Тепловой баланс теплопотерь и теплопоступлений помещения

Сопоставление теплопотерь и теплопоступлений в тепловом балансе зданий, сооружений и помещений с постоянным тепловым режимом для поддержания температуры на заданном уровне

В зданиях, сооружениях и помещениях с постоянным тепловым режимом для поддержания температуры на заданном уровне, в течение отопительного периода, сопоставляют теплопотери и теплопоступления в расчетном установившемся режиме.

В помещении, в котором поддерживается постоянный (стационарный, не меняющийся во времени) тепловой режим, должен соблюдаться тепловой баланс (это следует из закона сохранения теплоты):

∑Q = 0 или Q_пост - Q_пот = 0 или Q_изб = 0

Даже если бы в помещении не было систем обеспечения микроклимата, то есть систем отопления и вентиляции, баланс тепла все равно бы соблюдался, просто баланс существовал бы при температурах внутреннего воздуха, неприемлемых для человека. Наличие систем отопления и вентиляции позволяет обеспечить тепловой баланс при требуемой температуре внутреннего воздуха. Таким образом, если при расчетной температуре внутреннего воздуха баланс не наблюдается, то есть имеют место избытки или недостатки теплоты, система вентиляции должна скорректировать баланс, введя в помещение точно такое же количество теплоты, но с противоположным знаком:

Q_ве = - Q_изб

Таким образом, для определения расчетной тепловой (холодильной или отопительной) способности системы следует произвести расчет избытков теплоты в помещении путем суммирования всех теплопоступлений и теплопотерь с учетом знака (теплопотери учитываются со знаком “минус”). Отметим, что термины теплопоступлений и теплопотери отражают лишь направление потоков теплоты: теплопоступления – это поток теплоты внутрь помещения, а теплопотери – поток теплоты из помещения.

Учитывая наличие знака “минус” перед значением тепловых потерь, результат суммирования теплопоступлений и теплопотерь может оказаться как положительным, так и отрицательным. В первом случае говорят об избытках теплоты в помещении, а во втором случае – о недостатках теплоты. Два термина опять-таки используются исключительно ради того, чтобы не упоминать все время действительный знак результата вычислений.

Если в помещении выделяется влага, что обычно и бывает в общественных зданиях (влага, поступающая от людей), то избытки и недостатки теплоты в помещении подсчитываются раздельно для явного и для полного тепла.

Для общественных зданий характерно наличие водяной системы отопления с местными нагревательными приборами. Такая система является постоянно действующей и работает круглые сутки, в отличие от систем дежурного отопления промышленных зданий, которые могут отключаться в рабочее время (в первую очередь это касается систем воздушного отопления). Тепловой же баланс для промышленного здания обычно составляется без учета теплопоступлений от отопления, так как вопрос о выборе типа системы отопления и ее режима работы решается позднее.

Результаты расчета теплового баланса используются для расчета воздухообмена по тепловым избыткам.

В производственных помещениях теплопоступления от оборудования рассчитываются при их минимальном напряжении. В жилых зданиях учитываются бытовые теплопоступления и теплопоступления от солнечной радиации. Тепловая напряженность отопительных установок помещения Q_оп для компенсации дефицита тепла равняется:

Q_оп = Q_пот - Q_пот,

где:

Q_пост и Q_пот - теплопоступления и теплопотери в помещении в заданный промежуток времени.

В производственных помещениях теплопотери могут быть меньше теплопоступлений и в этом случае система отопления не предусматривается.

В теплый период года, когда отсутствуют теплопотери, тепловой баланс состоит только из теплопоступлений. Теплопоступления от солнечной радиации учитываются в тепловом балансе круглый год.

В переходный период года – теплопотери и теплопоступления пересчитываются на наружную температуру воздуха +8 °С, а теплопоступления от солнечной радиации принимаются в размере 50 % от теплопоступлений для теплого периода года.