmosfærisk tryk, etableret for bygningens placering
d) farvning af enheden..
Værdien af varmeoverførselskoefficienten påvirkes også af kvaliteten af den eksterne overfladebehandling, forurening af den indre overflade, tilstedeværelsen af luft i enhederne og andre driftsfaktorer.
32 Typer af varmesystemer. Anvendelsesområder.
Varmesystemer: typer, design, valg
En af de vigtigste komponenter i teknisk support er opvarmning.
Det er vigtigt at vide det god indikator Driften af et varmesystem er systemets evne til at opretholde en behagelig temperatur i huset ved en kølevæsketemperatur så lav som muligt, og derved minimere omkostningerne ved driften af varmesystemet.
Alle varmesystemer, der bruger kølevæske, er opdelt i:
varmeanlæg med naturligt kredsløb(gravitationssystem), dvs. bevægelse af kølevæske indeni lukket system opstår på grund af forskellen i vægten af den varme kølevæske i tilførselsrøret (lodret stigrør med stor diameter) og den kolde efter afkøling i anordningerne og returrøret. Det nødvendige udstyr til dette system er en åben ekspansionsbeholder, som er installeret på systemets højeste punkt. Ganske ofte bruges det også til at fylde og genoplade systemet med kølevæske.
· et varmesystem med tvungen cirkulation er baseret på virkningen af en pumpe, som tvinger kølevæsken til at bevæge sig og overvinder modstand i rørene. En sådan pumpe kaldes en cirkulationspumpe og giver dig mulighed for at opvarme et stort antal rum fra et omfattende system af rør og radiatorer, når temperaturforskellen ved ind- og udløbet ikke giver tilstrækkelig kraft til, at kølevæsken kan overvinde hele netværket. TIL nødvendigt udstyr, brugt med dette varmesystem, er det værd at inkludere en ekspansionsmembrantank, en cirkulationspumpe og en sikkerhedsgruppe.
Det første spørgsmål, du skal overveje, når du vælger et varmesystem, er, hvilken energikilde der skal bruges: fast brændsel(kul, brænde osv.); flydende brændstof (brændstofolie, dieselbrændstof, petroleum); gas; elektricitet. Brændstof er grundlaget for valg af varmeudstyr og beregning af de samlede omkostninger med det maksimale sæt af andre indikatorer. Brændstofforbruget af landhuse afhænger væsentligt af væggenes materiale og design, husets volumen, dets driftsform og varmesystemets evne til at kontrollere temperaturegenskaber. Varmekilden i sommerhuse er enkeltkredsløb (kun til opvarmning) og dobbeltkredsløb (varme og varmtvandsforsyning) kedler.
Åbninger, der er tilgængelige for luftstrømme, er ventilationsåbninger, der forværres varmeisoleringsegenskaber vægge De lukkede mellemrum (såvel som de lukkede porer i skummaterialet) er varmeisolerende elementer. Vindtætte hulrum bruges i vid udstrækning i byggeri for at reducere varmetab gennem omsluttende strukturer (revner i mursten og blokke, kanaler i betonplader, huller i termoruder osv.). Hulrum i form af vindtætte luftspalter bruges også i væggene i badehuse, inklusive ramme. Disse hulrum er ofte hovedelementerne i termisk beskyttelse. Især er det tilstedeværelsen af hulrum på den varme side af væggen, der tillader brugen af lavtsmeltende skumplast (ekspanderet polystyren og polyethylenskum) i de dybe zoner af væggene i højtemperaturbade.
Samtidig er hulrum i vægge de mest lumske elementer. Hvis vindisoleringen afbrydes i den mindste grad, kan hele systemet af hulrum blive til en enkelt blæst køleventil, ekskl. alle udvendige termiske isoleringslag fra vægvarmeisoleringssystemet. Derfor forsøger de at gøre hulrummene små i størrelse og vil med garanti isolere dem fra hinanden.
