Исследование температурного поля в помещении

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Известно, что температура воздуха в различных местах помещения неодинакова и возможны потоки теплого и холодного воздуха. Эта неравномерность температурного поля ухудшает санитарные условия в помещениях, увеличивает теплопотери помещения и требует учета при проектировании ограждающих конструкций и систем отопления.

Цель работы: ознакомление с методом исследования температурного поля в эксплуатируемом помещении.

КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ

1. Причины неравномерности температурного поля в помещении.

Теплый воздух, как более легкий, поднимаясь над отопительным прибором и омывая на своем пути внутренние поверхности помещения, постепенно остывает и падает вниз (рис. 1). Поэтому вблизи такого отопительного прибора температура выше, чем вдали от него, а под потолком выше, чем у пола.

Температура воздуха на улице имеет большую плотность, чем в помещении. Это приводит к тому, что давление воздуха на противоположные стороны ограждения будет различным. Разность давлений Dr, называемая тепловым напором (в отличие от “ветрового напора”), вызывает проникновение воздуха через поры и неплотности ограждений [1]. Через нижние части ограждения (рис.2) в помещение проникает холодный воздух (инфильтрация), а через верхние выходит более нагретый воздух (эксфильтрация). Процессы фильтрации могут стать причиной возникновения перепада температур по высоте помещения и здания.

Как правило, на некоторой высоте здания разность давлений будет Dr =0 (нейтральная зона). Положение нейтральной зоны зависит от плотности верхних и нижних ограждений. При открывании окон, дверей, фонарей нейтральная зона может оказаться по высоте выше или ниже середины помещения.

Таким образом, тепловой напор как бы выдавливает теплый воздух в верхние этажи, под потолки помещений, что сопровождается увеличением тепловых потерь. С целью их уменьшения нормы предусматривают увеличение сопротивления теплопередаче чердачных перекрытий и покрытий по сравнению с сопротивлением стен.

Ветер создает на наветренной стороне (рис. 3) здания повышенное давление, которое вызывает инфильтрацию и смещение теплого воздуха из наветренных помещений в заветренные.

2. Оценка неравномерности температурного поля в помещении.

Наибольшая неравномерность обычно наблюдается по высоте помещения. Ее характеризуют градиентом температуры по высоте:

grad(t)=dt/dh, град/м.

Обычно его оценивают изменением температуры на погонный метр высоты. Градиент может достигать градуса и более на каждый метр высоты. В высоких промышленных цехах с большими избыточными тепловыделениями (литейные, кузнечные и т.п. цехи) температура вверху и внизу может отличаться на несколько градусов.

ОБОРУДОВАНИЕ И ПРИБОРЫ

Температурные поля чаще всего исследуют с помощью термопар или терморезисторов, которые позволяют дистанционно измерять температуру с автоматической записью результатов.

В настоящей работе используются термометры контактные цифровые типа ТК-5, ТК-5.05, ТКА-ПКМ. До начала замеров следует ознакомиться с руководством по эксплуатации.

Термометры контактные цифровые типа ТК-5, ТК-5.05, ТКА-ПКМ состоят из электронного блока и зондов, предназначенных для измерения температуры жидких, сыпучих, газообразных сред и поверхностей твердых тел; относительной влажности газообразных сред.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ И

ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ

Для получения температурного поля в поперечном сечении помещения достаточно провести замеры при трех положениях измерительного прибора на плане (рис.4): у окна (1;4;7), в середине помещения (2;5;8) и у противоположной стены (3;6;9). Размещение измеряемых точек повысоте помещения показано на рис.5. Для измерения температур в точках рекомендуется использовать воздушный зонд длиной 1м.

Таблица № 1

	Положение измеряемых точек на плане
	Номера разрезов
№№ точек по вер-тикали	I	II	III
	Номера точек на плане
	1		3	4	5		7	8

 

На основании полученных значений температур в различных точках помещения строятся графики распределения температуры по ширине и высоте исследуемого помещения по трем разрезам (I, II, III). Составляется заключение о соответствии температуры нормативным требованиям и о равномерности ее распределения. Анализируется влияние оконных и дверных проемов, отопительных приборов, сопряжения конструкций и т.д. на распределение температуры по объему помещения.

Для построения графика температурного поля нужно начертить в масштабе схематичный разрез помещения, показать размещение точек измерений по вертикали и горизонтали и результаты измерений в каждой точке. Одинаковые показания температуры соединяются плавной линией (изолинии), вследствие чего можно визуально судить о распределении температуры в помещении (рис. 5).

РЕКОМЕНДАЦИИ К СОСТАВЛЕНИЮ ОТЧЕТА

В отчете кроме разделов “Цель работы”, “Приборы и оборудование” должны быть представлены таблица с результатами измерений, температурное поле вертикальной плоскости помещения, выводы и рекомендации.

 

Рис. 1. Циркуляция воздуха

 

 

Рис. 2. Распределение аэростатических давлений в здании

 

Рис. 3. Действие ветра на здание

 

Рис. 4. Схема расположения точек для измерений

Рис. 5. Изотермы в поперечном сечении.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ ПРИ ПОДГОТОВКЕ