ЭФФЕКТИВНОСТЬ СИСТЕМ ПАНЕЛЬНОЛУЧИСТОГО ОХЛАЖДЕНИЯ
Оценка теплотехнических и режимных характеристик СПЛО
Как известно, в теплое время года помимо конвективного тепла в помещение поступают большие лучистые тепловые потоки, прежде всего, от солнечной радиации. Если избытки конвективного тепла быстро ассимилируются охлажденным воздухом, то лучистое тепло накапливается в ограждениях, и это приводит к их существенному разогреву. При наличии в помещении развитой поверхности охлаждения она включается в лучистый теплообмен, что приводит к быстрому понижению радиационной температуры помещения, а следовательно - к улучшению комфортности тепловой обстановки в нем.
Необходимость вентилирования помещения, а так же осушки внутреннего воздуха в теплое время года и его увлажнения в холодное, предполагает наличие в помещении системы вентиляции. Представляется целесообразным обеспечивать параметры микроклимата в помещении двумя системами: СПЛО + СКВ (система кондиционирования воздуха) или СПЛО + СВ (система вентиляции). В теплое время года система водяного охлаждения работает как фоновая круглосуточно, а воздушная СКВ - только в течение рабочей смены. При этом практически безинерционная СКВ должна быть рассчитана на покрытие пиковой холодильной нагрузки. Такое сочетание ощутимо повышает экономическую и энергетическую эффективность обеспечения микроклимата.
Параметры теплового режима помещения и теплозащитные качества ограждающих конструкций здания выбираются и проектируются, исходя из требований теплового комфорта человека, под которым понимают комплекс факторов, обеспечивающих благоприятное самочувствие и максимальную производительность умственного и физического труда. Комплексное тепловое воздействие внешней среды и среды помещения человек воспринимает через теплоощущение, которое в зависимости от сочетания воздействующих факторов может быть комфортным, допустимым и дискомфортным.
Современные методы расчета комфортного теплоощущения и соответствующих ему параметров тепловой обстановки базируются на количественном анализе теплового баланса человека в условиях помещения или внешней среды.
Полный теплообмен между человеком и окружающей средой в стационарных условиях можно выразить в виде баланса тепловых потоков относительно поверхности тела:
±&Q=(M + WJ-WP - (в+в1‘.) ±вкч+0'ч, (1.1)
где:
AQ - накопление (+) или потеря (-) тепла в организме человека, Вт;
М - теплопродукция, Вт;
W3 - тепловой эквивалент производимой работы, Вт;
Wp - количество тепловой энергии, расходуемой на выполнение внешней работы, Вт;
Qu4 и Q^H - затраты тепла на испарение влаги и нагрев вдыхаемого воздуха, Вт;
Оч и Q - составляющие теплообмена человека конвекцией и радиацией, Вт.
Если AQ=0, то это означает, что выделяемое организмом тепло точно уравновешивается потерями в окружающую среду и затратами на производимую работу. Тепло при этом в организме не накапливается, и организм не переохлаждается, его температура остается постоянной и равной: ~ 36,6 - 36,8 °С - для тела; ~ 33 °С - для средневзвешенной кожи; ~ 34 °С - для кожи лба. Такое тепловое состояние человека соответствует условиям комфорта. Тепловое равновесие выражается через значение теплопродукции и тепловых потерь, является объективной, поддающейся опытным наблюдениям и расчетам величиной. Между тепловым равновесием и ощущением теплового комфорта окружающей среды большой группой людей существует корреляционная связь с коэффициентом корреляции гк>0,9, что свидетельствует о достоверности использования метода теплового баланса человека для анализа его комфортного теплоощущения [17].
В зимний период года условия комфорта для человека в состоянии покоя в теплой одежде при стационарном режиме можно записать в виде:
M+Qc. p - (Q - Q*У - O', - Q',=0, (1.2)
где Qc. p - тепло солнечного излучения, Вт.
Величина теплопродукции М определяется по измеренному количеству поглощаемого кислорода, выделяющего при окислении тепла, равного 5,8 Вт/л [17]. Значение теплопродукции зависит от многих факторов (метеорологических условий, пола, возврата и др.) и, главным образом, от тяжести выполняемой работы.
Изучением вопроса теплоотдачи от плоских поверхностей к воздуху и от воздуха к плоским поверхностям занимались: Жуковский, Нуссельт, Хенки, Готтингер, Мак Адамс, Гриффитс и Дэвис, Хельман и др. [47, 67].
Математическое решение этой задачи для различно расположенных поверхностей (при допущении ряда упрощающих предпосылок) всеми исследователями обычно давалось в виде:
ккал
ccK=b-At, —---------------------------------------------------------------- (1.3)
м2 •ч-°С
Стоит заметить, что и значение показателя степени п, и значение постоянного коэффициента b, у разных исследователей получались различными.
Данные многих исследователей, производивших исследования как с телами различными по форме, так и с различными жидкостями, были сопоставлены и обобщены М. А. Михеевым [76], который получил обобщенный закон теплопередачи при свободном движении жидкости и представил его степенной функцией:
ак = &-дГ’33 (1.4)
Необходимо отметить, что в отличие от данных других исследователей, коэффициент b в этой формуле является величиной переменной. Формулы различных исследователей, определяющие величину ак для плоских поверхностей в условиях конвекции, приведены в таблиг^е 1.1.
|
Таблица 1.1
|
25
