Оборудование с электроприводом

 

Qтв1 = ,(3.7)

 

где Nу – установленная мощность оборудования;

кисп – коэффициент использования привода;

кт – коэффициент тепловыделения оборудования (показывает, какая часть электрической энергии переходит в теплоту);

В цехе установлено 15 станков ПК – 100 - 5М с Nу = 7,8 кВт и 15 станков П – 66 – 5М

с Nу = 9,7 кВт. Принимаем кисп = 0,88, кт = 1. Тогда

 

Qтв1 = Q1 + Q2 = 15·7,8·0,88·1 + 15·9,7·0,88·1 = 231 кВт.

 

В нерабочее время станки выключены.

 

Таблица 3.2 – Тепловыделения от оборудования с электрическим приводом

Qтв1, кВт	Теплый период	Холодный период
рабочее время	231	231
нерабочее время	0	0

Обслуживающий персонал

 

Qтв2 = n·q·ψ,(3.8)

 

где n – количество работников. На каждые пять станков необходимо присутствие одного работника. Плюс цеховой помошник мастера. Станков 30/5 = 6, примем 6 работников.

Итого n = 7 чел;

q – количество теплоты выделяемое взрослым мужчиной при расчётных условиях:

qт = 200 Вт (тёплый период) и qх = 205 (холодный период);

ψ – коэффициент, учитывающий возрастной и половой состав персонала. Текстильная промышленность «женская отрасль», поэтому можно с очень большой вероятностью предположить, что среди работников преобладают женщины, т.е. ψ = 0,85.

 = 7·205·0,85 = 1,22 кВт;  = 7·200·0,85 = 1,19 кВт.

Таблица 3.3 – Тепловыделения от обслуживающего персонала

Qтв2, кВт	Теплый период	Холодный период
рабочее время	1,19	1,22
нерабочее время	0	0

Искусственное освещение

Так как неизвестно количество люминесцентных ламп (а именно они используются в проектируемом прядильном цехе для освещения), то для нахождения требуемой суммарной мощности ламп используются нормы освещённости. Расчёт ведется по формуле:

 

Qламп = nосв·Апол,(3.9)

 

где nосв – норма освещённости, то есть мощность ламп, приходящаяся на 1 м2 площади пола, nосв = 50 Вт/м2;

Апол – площадь пола, Апол = 900 м2;

Qламп = 50·900 = 45 кВт. Тепловыделения от ламп будет одинаково для обоих периодов:

 

Qтв3 = Qламп·β,

 

где β – коэффициент тепловыделений, зависит от способа крепления ламп к потолку, β = 1;

Qтв3 = 45·1 = 45 кВт.

 

Таблица 3.4 – Тепловыделения от искусственного освещения

Qтв3, кВт	Теплый период	Холодный период
рабочее время	45	45
нерабочее время	0	0

Солнечная радиация

Учёт ведется и по тёплому, и по холодному периоду года.

Теплый период

Теплопоступления от солнечной радиации определяются по следующей формуле:

 

Qтв4т = ,                           (3.10)

 

где Аокна – площадь светопрозрачных ограждений (окон), Аок = 109,2 м2;

Rокна – термическое сопротивление окон, Rокна = 0,4 (м2·К)/Вт;

 – средняя температура за июль,  = 27,7 ºС;

 – расчётная температура в помещении,  = 25 ºС;

kF, τF, kc – коэффициенты сдерживания, пропускания радиационного теплового потока, а так же коэффициент, вводимый нами для учёта наличия штор на окнах, соответственно:

kF = 0,62, τF = 0,7,kc=0,25.

qп, qр – удельные потоки прямого и рассеянного излучения, Вт/м2.

Поскольку ориентация помещения относительно сторон света не задана, то необходимо её выбрать. Это делается на основании данных таблицы 3.18 в учебном пособии. Теплопоступления от солнца по часам приведены во вспомогательной таблице 3.5. В таблице приведен суммарный поток радиации.

