8 (495) 984-74-92
8 (495) 226-51-87
Главная
Техническая информация
Расчет теплового баланса
Расчет теплопритока в камеру через ее стенки


Расчет теплопритока в камеру в результате теплопередачи через ее стенки

Этот расчет выполняется отдельно для стен, потолка (крыши) и пола. Тепловой поток при теплопередаче через стенку Qст рассчитывается по формуле: Qст = К * S Δt, Вт, где
  • К — коэффициент теплопередачи рассматриваемой стены, Вт/м2*К;
  • S — площадь поверхности рассматриваемой стены, м2;
  • Δt — разность температур воздуха по обе стороны стены, К.
Коэффициент теплопередачи K определяется как:

Коэффициент теплопередачи

  • где, λвн — коэффициент теплоотдачи от внутренней поверхности стены, Вт/м2*К. Его величина зависит от скорости движения воздуха внутри холодильной камеры (см. таблицу 2.1);
∑δjλj — сумма тепловых сопротивлений слоев стенки и теплоизоляции, состоящей из разных материалов. Каждый j-ый слой характеризуется своей толщиной δj [м], и коэффициентом теплопроводности λj, [Вт/м*К]. Значения коэффициентов теплопроводности типовых строительных материалов и теплоизоляции приведены в таблицах 2.2 и 2.3. Необходимо отметить, что в случае плохой гидроизоляции стен значения коэффициента теплопроводности строительных материалов могут существенно увеличиваться за счет проникновения влаги внутрь материала стен. Особенно это относится к материалам с открытыми порами типа известняка и.т.д. В случае, если стены камеры состоят из таких материалов, надо быть уверенным в невозможности накопления влаги внутри стены. В противном случае тепловое сопротивление стены становится слишком мало и в расчете его учитывать не следует.

λнар — коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности стены, Вт/м2*К. Его величина также зависит от скорости движения воздуха вблизи стены снаружи холодильной камеры. Данные для выбора коэффициента теплоотдачи от поверхности стен к окружающему воздуху приведены в таблице 2.1.

При расчете теплопритока через стенки холодильных камер, которые могут быть подвержены сильному солнечному нагреву, к разности температур Δt добавляют дополнительную величину Δt', значения которой в зависимости от ориентации стенок камеры по сторонам света и их наружного покрытия приведены в таблице 2.4. В результате получаем:

Qст = К * S * (Δt — Δt'), Вт

Пример расчета

Дана камера хранения замороженного мяса, схема которой представлена на рисунке. Камера расположена в одноэтажном складском помещении. Даны значения температуры и влажности в самой камере, снаружи и в прилегающих помещениях.

Коэффициент теплопередачи

Вертикальные стены состоят из железобетонных панелей толщиной 480 мм. Изнутри к стенам прикреплены многослойные теплоизоляционные панели, сердцевина которых выполнена из пенополиуретана толщиной 100 мм. Панели собираются таким образом, чтобы предотвратить образование тепловых мостов, и соединяются между собой при помощи специальной фурнитуры. Конструкция теплоизоляции дверей считается такой же, как у вертикальных стен. Потолок камеры собран из железобетонных плит толщиной 200 мм и теплоизолирован такими же теплоизоляционными панелями, как и вертикальные стены. Снаружи потолок гидроизолирован двумя слоями рубероида и слоем битума толщиной 7 мм. Пол камеры выполнен на грунте и состоит из двух армированных бетонных стяжек общей толщиной 200 мм и заложенных между ними пенопластовых плит толщиной 100 мм. Пол имеет устройство электроподогрева, обеспечивающее температуру грунта под нижней стяжкой +2°С.

Требуется определить теплоприток в камеру через стены пол и потолок.

Решение: Вначале определим коэффициент теплопередачи через стены и потолок.

Коэффициент теплопередачи

При этом следует иметь в виду, что внутри камеры в результате работы вентиляторов воздухоохладителей скорость движения воздуха вблизи стен находится в диапазоне 3…4 м/с, следовательно, можно принять αвн — 22,7 Вт/м2*К. Что касается наружных поверхностей стен, то они выходят в помещения с практически неподвижным воздухом, поэтому αнар.стен — 9,37 Вт/м2*К. С другой стороны, наружная поверхность потолка может обдуваться ветром. Скорость ветра зависит от его силы и, как правило, может меняться от штиля (0 м/с) до сильного (10.8…13,8 м/с). Примем среднее значение, то есть скорость умеренного ветра (5,5…7,9 м/с). Тогда для внешней поверхности потолка Qнар.пот — 34,1 Вт/м2*К. В результате получим:

Для стен:

Для потолка:

слои рубероида при расчете коэффициента теплопередачи не учитываются ввиду того, что их термосопротивление практически равно 0.

Для пола:

значение 1/αнар = 0 так как пол камеры выполнен непосредственно на грунте и конвективный теплообмен между полом и воздухом с наружной стороны отсутствует.

Для наружной стены А:

Qст.А = К * S Δt = 0,226 * (12×6) * (25 — (-18)) = 699,7 Вт;

Для внутренней стены Б:

Qст.Б = К * S Δt = 0,226 * (15×6) * (-5 — (-18)) = 264,4 Вт;

Для внутренней стены В:

Qст.В = К * S Δt = 0,226 * (12×6) * (-18 — (-18)) = 0 Вт;

Для внутренней стены Г:

Qст.Г = К * S Δt = 0,226 * (15×6) * (-5 — (-18)) = 264,4 Вт;

Для потолка:

Qпот = К * S * (Δt — Δt')= 0,238 * (12×15) * (25 — (-18) + 9,54)= 2249 Вт;

где Δt' взято для умеренно отражающей горизонтальной крыши на географической широте 56°.

Считая, что температура под бетонной плитой пола поддерживается устройством подогрева на уровне +2°С, тепловой поток через пол можем определить как:

Qпола = К * S * Δt = 0,376 * (12×15) * (2 — (-18)) = 1353 Вт.

Отсюда полная тепловая нагрузка на камеру хранения замороженного мяса, обусловленная тепловыми потоками через ее стены, пол и потолок:

Qстен = QстА + QстБ + QстВ + QстГ + Qпот + Qпола = 4829 Вт.

Внимание! Если есть соседние холодильные камеры, то подумайте, будут ли они работать, когда работает рассчитываемая Вами камера. Если они не работают, то температура за стенкой будет равна температуре окружающего воздуха.

 

"Комментарии"  

 
-9 # Вика 24.01.2012 10:48
Решите задачку:
Наружная стена холодильной камеры в районе вашего проживания обращена на восток. Стена камеры кирпичная, побелена известью. Определите теплоприток через эту стену, обусловленный действием солнечной радиации.
"Ответить" | "Ответить с цитатой" | "Цитировать"
 
 
+5 # vivi 24.01.2012 12:21
В чем проблема? Выше все подробно расписано и даны все формулы. Кроме того не указали размеры стен, толщину стенки, температуру...
"Ответить" | "Ответить с цитатой" | "Цитировать"
 

"Добавить комментарий"


"Обновить"

<< Расчет теплового баланса холодильных камер   Тепловая нагрузка от обменной вентиляции >>