Как рассчитывается расход теплоты на нагрев инфильтрующегося воздуха?

Расход теплоты на нагрев инфильтрующегося воздуха , Вт

,

где – расход инфильтрующегося воздуха, кг/ч;

– теплоемкость воздуха =1,008 кДж/(кг град);

– площадь окна,м²;

 и– внутренняя и наружная температуры, °С;

k – коэффициент учета влияния встречного теплового потока в воздухопроницаемых конструкциях (для окон и балконных дверей с тройными раздельными переплетами k = 0,7; с двойными раздельными переплетами k = 0,8; со спаренными переплетами k = 0,9; с одинарными переплетами k = 1).

Расход воздуха может быть найден как

,

где Δр – разность давлений снаружи и внутри помещения;

Δр₀ – разность давлений воздуха по обе стороны светопрозрачного ограждения (окна, фонаря, стеклянной двери), принимаемое равным 10 Па;

, – фактическое сопротивление воздухопроницанию при Δр₀ = 10 Па для наружных окон и дверей (ворот), м² ч/кг.

Разность давлений Δр, Па, снаружи и внутри помещения находится по формуле

,

где  – высота здания, измеренная от среднего уровня земли до верха вентиляционной шахты, верха карниза или зенитного фонаря;

 – высота от среднего уровня земли до верха окна;

, – плотности внутреннего и наружного воздуха, кг/м³, определяемые по формуле

;

v– скорость ветра в январе, м/с согласно СНиП 23-01-99*;

K_дин – коэффициент изменения скорости ветра в различных типах местности и на разной высоте (СНиП 2.01.07-85*);

с_н, с_з – аэродинамические коэффициенты на наветренном и подветренном фасаде здания (СНиП 2.01.07-85*);

р_в – условно-постоянное давление в здании. Оно принимается равным полусумме ветрового и гравитационного давлений

.

В результате подстановки в уравнение значения получаем

Пример: Рассчитать количество теплоты на нагрев инфильтрующегося воздуха для помещений 103, 503 и 1203 двенадцатиэтажного здания со следующими параметрами:

высота здания от земли до уровня вытяжной шахты Н = 42,5 м; высота окна первого этажа над уровнем земли h = 3,65 м; высота этажа 3,2 м;

температуры внутреннего и наружного воздуха соответственно 20 °С и минус 36°С; расчетная скорость ветра v = 3,5 м/с;

окна из двухкамерного стеклопакета с сопротивлением воздухопроницанию

 = 0,65м²ч/кг при =10 Па; площадь окна 2,7 м².

Решение:

1. Плотности воздуха внутреннего и наружного

кг/м³;

 кг/м³.

2. Разность давлений по обе стороны окна в помещениях первого, пятого и двенадцатого этажа по формуле

;

 = 1 (найдено экстраполяцией по таблице).

1 этаж

5 этаж

12 этаж

3. Расход инфильтрующегося через окна воздуха находятся по формуле

.

1 этаж                      кг/(м²ч).

5 этаж                      кг/(м²ч).

На 12 этаже инфильтрации нет, т.к. величина отрицательна.

4. Количество теплоты на нагрев инфильтрующегося воздуха определяем по формуле

,

где  = 1 – как для одинарного переплета;

с – теплоемкость воздуха, с = 1,008 кДж/(кг ^оС).

1 этаж         Вт.

5 этаж         Вт.