Подбор кондиционера «тепловой насос»

ТИПА «ВОЗДУХ-ВОЗДУХ»

 

Цель работы

Целью работы является определение холодо- и тепло-производительности мульти-сплит системы нескольких помещений.

Теоретический материал

Для того, чтобы правильно подобрать кондиционер, необходимо вычислить теплопоступления, которые он должен погасить. Мощность кондиционера должна перекрывать их максимальное значение, которое рассчитывается по формуле:

 

Q = Q₁+Q₂+Q₃+Q₄+Q₅,

 

где Q₁ – теплопоступления от солнечной радиации, а при использовании электрического освещения, от искусственного света; Q₂ – теплопоступления от находящихся в помещении людей; Q₃ – теплопоступления от офисного оборудования; Q₄ – теплопоступления от бытовой техники.

 

Теплопоступление от солнечной радиации, зависит от площади и расположения окон. В основном именно оно и составляет львиную долю всего поступающего в помещение тепла.

Теплоприток Q_{ок .} через окна и застекленные двери определяется по формуле:

 

Q_ок = F_ок. × [К₁ × К₂ × К₃ × q_с + k_о (t_н – t_п)],

 

где F_ок. – суммарная площадь остекленных поверхностей, м²; К₁ – коэффициент, учитывающий затенение переплетом, загрязнение атмосферы; К₂ – коэффициент, учитывающий загрязнение стекла; К₃ – коэффициент, учитывающий затеняющее действие штор, жалюзи, карниза; q_с – удельный теплоприток от солнечной радиации через одинарное чистое стекло, Вт/(м² × ^oC); k_о – коэффициент теплопередачи окна, Вт/(м² × ^oC).

 

Теплопоступления через стены:

 

Q_ст. = к_д × F_ст. × (t_н – t_п)

 

где к_д – действительный коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м² × ^oC); F_{ст .} – площадь поверхности наружной стены, м²; t_н – температура снаружи ограждения, ⁰C; t_п – температура воздуха кондиционируемого помещения, ⁰C.

Теплоприток Q_{с. ст.} за счет воздействия солнечной радиации через наружные стены и кровлю определяется по формуле:

 

Q_{с. ст.} = к_д × F_огр. × Dt_с.,

 

где × Dt_с – избыточная разность температур, ⁰С.

 

Теплоприток через кровлю определяется, Вт:

 

Q_ст. = к_д × F_кр. × (t_н – t_п)

 

где к_д – действительный коэффициент теплопередачи кровли, Вт/(м² × ^oC); F_{ст .} – площадь кровли, м².

 

Теплопритоки через полы в летний период принимаются равными 0, в зимний период определяются по зонам.

Полные теплоизбытки (в зимний период теплопотери) через пол в зимний период будут составлять

 

Q_пол. = к_зоны × F_зоны × (t_н – t_п),

 

где F_зоны – площадь четырех зон пола, отложенных от наружной стены помещения, м²; к_зоны - действительный коэффициент теплопередачи пола каждой зоны, Вт/(м² · ^oC); t_н – температура снаружи ограждения, ^oC; t_п – температура воздуха кондиционируемого помещения, ^oC.

Теплоприток от людей Q_л.:

Q_л. = n × q_л.,

 

где n – расчетное число людей, одновременно находящихся в помещении; q_{л .} – тепловыделение от человека, зависящее от характера работы, Вт/чел.

Теплопоступления от оборудования Q_{обор .}

Количество теплоты, выделяемой механическим оборудованием с электроприводом, определяется по формуле

 

Q_обор. = ,

 

где N – мощность электродвигателя, кВт; n – число единиц оборудования; а – коэффициент загрузки электродвигателя; в – коэффициент рабочего времени оборудования, ξ = h ¸ 1 – часть мощности, расходуемой внутри помещения; h = 0,8 ¸ 0,92 – коэффициент полезного действия электродвигателя; при увеличении мощности возрастает

Теплопритоки от освещения определяются по формуле

 

Q_осв. = F × q_осв. × Е,

 

где F – площадь пола, м²; q_осв. – удельные тепловыделения от освещения, Вт/(м² × лк); Е – освещенность, лк.

 

В ряде источников, например книге, изданной компанией Евроклимат, дается упрощенная методика оценки теплопоступлений от солнечной радиации:

 

Q₁ = S h q,

 

где: S - площадь помещения, м²; h – высота помещения, м, q – коэффициент, равный:

- 30 Вт/м³, если в помещение не попадают солнечные лучи (северная сторона здания);

- 35 Вт/м³ для обычных условий;

- 40 Вт/м³, если помещение имеет большое остекление с солнечной стороны.

Расчет по этой методике применим для квартир и небольших офисов, в других случаях погрешности могут быть слишком велики.

Теплопоступления от находящихся в помещении людей.Один человек в зависимости от рода занятий выделяет

Отдых в сидячем положении – 120 Вт.

Легкая работа в сидячем положении – 130 Вт.

Умеренно активная работа в офисе – 140 Вт.

Легкая работа стоя – 160 Вт.

Легкая работа на производстве – 240 Вт.

Медленные танцы – 260 Вт.

Работа средней тяжести на производстве – 290 Вт.

Тяжелая работа – 440 Вт.

Теплопоступления от офисного оборудования.Обычно они принимаются в размере 30% от потребляемой мощности. Для примера:

Компьютер – 300 - 400 Вт

Лазерный принтер – 400 Вт

Копировальный аппарат – 500 - 600 Вт

В ряде случаев,в высоких зданиях с большой площадью остекления, кондиционирование бывает необходимо уже в марте, когда отопительный сезон еще не закончен. В этом случае в расчете необходимо учитывать теплоизбытки от системы отопления, которые можно принять равными 80 - 125 Вт на 1 м² площади. В этом случае надо учитывать не теплопоступления от внешних стен, а теплопотери, которые можно принять равными 18 Вт на 1 м².

Задание для самостоятельной работы

1. На основании выданного плана помещений определить теплопритоки через строительные конструкции здания.

2. Определить теплопоступления в помещении с учетом расположения оборудования и количества людей.

3. Определить требую мощность холодопроизводительности внутренних блоков мульти-сплит системы.

4. Определить тепловую нагрузку «теплового насоса» системы кондиционирования воздуха.

 

 

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №6