ЭФФЕКТИВНОСТЬ СИСТЕМ ПАНЕЛЬНО­ЛУЧИСТОГО ОХЛАЖДЕНИЯ

Моделирование реэюима совместной работы систем в помещениях различного назначения

Приведенная выше математическая модель, описывающая энергетические показатели совместной работы систем, реализована на ЭВМ в Microsoft Excel. Компьютерная модель включает исходные данные о теплотехнических и геометрических характеристиках помещения, режиме его работы и составляющих тепловой нагрузки. Предусмотрена возможность расчета тепловых потоков, проходящих через вертикальные и наклонные ограждения двух ориентаций, автоматизированный выбор тепло - и влаговыделений от людей и теплопоступлений от искусственного освещения с учетом продолжительности его действия по заданной освещенности.

Вычислительный комплекс включает блок расчета теплообмена в помещении и тепловой мощности СПЛО и СКВ, реализуемый итерацией параметров, блок температурных коэффициентов для расчета изменения радиационной температуры, блоки расчета тепловых потоков, поступающих в помещение, блок расчета годовых расходов холода системами и блоки вспомогательных расчетов, а также базу данных по расчетным и эксплуатационным параметрам наружного климата для Москвы, Новосибирска и Краснодара.

Результаты расчета представлены отдельно для расчетных и отдельно для эксплуатационного режимов работы систем в виде:

- средней за рабочее время холодильной мощности СПЛО отдельно в рабочие и выходные дни и соответствующей площади охлаждающей поверхности;

- средней за рабочее время холодильной мощности СКВ;

- средней за рабочее время радиационной и результирующей температуры в помещении при заданной рабочей температуре воздуха;

- ежечасных значений температуры воздуха в помещении в нерабочее время и холодильной мощности СКВ в рабочее время из условия поддержания заданной рабочей температуры воздуха;

- максимальных суточных значений холодильной мощности СКВ по явному и полному теплу;

- минимальной температуры и теплосодержания приточного воздуха из условия обеспечения требуемой температуры и относительной влажности воздуха;

- общего расхода воздуха из условия ассимиляции нагрузки по полному теплу;

- холодильной мощности для обработки наружного воздуха;

- суммарной холодильной мощности по всем системам;

- продолжительности охладительного периода;

- годового расхода на охлаждение в рабочие и выходные дни и на обработку воздуха;

- суммарного годового расхода холода.

Комплекс позволяет выбрать вариант расположения охлаждающей. поверхности из 8 вариантов на основе сопоставления возможной и требуемой площади охлаждающей поверхности.

Целью расчетов является получение исходных данных при переменном значении доли мощности СПЛО и, соответственно, СКВ в общей охладительной нагрузке. Надо иметь в виду, что расход энергии СПЛО, даже при р—1, представляют собой суммарную величину, так как включает и расход холода на обработку минимального количества наружного воздуха. Последняя величина определяется санитарной нормой наружного воздуха, а расход холода в этом случае связан с обеспечением заданной относительной влажности внутреннего воздуха.

Результаты моделирования режима совместной работы СПЛО и СКВ в читальном зале - помещение №201 (Приложение №2рис. п.5).

Исходные данные:

- площадь 288 м2;

- число читателей 58 (5 м2 на 1 место), состояние покоя;

- удельная мощность искусственного освещения 25 Вт/м2, включение и продолжительность работы освещения переменные и определяются автоматически по порогу наружной освещенности 5000 лк;

- рабочая температура внутреннего воздуха при снижении доли нагрузки на СПЛО до половины максимума и ниже снижается на I °С для обеспечения комфортного сочетания температур;

- теплозащита ограждений принята по СНиП П-3-79* «Строительная теплотехника»;

- санитарная норма воздуха - 30 м3/ч на 1 рабочее место;

- температура поверхности охлаждающей панели составляет 20 °С;

- продолжительность работы помещения и систем - 9 часов в сутки (с 8 до 17 ч. по истинному времени и с 8 до 20 ч. при шести рабочих днях в неделю).

Принят вариант расположения охлаждающей панели в потолке, для всех рассмотренных случаев площадь потолка достаточна с избытком для покрытия нагрузки.