Det er umuligt at bruge begrebet termisk ledningsevne af luft (og endnu mere at bruge den ultra-lave værdi af termisk ledningsevnekoefficient for stillestående luft 0,024 W/m grader) til at vurdere processerne for varmeoverførsel gennem ægte luft, da luft i store hulrum er et ekstremt mobilt stof. Derfor, i praksis, til termotekniske beregninger af varmeoverførselsprocesser, selv gennem konventionelt "stationær" luft, anvendes empiriske (eksperimentelle, eksperimentelle) sammenhænge. Oftest (i de enkleste tilfælde) i teorien om varmeoverførsel antages det, at varmestrømmen fra luft til overfladen af et legeme i luft er lig med Q = α∆T, Hvor α - empirisk varmeoverførselskoefficient for "stationær" luft, ∆T- forskellen i temperatur mellem kroppens overflade og luften. Under normale boligforhold er varmeoverførselskoefficienten ca α = 10 W/m² hagl Det er denne figur, vi vil holde os til, når vi estimerer opvarmningen af væggene og menneskekroppen i badehuset. Ved hjælp af luftstrømme ved hastighed V (m/sek), øges varmestrømmen med mængden af den konvektive komponent Q=βV∆T, Hvor β omtrent ens 6 W sek/m³ gr. Alle værdier afhænger af rumlig orientering og overfladeruhed. I henhold til de nuværende standarder for SNiP 02/23/2003 tages varmeoverførselskoefficienten fra luft til de indre overflader af omsluttende strukturer lig med 8,7 W/m² grader for vægge og glatte lofter med let fremspringende ribber (med forholdet af ribbens højde "h" til afstanden "a" » mellem flader af tilstødende kanter h/a< 0,3); 7,6 Вт/м² град для потолков с сильно выступающими рёбрами (при отношении h/a >0,3); 8,0 W/m² grader for vinduer og 9,9 W/m² grader for ovenlys. Finske eksperter accepterer varmeoverførselskoefficienten i den "stille" luft i tørre saunaer som 8 W/m² grader (hvilket, inden for grænserne for målefejl, falder sammen med den værdi, vi accepterer) og 23 W/m² grader i nærvær af luft strømmer med en gennemsnitshastighed på 2 m/sek.
En sådan lav værdi af varmeoverførselskoefficienten i betinget "stationær" luft α = 10 W/m² hagl svarer til begrebet luft som varmeisolator og forklarer behovet for at bruge høje temperaturer i saunaer for hurtigt at opvarme menneskekroppen. I forhold til vægge betyder det, at med typiske varmetab gennem badehusets vægge (50-200) W/m² kan forskellen i lufttemperaturer i badehuset og temperaturerne på badehusvæggenes indvendige overflader nå (5 -20)°C. Dette er en meget stor værdi, som ofte ikke tages i betragtning af nogen. Tilstedeværelsen af stærk luftkonvektion i badet gør det muligt at reducere temperaturfaldet med det halve. Lad os bemærke, at sådanne høje temperaturforskelle, karakteristiske for bade, er uacceptable i boliger. Temperaturforskellen mellem luft og vægge, standardiseret i SNiP 02/23/2003, bør således ikke overstige 4°C i boliger, 4,5°C i offentlige lokaler og 12°C i industrilokaler. Højere temperaturændringer i opholdsrum fører uundgåeligt til kuldefornemmelser fra væggene og dug på væggene.
