Определение коэффициента эффективности передачи теплоты солнечной радиации
Коэффициент эффективности η показывает, какая часть теплоты солнечной радиации, поглощаемая системой ПСО, расходуется на отопление помещения:
, (1.11)
где qпост – месячное количество теплоты солнечной радиации, поступающее в помещение для обогрева с 1 м2 системы, МДж/ м2; qпогл – количество поглощенной солнечной радиации, МДж/ м2.
В системе отопления «стены Тромба» коэффициент эффективности равен
, (1.12)
где η0 – коэффициент эффективности передачи теплоты при отсутствии естественной циркуляции воздуха через отверстия между пространством за остеклением (пространством, ограниченным остеклением и теплопоглощающей стеной) и помещением; Δη – увеличение эффективности передачи теплоты солнечной радиации при наличии естественной циркуляции.
Величина η0 определяется по формуле
, (1.13)
где – сопротивление теплопередаче стены - теплоприемника определяются
, (1.14)
где – термическое сопротивление стены – теплоприемника, определяют по формуле
; (1.15)
где λj – коэффициент теплопроводности материала j-ro слоя стены – теплоприемника, определяют по СНиП П-3-79; δi, – толщина i-го слоя, м; Rm – сопротивление теплопередаче на наружной поверхности стены-теплоприемника (Rm = 0,5Rв. п.); Rn – сопротивление теплопередаче от воздуха за светопрозрачным покрытием к наружному воздуху без учета воздухопроницаемости:
, (1.16)
где Rос, Rв. п – сопротивление теплопередаче соответственно светопрозрачного покрытия замкнутого воздушного слоя ( определяется по СНиП П-3-75**)
Величину Δη рассчитывают по формуле
, (1.17)
где ƒц – коэффициент, характеризующий циркуляцию воздуха. Зависит от отношения Аотн; Аотн – площадь циркуляционных отверстий, приходящихся на 1 метр ширины стены-теплоприемника, Н – расстояние по вертикали между осями входных и выходных отверстий, м; если Аотн≥0,1, значение ƒц =1. Если Аотн≤0,1, значение ƒц определяют по рис. 1.4.
Значения коэффициентов с, d, g для различных материалов стены теплоприемника приведены в табл. 1.1. При Δη ≤ 0,05 принимают Δη = 0.
Если значение с < 0,05, следует принимать с = 0.
При проектировании рекомендуется предусмотреть два варианта расчета: с естественной циркуляцией воздуха через отверстия, которые расположены в стене-теплоприемнике, и без нее.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 1.4. Зависимость ƒц = ƒ(Аотн)
Величину Δη, полученную по формуле (1.17), можно непосредственно использовать в расчетах лишь тогда, когда сопротивление теплопотерь от воздуха за светопрозрачным покрытием к наружному воздуху незначительно (до 10 %) отличается от величины:
;
, (1.18)
где – количество инфильтрующего воздуха через единицу поверхности стены-теплоприемника в помещение, кг/(м2∙ч).
При других значениях вместо Δη, следует использовать величину Δη' связанную с Δη, полученной по формуле (1.17) системой уравнений пересчета(справедливых при ≥0,05 м).
; (1.19)
; (1.20)
. (1.21)
Таблица 1.1
Значение коэффициентов в уравнении
Материал |
Коэффициент теплоусвоения S, |
С ×102 |
G |
D |
Пенополистерол γ =40 кг/м3 |
0,41 |
0,828 |
1,23 |
|
Минеральная вата γ =100 кг/м3 |
0,01 |
0,845 |
1,23 |
|
Ячеистый бетон γ =600 кг/м3 |
3,36 |
0,636 |
1,30 |
|
Керамзитобетон γ =1 200 кг/м3 |
6,36 |
0,691 |
1,66 |
|
Кирпич γ =1 800 кг/м3 |
9,20 |
0,699 |
1,57 |
|
Тяжелый бетон γ =2 400 кг/м3 |
16,77 |
0,829 |
2,11 |
В этих уравнениях η0 определяется по формуле значений Rn=. Величина равна
. (1.22)
Пересчет осуществляется для тех месяцев, для которых Δη>0. Если Δη = 0, то Δη' принимается равным 0. Если расчет по формулам дает (1.19-1.21) значение Δη'<0,05, следует принимать Δη'= 0.