Расчет температуры поверхности и теплопередачи через ограждения при наличии воздухопроницаемости

При фильтрации воздуха температурное поле и теплообмен на поверхности ограждений заметно изменяется. Происходит это в результате дополнительного переноса теплоты потоком воздуха, который проникает через поры, капилляры и неплотности.

Для обеспечения комфортных условий важно учитывать изменение температуры на внутренних поверхностях ограждений при инфильтрации и эксфильтрации воздуха.

В многослойных ограждениях перепады температуры по сечению пропорциональны соответствующим термическим сопротивлениям. Дифференциальное уравнение температурного поля в стационарных условиях при фильтрации воздуха имеет вид

. (56)

Откуда распределение температуры по сечению ограждения при фильтрации воздуха , °С, можно записать как

, (57)

где t_в − температура внутреннего воздуха, °С (см. таблицу 1);

t_н − средняя температура холодной пятидневки с обеспеченностью − 0,92 °С(таблица А.1);

е − основание натурального логарифма, равное 2,718;

R_xi − термическое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, начиная от наружного воздуха до данного сечения в толще ограждения, (м²·°С)/Вт,

, (58)

где α_в = 8,7 Вт/(м²·°С) (таблица 8);

− то же, что в уравнении (6);

С_в – удельная теплоемкость воздуха при t_в = 20°С, С_в = 1,004 кДж/(м²·°С);

С_и − количество воздуха, проникающего через наружное ограждение, кг/(м²·ч),

, (59)

здесь ΔР − то же, что в уравнении (52);

− то же, что в уравнении (54).

При эксфильтрации воздуха из помещения через ограждения значение G_и, кг/(м²·ч), в формуле (57) принимается со знаком минус.

Фильтрующийся воздух также оказывает влияние на коэффициент теплопередачи ограждения. Значение коэффициента теплопередачи с учетом инфильтрации воздуха k_и, Вт/(м²·°С), определяется из уравнения:

, (60)

где С_в; С_и; − то же, что в уравнении (57).

Исследования показали, что температура поверхности ограждения при инфильтрации воздуха ниже, а коэффициент теплопередачи выше, чем при отсутствии инфильтрации, т.е. , а k_и > k. Это надо учитывать при создании необходимых комфортных условий в помещении и определении тепловых нагрузок систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Дата добавления: 2015-07-25