Ved at bruge det introducerede koncept for varmeoverførselskoefficient fra overfladen til luften kan hulrum inde i væggen betragtes som et sekventielt arrangement af varmeoverførselsflader (se fig. 35). De vægnære zoner af luft, hvor ovenstående temperaturforskelle ∆T observeres, kaldes grænselag. Hvis der er to tomme rum i en væg (eller glasenhed) (for eksempel tre ruder), så er der faktisk 6 grænselag. Hvis en varmestrøm på 100 W/m² passerer gennem en sådan væg (eller termoruder), så ændres temperaturen ved hvert grænselag med ∆T = 10°С, og på alle seks lag er temperaturforskellen 60°C. I betragtning af, at varmen, der strømmer gennem hvert enkelt grænselag og gennem hele væggen som helhed er lig med hinanden og stadig udgør 100 W/m², er den resulterende varmeoverførselskoefficient for en væg uden hulrum (et termorude med en glas) vil være 5 W/m² hagl, for en væg med et hult lag (et termorude med to glas) 2,5 W/m² grader, og med to hule lag (et termorude med tre glas) 1,67 W /m² grader. Det vil sige, at jo flere hulrum (eller jo mere glas), jo varmere bliver væggen. Desuden blev den termiske ledningsevne af selve vægmaterialet (glas) i denne beregning antaget at være uendeligt stor. Med andre ord, selv fra et meget "koldt" materiale (for eksempel stål) er det i princippet muligt at lave en meget varm væg, der kun sørger for tilstedeværelsen af mange luftlag i væggen. Faktisk arbejder alle glasvinduer efter dette princip.
For at forenkle evalueringsberegninger er det mere bekvemt ikke at bruge varmeoverførselskoefficienten α, men dens gensidig- varmeoverførselsmodstand (termisk modstand af grænselaget) R = 1/a. Den termiske modstand af to grænselag svarende til et lag vægmateriale (et glas) eller en luftspalte (mellemlag) er lig med R = 0,2 m² grader/W, og tre lag vægmateriale (som i figur 35) - summen af modstandene af seks grænselag, det vil sige 0,6 m² grader/W. Fra definitionen af varmeoverførselsmodstand Q =∆T/R det følger at med samme varmeflow 100 W/m² og en termisk modstand på 0,6 m² grader/W, vil temperaturforskellen på væggen med to luftlag være den samme 60°C. Hvis antallet af luftlag øges til ni, så vil temperaturforskellen på væggen med samme varmestrøm på 100 W/m² være 200°C, det vil sige den beregnede temperatur på den indvendige overflade af væggen i badehuset med en varmestrøm på 100 W/m² vil stige fra 60°C til 200°C (hvis det er 0°C udenfor).
Varmeoverførselskoefficienten er en resulterende indikator, der udtømmende opsummerer konsekvenserne af alle fysiske processer, der forekommer i luften nær overfladen af et varmeafgivende eller varmemodtagende legeme. Ved små temperaturforskelle (og små varmestrømme) er konvektive luftstrømme små, varmeoverførsel sker hovedsageligt ledende på grund af stillestående lufts termiske ledningsevne. Tykkelsen af grænselaget ville kun være lille a=λR=0,0024 m, hvor λ=0,024 W/m grader- varmeledningskoefficient for stillestående luft, R=0,1 m²°/W-termisk modstand af grænselaget. Inden for grænselaget har luften forskellige temperaturer, som et resultat af hvilket, på grund af gravitationskræfter, begynder luften nær en varm lodret overflade at flyde (og nær en kold lodret overflade begynder den at synke), tage fart og turbuliseres (hvirvler). På grund af hvirvlerne øges varmeoverførslen af luft. Hvis bidraget fra denne konvektivitetskomponent formelt indføres i værdien af den termiske ledningskoefficient λ, så vil en stigning i denne varmeledningskoefficient svare til en formel stigning i tykkelsen af grænselaget a=λR(som vi vil se nedenfor, ca. 5-10 gange fra 0,24 cm til 1-3 cm). Det er klart, at denne formelt øgede tykkelse af grænselaget svarer til størrelsen af luftstrømme og hvirvler. Uden at dykke ned i forviklingerne af strukturen af grænselaget, bemærker vi, at det er meget vigtigere at forstå, at den varme, der overføres til luften, kan "flyve væk" opad med den konvektive strøm, uden nogensinde at nå den næste plade i et flerlag væg eller det næste glas i et termorude. Dette svarer til tilfældet med brændeluftopvarmning, som vil blive overvejet nedenfor i analysen af afskærmede metalovne. Her overvejer vi sagen hvornår luftstrømme i mellemlaget har en begrænset højde, for eksempel 5-20 gange tykkelsen af mellemlaget δ. I dette tilfælde opstår der cirkulationsstrømme i luftlagene, som faktisk deltager i varmeoverførslen sammen med ledende varmestrømme.