В таблицах 3.8-3.12 приводятся следующие данные в зависимости от отношения д=Qcmc/Qctwoі (Qctwor общая холодильная мощность)

а) В расчетных летних условиях:

- холодильная мощность СПЛО Qcwlo, кВт

- холодильная мощность СКВ QCKe, кВт',

- суммарная производительность холодильной установки Qx, кВт',

- требуемый расход воздуха для обеспечения температуры и влажности внутреннего воздуха при минимальной температуре приточного воздуха (состояние близкое к насыщению) Ga, кг/ч;

б) В эксплуатационных условиях:

- суммарный годовой расход холода Огх, кВтч-10 ;

- продолжительность охладительного периода п, сут.

В суммарный расход холода включен: расход холода СПЛО в рабочее время и выходные дни, расход холода на обработку минимального количества наружного воздуха по санитарной норме, расход холода на охлаждение помещения по полному теплу. Те же составляющие образуют холодопроизводительность в расчетном режиме.

Приняты три варианта ориентации фасадов помещения:

1) протяженный фасад на юго-запад, короткий - на северо-восток;

2) протяженный фасад на север, короткий - на восток;

3) протяженный фасад на юг, короткий — на запад.

Результаты расчетов, проведенных для Москвы, Новосибирска и Краснодара, приведены в табл. 3.8-3.10.

Результаты моделирования совместной работы СПЛО и СКВ в помещении офиса (Приложение №2 рис. п. 6)

Исходные данные:

- помещение офиса расположено на 2 этаже 11 -этажного здания;

- размеры помещения: 11,2x6,2 м;

- высота этажа в чистоте - 3,15 м;

- площадь пола и потолка - 69,4 м

о

- площадь наружной стены - 14,9 м ;

- площадь окна - 23,7 м2;

- площадь задней стены - 38,6 м2;

^ 2

- площадь двух боковых стен - по 19,5 м.

Температурные условия - те же, что и в первом помещении.

Тепловая нагрузка помещения складывается из:

-10 человек в состоянии покоя;

- удельной мощности освещения 25 Вт/м2',

-10 компьютеров (5 из них с ЖК - мониторами), суммарная установочная мощность которых 2500 Вт, коэффициент нагрузки - 0,9.

Санитарная норма свежего воздуха составляет 60 м3/ч на человека.

Рассчитаны те же показатели, что и для первого помещения. Приняты две ориентации второго помещения на юг и на север. Результаты расчетов приведены в табл. 3.11 - 3.12.

Результаты моделирования при совместной работе СПЛО и СКВ в Москве, Новосибирске и Краснодаре при переменном показателе д представлены в виде диаграмм (рис. 3.1- 3.4).

Рис, З /. Диаграмма холодильной мощности в помещении читального зала при совместной работе СПЛО и СКВ в зависимости от принятой доли мощности СПЛО {і, Москва

Рис. 3.2. Диаграмма холодильной мощности в помещении читального зала при совместной работе СПЛО и СКВ в зависимости от принятой доли мощности СПЛО ;л, Новосибирск

Рис. 3.3. Диаграмма холодильной мощности в помещении читального зала при совместной работе СПЛО и СКВ в зависимости от принятой доли мощности СПЛО pi, Краснодар

Рис.3.4. Диаграмма суммарного годового расхода холода вариантами охлаждения помещения

Из результатов моделирования можно сделать следующие промежуточные выводы:

1. С уменьшением величины ц имеет место нелинейное возрастание Оскв * при этом возрастает суммарная холодильная установочная мощность охлаждающих систем.

2. С уменьшением /z происходит изменение суммарного годового расхода холода на охлаждение и вентиляцию помещения. При этом с уменьшением /и от 1 до 0.5

годовой расход холода уменьшается, а затем остается почти неизменным, несколько уменьшаясь или увеличиваясь.

3. Отмеченные в п. п. 1 и 2 обстоятельства свидетельствуют о наличии оптимума в середине шкалы /л.

4. Внешние климатические условия оказывают существенное влияние на годовое потребление холода. Об этом свидетельствуют данные о расходе холода, расходящиеся в вариантах для разной ориентации помещений и в разных климатических зонах в 2-3 раза.