 

Таблица 3.5 – Солнечная радиация на 52 параллели

Часы	Поток радиации, Вт/м2
	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
5-6	102\55	301\69	371\73	116\52	-\31	-\28	-\28	-\28
6-7	26\69	391\98	497\119	272\91	-\59	-\43	-\44	-\44
7-8	-\71	342\106	545\129	328\110	13\76	-\55	-\53	-\53
8-9	-\67	196\96	498\123	448\114	94\85	-\63	-\57	-\58
9-10	-\63	42\79	374\100	429\110	206\87	-\67	-\59	-\60
10-11	-\60	-\69	193\84	333\96	299\90	14\72	-\60	-\62
11-12	-\59	-\65	37\72	272\86	344\91	150\78	-\65	-\63
12-13	-\59	-\65	37\72	272\86	344\91	150\78	-\65	-\63
13-14	-\60	-\69	193\84	333\96	299\90	14\72	-\60	-\62
14-15	-\63	42\79	374\100	429\110	206\87	-\67	-\59	-\60
15-16	-\67	196\96	498\123	448\114	94\85	-\63	-\57	-\58
16-17	-\71	342\106	545\129	328\110	13\76	-\55	-\53	-\53
17-18	26\69	391\98	497\119	272\91	-\59	-\43	-\44	-\44
18-19	26\69	391\98	497\119	272\91	-\59	-\43	-\44	-\44

 

По данным вспомогательной таблицы видно, что поток радиации будет минимальным при ориентации здания по оси Север - Юг. В качестве расчетного принимается час с максимальным приходом солнечной радиации по выбранным направлениям. В данной работе расчетный час 11 – 12 ч. Ориентация здания представлена на рисунке 3.8.

 

Рисунок 3.8 – Ориентация здания

 

В расчетный час теплопоступления от солнечной радиации на Севере и Юге:

qсевп = 0; qсевр = 59 Вт/м2; qюгп = 344 Вт/м2; qюгр = 91 Вт/м2.

Теплопоступления от солнечной радиации с двух направлений:

Qтв4т =  = 5,8 кВт.

Холодный период

Теплопоступления через окна от солнечной радиации в течение отопительного периода

Qтв 4х, для двух фасадов зданий следует определять по формуле:

 

Qтв 4х = tF kF (АF1I1 + AF2I2),(3.11)

 

где tF – коэффициент, учитывающий затенение светового проема;

kF - коэффициенты относительного проникания солнечной радиации;

kc- коэффициент, вводимый нами для учёта наличия штор на окнах;

АF1, АF2 - площадь световых проемов фасадов здания, ориентированных по двум направлениям, м2;

I1, I2 - средняя за отопительный период величина солнечной радиации на вертикальные поверхности.

Для определения средней за отопительный период величины солнечной радиации на вертикальные поверхности необходимо определить продолжительность отопительного периода, и на какие месяцы он приходится. Продолжительность отопительного периода составляет 235 суток. По тому же источнику находятся месяцы, на которые приходится отопительный период. Продолжительность отопительного периода определяется меньшей или равной  температурой наружного воздуха.

 

Таблица 3.6 – Средняя месячная и годовая температура воздуха

Месяцы	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	год
Барнаул	-17,5	-16,1	-9,1	2,1	11,4	17,7	19,8	16,9	10,8	2,5	-7,9	-15	1,3

 

Из таблицы видно, что в отопительный период входят следующие месяцы: январь, февраль, март, апрель, октябрь, ноябрь, декабрь. Количество дней в этих месяцах:

 

Так как продолжительность отопительного периода составляет 235 суток т.е. на 23 дня больше то при подсчете величины солнечной радиации к данным месяцам добавляются еще 23 дня из месяца с наименьшей температурой большей десяти градусов (т.е. сентябрь).

Средняя за отопительный период величина солнечной радиации на вертикальные поверхности принимается по таблице:

 

Таблица 3.7 – Суммарная солнечная радиация на вертикальную поверхность, МДж/м2.

	Январь	Февраль	Март	Апрель	Сентябрь	Октябрь	Ноябрь	Декабрь
С	---	---	---	110	---	---	---	---
Ю	495	566	692	558	584	611	543	475

 

Суммарный поток солнечной радиации на южный фасад здания за отопительный период:

 

(3.12)

 

Суммарный поток солнечной радиации на северный фасад здания за отопительный период:

 

(3.13)

 

Теплопоступления с солнечной радиацией за отопительный период года:

Qтв 4х = 0,25·0,62·0,7·(54,6·216,1+54,6·5,4)·0,001 = 1,058 кВт.

 

Таблица 3.8 – Теплопоступления от солнечной радиации

Qтв4, кВт	Теплый период	Холодный период
рабочее время	5,8	1,058
нерабочее время	0	0

Прочие

Такие статьи теплопоступлений как:

Ø с воздухом инфильтрации – не учитываем, поскольку проектируем оптимальный микроклимат;

Ø через наружные ограждения конвекцией и теплопроводностью – незначительны;

Ø с оборудованием или материалами – их в проектируемое помещение не поступает.

ТЕПЛОПОТЕРИ

 

Расчёт ведём для холодного периода года.

 

Qтп1 = ,(3.14)

 

где Аогр. – расчётная площадь поверхности ограждающей конструкции, м2;

Rогр. – термическое сопротивление ограждающей конструкции, (м2·К)/Вт;

n – коэффициент, учитывающий ориентацию ограждающей конструкции относительно наружного воздуха;

,  - расчетные температуры воздуха в помещении и наружного воздуха соответственно;

 – поправочные коэффициенты (надбавки):

 – на ориентацию по странам света, Север –  = 0,1, Юг –  = 0;

 – на наличие 2-х и более наружных стен, Север –  = 0,05, Юг –  = 0,05.

Поправки , , ,  – в рассматриваемом случае не имеют силы.

Теплопотери через стены

Площадь одной наружной стены без окон:

Аст = 30·6-54,6 = 125,4 м2.

Термическое сопротивление стен Rст = 2,35 (м2·К)/Вт.

Величина теплопотерь через наружные стены по двум направлениям:

Qтп 1юг =  кВт;

Qтп 1с =  кВт.

Для холодного периода года суммарные теплопотери через стены:

 

Qтп 1 = Qтп 1юг + Qтп 1с = 3,4 + 3,7 =7,1 кВт.

 

Таблица 3.9 – Теплопотери через наружные стены

Qтп1, кВт	Теплый период	Холодный период
рабочее время	0	7,1
нерабочее время	0	7,1

Теплопотери через окна

Площадь окон на одной стене: Аок = 54,6 м2.

Термическое сопротивление окон: Rок = 0,4 (м2·К)/Вт.

n = 1.

Величина теплопотерь через окна по двум направлениям:

Qтп 2юг =  кВт;

Qтп 2с =  кВт.

Для холодного периода года суммарные теплопотери через окна:

 

Qтп 2 = Qтп 2юг + Qтп 2с = 8,74 +9,58 =18,32 кВт.

 

Таблица 3.10 – Теплопотери через окна

Qтп2, кВт	Теплый период	Холодный период
рабочее время	0	18,32
нерабочее время	0	18,32

Теплопотери через пол

Площадь зон пола:

 

АI = АII = АIII = 120 м2; АIV = 540 м2.

 

Термическое сопротивление зон пола: RI = 2,62 (м2·К)/Вт; RII = 4,82 (м2·К)/Вт;

RIII = 9,12 (м2·К)/Вт; RIV = 17,22 (м2·К)/Вт.

n = 1.

Для холодного периода теплопотери через пол:

Qтп 3 =  кВт.

 

Таблица 3.11 – Теплопотери через пол

Qтп3, кВт	Теплый период	Холодный период
рабочее время	0	7,028
нерабочее время	0	7,028

Прочие

Такие как:

Ø нагрев воздуха инфильтрации;

Ø нагрев материалов и транспорта.

По причинам, упомянутым в 5-ом разделе тепловыделений, эти теплопотери не рассчитываются.