Med små tykkelser af luftlag begynder modstrømme af luft ved de modsatte vægge af mellemrummet at påvirke hinanden (blanding). Med andre ord bliver luftlagets tykkelse mindre end to uforstyrrede grænselag, hvorved varmeoverførselskoefficienten stiger og varmeovergangsmodstanden tilsvarende falder. Derudover begynder varmeoverførselsprocesser ved stråling at spille en rolle ved forhøjede temperaturer på luftlagenes vægge. Opdaterede data i overensstemmelse med de officielle anbefalinger fra SNiP P-3-79* er angivet i tabel 7, hvoraf det kan ses, at tykkelsen af de uforstyrrede grænselag er 1-3 cm, men der sker en væsentlig ændring i varmeoverførslen. kun ved luftlagstykkelser mindre end 1 cm. Det betyder især, at luftspalterne mellem glassene i et termorude ikke bør laves mindre end 1 cm tykke.
Tabel 7. Termisk modstand af et lukket luftlag, m² grader/W
| Luftspalte tykkelse, cm | til et vandret lag med varmestrøm fra bund til top eller til et lodret lag | for et vandret lag med varmestrøm fra top til bund | ||
| ved lufttemperatur i laget | ||||
| positiv | negativ | positiv | negativ | |
| 1 | 0,13 | 0,15 | 0,14 | 0,15 |
| 2 | 0,14 | 0,15 | 0,15 | 0,19 |
| 3 | 0,14 | 0,16 | 0,16 | 0,21 |
| 5 | 0,14 | 0,17 | 0,17 | 0,22 |
| 10 | 0,15 | 0,18 | 0,18 | 0,23 |
| 15 | 0,15 | 0,18 | 0,19 | 0,24 |
| 20-30 | 0,15 | 0,19 | 0,19 | 0,24 |
Deres tabel 7 viser også, at varmere luftlag har lavere termisk modstand (de overfører varme bedre gennem sig selv). Dette forklares af strålingsmekanismens indflydelse på varmeoverførsel, som vi vil overveje i næste afsnit. Bemærk, at luftens viskositet stiger med temperaturen, så varm luft turbuliserer værre.
 |
|
| Ris. 36. . Betegnelserne er de samme som i figur 35. På grund af vægmaterialets lave varmeledningsevne opstår temperaturforskelle ∆Тc = QRc, hvor Rc er væggens termiske modstand Rc = δc/λc(δc - vægtykkelse, λc - vægmaterialets varmeledningskoefficient). Når c stiger, falder temperaturforskellene ∆Tc, men temperaturforskellene ved grænselagene ∆T forbliver uændrede. Dette er illustreret ved fordelingen af tin, relateret til tilfældet med højere termisk ledningsevne af vægmaterialet. Varmestrøm gennem hele væggen Q = ∆T/R = ∆Тc/Rc = (Тintern - tekstern) /(3Rc+6R). Den termiske modstand af grænselagene R og deres tykkelse a afhænger ikke af vægmaterialets λc varmeledningsevne og deres termiske modstand Rc. | |
 |
|
| Ris. 37.: a - tre lag metal (eller glas), adskilt fra hinanden med mellemrum på 1,5 cm, svarer til træ ( træplade) tykkelse 3,6 cm; b - fem lag metal med mellemrum på 1,5 cm, svarende til træ 7,2 cm tykt; c - tre lag krydsfiner 4 mm tykt med mellemrum på 1,5 cm, svarende til træ 4,8 cm tykt; d - tre lag polyethylenskum 4 mm tykt med mellemrum på 1,5 cm, svarende til træ 7,8 cm tykt; d - tre lag metal med 1,5 cm mellemrum fyldt effektiv isolering(ekspanderet polystyren, polyethylenskum eller mineraluld), svarer til træ med en tykkelse på 10,5 cm. Den accepterede værdi af hullerne er betinget; den tilsvarende tykkelse af træet i eksempler a-d ændres en smule, når størrelsen af mellemrummene ændres inden for rækkevidde (1-30) cm. |
Hvis væggens strukturelle materiale har lav termisk ledningsevne, er det i beregningerne nødvendigt at tage højde for dets bidrag til væggens termiske modstand (fig. 36). Selvom bidraget fra hulrum som regel er betydeligt, gør udfyldning af alle hulrum med effektiv isolering det muligt (ved fuldstændig at stoppe luftbevægelsen) betydeligt (3-10 gange) at øge væggens termiske modstand (fig. 37).
