鄰室傳熱量設(shè)計(jì)管理論文
時(shí)間:2022-06-16 02:02:00
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一、鄰室設(shè)計(jì)溫差的理論計(jì)算
鄰室設(shè)計(jì)溫差是指當(dāng)某房間采暖達(dá)到設(shè)計(jì)室溫時(shí),考慮到與其相鄰房間不采暖而產(chǎn)生鄰室傳熱,采暖與非采暖房間之間的溫
差。由傅利葉傳熱定律可知傳熱量與傳熱溫差成正比。所以鄰室設(shè)計(jì)溫差直接決定了鄰室設(shè)計(jì)熱負(fù)荷的大小,應(yīng)合理確定鄰室設(shè)計(jì)溫差。
鄰室設(shè)計(jì)溫差不易直接確定。本文擬通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型,計(jì)算鄰室得熱溫差,從而間接確定鄰室設(shè)計(jì)溫差。鄰室得熱溫差是指某房間不采暖時(shí),考慮到鄰室傳熱存在,該房間與相鄰其采暖房間之間的溫差。
1.鄰室得熱溫差的推導(dǎo)
1.1建立數(shù)學(xué)模型
與非采暖房間相鄰的房間可能采暖,也可能不采暖。為了簡(jiǎn)化計(jì)算,對(duì)立以下假設(shè):
a.與非采暖房間相鄰室的所有采暖房間溫度都相同即ti=tn
b.所有非采暖房間溫度都相同
1.2推導(dǎo)鄰室得熱溫差
我們知道單一方向的鄰室傳熱量可以通過(guò)下式計(jì)算:
(1)
Qi:鄰室傳熱量w;Ki:內(nèi)墻或樓板的傳熱系數(shù)w/m2
Fi:內(nèi)墻或樓板的面積m2tn:采暖房間的溫度,℃
t0:非采暖房間的溫度,℃
當(dāng)熱平衡時(shí),非采暖房間的鄰室得熱量之和等于它的熱負(fù)荷,即存在式(2)
(2)
式中:α:總耗熱量綜合系數(shù)(建筑總耗熱量與室內(nèi)外溫差的比值)W/℃
β:鄰室得熱綜合系數(shù)(鄰室得熱總量與鄰室溫差的比值)W/℃
tw:室外溫度℃,其他參數(shù)意義同上
由(2)式可推導(dǎo)出非供暖房間的溫度t0和鄰室得熱溫差Δtdr=tn-t0:
(3)
(4)
β的確定
每個(gè)房間會(huì)有不同數(shù)量?jī)?nèi)墻(本文內(nèi)墻包括戶與戶之間的樓板和隔墻),且每個(gè)相鄰的房間采暖也是相對(duì)獨(dú)立的。所以,β的確定是比較復(fù)雜的。作者借助概率的方法,計(jì)算鄰室得熱量綜合系數(shù)的數(shù)學(xué)期望。
Ⅰ)用戶采暖的概率:
Ⅱ)確定鄰室得熱量的概率分布
A.當(dāng)房間有4面內(nèi)墻時(shí)
1)有一面內(nèi)墻得熱即相鄰房間中3戶不采暖1戶采暖
概率:p(1-p)3則鄰室得熱量綜合系數(shù)均值:
2)有兩面內(nèi)墻得熱即相鄰房間中2戶不采暖2戶采暖
概率:p2(1-p)2鄰室得熱量綜合系數(shù)均值:
3)有三面內(nèi)墻得熱即相鄰房間中1戶不采暖3戶采暖
概率:p3(1-p)鄰室得熱量綜合系數(shù)均值:
4)四面內(nèi)墻得熱即相鄰房間中4戶都采暖
概率:p4鄰室得熱量綜合系數(shù)均值:
所以,鄰室得熱量的數(shù)學(xué)期望為:
同理分別計(jì)算當(dāng)房間有3面、2面內(nèi)墻時(shí)的鄰室得熱量的數(shù)學(xué)期望。經(jīng)計(jì)算鄰室得熱量綜合系數(shù)的數(shù)學(xué)期望可表示為:
(5)
其中:N稱為鄰室得熱概率系數(shù)(表示當(dāng)某房間不采暖時(shí),從相鄰房間得熱的可能性)且
房間有兩面分戶墻房間有三面分戶墻(6)房間有四面分戶墻
1.3鄰室傳熱溫差
通過(guò)以上的推導(dǎo)所求的鄰室得熱溫差是當(dāng)某房間不采暖時(shí),相鄰房間與該房間的溫度差。而鄰室傳熱溫差是相反的過(guò)程,是當(dāng)某房間采暖時(shí),相鄰房間與該房間的溫度差。所以本文定義某房間鄰室傳熱溫差Δtch為相鄰各房間鄰室得熱溫差的最大值。即
Δtch=max[相鄰各房間的Δtdr]
1.4鄰室設(shè)計(jì)溫差
前面的計(jì)算出的鄰室傳熱溫差是在存在鄰室傳熱的情況下求得的。當(dāng)用戶采暖時(shí),不存在鄰室傳熱,鄰室傳熱溫差為零。所以鄰室傳熱溫差的概率分布為:
三、例算
現(xiàn)以天津市較為典型的多層住宅平面圖集為依據(jù),選取一6層磚混結(jié)構(gòu)、地北向的住宅,每層共8戶,其平面圖如圖2所示??紤]到部分用戶間歇采暖,本例算采用采暖概率為0.7。計(jì)算各房間的鄰室傳熱溫差和鄰室設(shè)計(jì)溫差并列于表2。
1|2
四、鄰室設(shè)計(jì)傳熱量的確定
前面已經(jīng)論述了設(shè)計(jì)溫差的計(jì)算方法,在確定了鄰室設(shè)計(jì)溫差后,可根據(jù)(2)式得出鄰室設(shè)計(jì)傳熱量的計(jì)算式:
(8)
其中:Qsh:鄰室設(shè)計(jì)傳熱量wΔtsh:鄰室設(shè)計(jì)溫差℃
γ為鄰室傳熱量綜合系數(shù)學(xué)期望。γ為計(jì)算原理與計(jì)算步驟與β相同,只是熱量傳遞方向不同。
(9)
M稱為鄰室傳熱概率系數(shù)且
房間有兩面分戶墻房間有三面分戶墻(6)房間有四面分戶墻
q:用戶不采暖概率,等于1-P
五、結(jié)論
1.在計(jì)量供熱實(shí)施過(guò)程中應(yīng)考慮鄰室傳熱現(xiàn)象的存在。
2.為合理確定散熱器負(fù)荷,應(yīng)考慮借助概率統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算鄰室傳熱設(shè)計(jì)溫差。
3.鄰室傳熱設(shè)計(jì)溫差與用戶采暖概率、房間熱負(fù)荷及內(nèi)墻傳熱性能有關(guān)
六、參考文獻(xiàn)
1.按熱量計(jì)費(fèi)的住宅供熱采暖技術(shù)研究,中國(guó)建筑科學(xué)研究院空氣調(diào)節(jié)研究所,1998
2.石兆玉,關(guān)于計(jì)量收費(fèi)的幾個(gè)技術(shù)問(wèn)題,1998
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