Розрахунок системи опалення навчальної лабораторії
Мікроклімат приміщень характеризується температурою повітря та навколишніх поверхонь, вологістю та швидкістю руху повітря, які в сукупності діють на організм людини.
Для робочої зони навчальних лабораторій нормами встановлено оптимальні та допустимі значення температури (визначаються за СНіП 2.04.05-95).
Робочою зоною вважається простір заввишки 2 метри від рівня статі чи майданчика, де знаходяться місця перебування учнів.
Холодний період року визначається середньодобовою температурою зовнішнього повітря, яка дорівнює +10 °С і нижче, а теплий період року, відповідно, температурою понад +10 °С.
Для обслуговування зони громадських та адміністративно-побутових приміщень нормами встановлено температуру повітря для двох періодів року (таблиця 8.2).
Оптимальна і допустима температура повітря в обслуговуваній зоні громадських та адміністративно-побутових приміщень (відповідно до СНиП 2.04.05-01)
Qвент- тепловитрати на нагрівання повітря при його подачі системами вентиляції (зі зниженою температурою порівняно з температурою приміщення).
деQл- тепловіддача людей;
Qоб- тепловіддача нагрівального технологічного обладнання;
Qел- тепловиділення джерел штучного освітлення та працюючого електричного обладнання;
Qнагр. м- тепловиділення нагрітих матеріалів та виробів.
8.4.1. Тепловтрати через огороджувальні конструкції
Тепловтрати через огороджувальні конструкції (Qогр, Вт) складаються з тепловтрат через окремі огородження або їх частини площею А, м 2 .
Qогр = А Кn (tв-tн) (1 +),(8.2)
де К - коефіцієнт теплопередачі огородження приймаємо рівним 1,05 (т.к. точні дані щодо характеристик теплопередачівідсутні)Вт/(м 2 с);
tв- розрахункова температура всередині приміщення, приймаємо рівною (за даними таблиці 8.3) 20 ° С;
tн- розрахункова температура зовнішнього повітря, для Санкт-Петербурга (в зимовий час) становить -11 ° С;
β– коефіцієнт, що враховує додаткові тепловтрати (для зовнішніх стін та вікон залежно від орієнтації по сторонах горизонтуβ= 0,05…0,1; для зовнішніх дверей без повітряних завіс>β= 0,22 …0,34 H, де Н – висота будівлі (для зовнішніх воріт без повітряних завіс);
п–коефіцієнт для огорож, що безпосередньо не стикаються із зовнішнім повітрям (тобто відокремлюють опалювальні приміщення від неопалюваних); наприклад, якщо суміжне приміщення є неопалюваним і повідомляється із зовнішнім повітрям (типу тамбура), топ= 0,7, якщо є горищне перекриття,п= 0,9, якщо під приміщенням є неопалюваний підвал, то відповідного перекриттяп= 0,4.).
Тепловтрати через огороджувальні конструкції:
Відповідь задовольняє вимогу (в адміністративно-побутових приміщеннях середні втрати втрати через зовнішні огорожі не повинні перевищувати 70 Вт/м 2 ).
8.4.2. Тепловтрати на нагрівання зовнішнього повітря, що інфільтрує в приміщенні через притвори (нещільності) вікон, дверей та воріт
Тепловтрати на нагрівання зовнішнього повітря, що інфільтрує в приміщенні через притвори (нещільності) вікон, дверей та воріт (Qu, Вт) визначають за формулою:
де Gu - кількість повітря, що інфільтрується (що надійшло шляхом інфільтрації), що визначається орієнтовно за формулою:
Gu = , (8.5)
c– питома теплоємність повітря, що дорівнює 1005 Дж/(кг°С)
– поправочний коефіцієнт (для подвійних палітурок = 0,5 для воріт та дверей = 2,1);
j– кількість повітря, що проникає через 1 м притворів, що становить 0,002…0,006 кг/см;
l– довжина притворів вікон, дверей і воріт, що відкриваються (3 вікна, кожне з яких має довжину притвора 4 м, а отже загальна сума притворів становить 12 м).
Тоді тепловтрати на нагрівання зовнішнього повітря дорівнюють:
Відповідь задовольняє вимогу (тепловтрати на нагрівання повітря, що інфільтрується, становлять приблизно 30% від тепловтрати через зовнішні огородження).
8.4.3. Тепловтрати на нагрівання матеріалів, виробів та транспортних засобів, що надходять у приміщення
Тепловтрати на нагрівання матеріалів та виробів, що надходять до приміщень (Qмат, Вт), не враховуються, оскільки вони незначні.
8.4.4. Тепловтрати на нагрівання припливного вентиляційного повітря
Тепловтрати нагрівання припливного вентиляційного повітря (Qвент, Вт) відсутні, оскільки лабораторія не обладнана вентиляцією (у зв'язку з недоцільністю).
8.4.5. Кількість теплоти, яку виділяють люди
Орієнтовно можна вважати, що при температурі повітря в приміщенні = 20°С кількість теплоти, що виділяється в приміщенні однією людиною, становить стан спокою 90 Вт. Середня кількість людей, що знаходяться в лабораторії, приймається рівною половині однієї групи, а це становить приблизно 15 осіб. Відповідно до викладеного отримуємо формулу:
де nл – середня кількість людей у лабораторії;
Qср1 - середня кількість теплоти, що виділяється в приміщенні однією людиною (у стані спокою)
Кількість теплоти, яку виділяють люди:
8.4.6. Теплонадходження у приміщенні від нагрітого обладнання
Внаслідок не сильного нагрівання лабораторних стендів їх тепловіддачею (Qоб) можна знехтувати.
8.4.7. Тепловступлення від штучного освітлення
Штучне освітлення складається із 16 комплектів. Кожен комплект включає 4 люмінесцентні лампи Т8. Потужність лампи складає 18 Вт. Звідси випливає формула:
де Nлк – кількість ламп у комплекті;
nкк – кількість комплектів;
Qл – потужність однієї лампи.
Тепловступлення від штучного освітлення:
8.4.8. Теплонадходження від нагрітих матеріалів
Аналогічно пункту 6 теплонадходження (Qнагр.м, Вт) у зв'язку з несильним нагріванням лабораторних стендів можна знехтувати.
8.4.9. Теплова потужність опалювальної установки приміщення
З усіх цих розрахунків визначається теплова потужність опалювальної установки приміщення за формулами (5.1, 5.2, 5.3):
Qпот = 2191,266 + 560,79,
Qот = 2752,056 - 2502,
Дотримання всіх заходів, викладених у цьому розділі, дозволить підвищити якість та ефективність роботи (навчання), а також дозволить забезпечити необхідну безпеку життя та здоров'я працівників (студентів).