Selve muligheden for at få bade ganske velegnede til bade (i det mindste sommerbade) varme vægge lavet af flere lag "koldt" metal, er selvfølgelig interessant og bruges f.eks. af finnerne til brandsikring af vægge i saunaer nær brændeovnen. I praksis viser en sådan løsning sig imidlertid at være meget kompliceret på grund af behovet for mekanisk at fastgøre parallelle lag af metal med adskillige jumpere, der fungerer som uønskede kuldebroer. På den ene eller anden måde "varmer" selv ét lag metal eller stof, hvis det ikke blæses af vinden. Telte, yurter og telte er baseret på dette fænomen, der som bekendt stadig bruges (og har været brugt i århundreder) som badehuse under nomadiske forhold. Så et lag stof (det er lige meget hvilken slags, så længe det er vindtæt) er kun dobbelt så "koldt" som en 6 cm tyk murstensvæg, men det opvarmes hundredvis af gange hurtigere. Teltets stof forbliver dog meget koldere end luften i teltet, hvilket ikke tillader nogen langvarige dampforhold. Derudover fører eventuelle (selv små) rifter i stoffet straks til kraftigt konvektivt varmetab.
Luftspalter i vinduer er af største betydning i et badehus (såvel som i beboelsesbygninger). I dette tilfælde måles og beregnes vinduernes reducerede varmeoverførselsmodstand for hele området vinduesåbning, det vil sige ikke kun på glasdelen, men også på bindingen (træ, stål, aluminium, plast), som som regel har bedre varmeisoleringsegenskaber end glas. Til orientering præsenterer vi standardværdierne for vinduernes termiske modstand forskellige typer i henhold til SNiP P-3-79* og cellulære materialer, under hensyntagen til den termiske modstand af de ydre grænselag indendørs og udendørs (se tabel 8).
Tabel 8. Reduceret modstand mod varmeoverførsel af vinduer og vinduesmaterialer
| Konstruktionstype | Varmeoverførselsmodstand, m²grader/W | |
| Enkelt rude | 0,16 | |
| Termoruder i parrede vinduer | 0,40 | |
| Termoruder i separate rammer | 0,44 | |
| Tredobbelt rude i separate parrede vinduer | 0,55 | |
| Firelags ruder i to parrede rammer | 0,80 | |
| Termorude med en mellemglasafstand på 12 mm: | enkeltkammer | 0,38 |
| to-kammer | 0,54 | |
| Hule glasblokke (med samlinger 6 mm brede) størrelse: | 194x194x98 mm | 0,31 |
| 244x244x98 mm | 0,33 | |
| Cellulær polycarbonat "Akuueg" tykkelse: | dobbelt lag 4 mm | 0,26 |
| dobbelt lag 6 mm | 0,28 | |
| dobbelt lag 8 mm | 0,30 | |
| dobbelt lag 10 mm | 0,32 | |
| trelags 16 mm | 0,43 | |
| multi-septat 16 mm | 0,50 | |
| multi-septat 25 mm | 0,59 | |
| Polypropylen cellulær "Akuvops!" tykkelse: | dobbelt lag 3,5 mm | 0,21 |
| dobbelt lag 5 mm | 0,23 | |
| dobbelt lag 10 mm | 0,30 | |
| Trævægs (til sammenligning) tykkelse: | 5 cm | 0,55 |
| 10 cm | 0,91 | |
