Моделирование реэюима совместной работы систем в помещениях различного назначения

Приведенная выше математическая модель, описывающая энергетические показатели совместной работы систем, реализована на ЭВМ в Microsoft Excel. Компьютерная модель включает исходные данные о теплотехнических и геометрических характеристиках помещения, режиме его работы и составляющих тепловой нагрузки. Предусмотрена возможность расчета тепловых потоков, проходящих через вертикальные и наклонные ограждения двух ориентаций, автоматизированный выбор тепло — и влаговыделений от людей и теплопоступлений от искусственного освещения с учетом продолжительности его действия по заданной освещенности.

Вычислительный комплекс включает блок расчета теплообмена в помещении и тепловой мощности СПЛО и СКВ, реализуемый итерацией параметров, блок температурных коэффициентов для расчета изменения радиационной температуры, блоки расчета тепловых потоков, поступающих в помещение, блок расчета годовых расходов холода системами и блоки вспомогательных расчетов, а также базу данных по расчетным и эксплуатационным параметрам наружного климата для Москвы, Новосибирска и Краснодара.

Результаты расчета представлены отдельно для расчетных и отдельно для эксплуатационного режимов работы систем в виде:

— средней за рабочее время холодильной мощности СПЛО отдельно в рабочие и выходные дни и соответствующей площади охлаждающей поверхности;

— средней за рабочее время холодильной мощности СКВ;

— средней за рабочее время радиационной и результирующей температуры в помещении при заданной рабочей температуре воздуха;

— ежечасных значений температуры воздуха в помещении в нерабочее время и холодильной мощности СКВ в рабочее время из условия поддержания заданной рабочей температуры воздуха;

— максимальных суточных значений холодильной мощности СКВ по явному и полному теплу;

— минимальной температуры и теплосодержания приточного воздуха из условия обеспечения требуемой температуры и относительной влажности воздуха;

— общего расхода воздуха из условия ассимиляции нагрузки по полному теплу;

— холодильной мощности для обработки наружного воздуха;

— суммарной холодильной мощности по всем системам;

— продолжительности охладительного периода;

— годового расхода на охлаждение в рабочие и выходные дни и на обработку воздуха;

— суммарного годового расхода холода.

Комплекс позволяет выбрать вариант расположения охлаждающей. поверхности из 8 вариантов на основе сопоставления возможной и требуемой площади охлаждающей поверхности.

Целью расчетов является получение исходных данных при переменном значении доли мощности СПЛО и, соответственно, СКВ в общей охладительной нагрузке. Надо иметь в виду, что расход энергии СПЛО, даже при р—1, представляют собой суммарную величину, так как включает и расход холода на обработку минимального количества наружного воздуха. Последняя величина определяется санитарной нормой наружного воздуха, а расход холода в этом случае связан с обеспечением заданной относительной влажности внутреннего воздуха.

Результаты моделирования режима совместной работы СПЛО и СКВ в читальном зале — помещение №201 (Приложение №2рис. п.5).

Исходные данные:

— площадь 288 м2;

— число читателей 58 (5 м2 на 1 место), состояние покоя;

— удельная мощность искусственного освещения 25 Вт/м2, включение и продолжительность работы освещения переменные и определяются автоматически по порогу наружной освещенности 5000 лк;

— рабочая температура внутреннего воздуха при снижении доли нагрузки на СПЛО до половины максимума и ниже снижается на I °С для обеспечения комфортного сочетания температур;

— теплозащита ограждений принята по СНиП П-3-79* «Строительная теплотехника»;

— санитарная норма воздуха — 30 м3/ч на 1 рабочее место;

— температура поверхности охлаждающей панели составляет 20 °С;

— продолжительность работы помещения и систем — 9 часов в сутки (с 8 до 17 ч. по истинному времени и с 8 до 20 ч. при шести рабочих днях в неделю).

Принят вариант расположения охлаждающей панели в потолке, для всех рассмотренных случаев площадь потолка достаточна с избытком для покрытия нагрузки.

В таблицах 3.8-3.12 приводятся следующие данные в зависимости от отношения д=Qcmc/Qctwoі (Qctwor общая холодильная мощность)

а) В расчетных летних условиях:

— холодильная мощность СПЛО Qcwlo, кВт

— холодильная мощность СКВ QCKe, кВт’,

— суммарная производительность холодильной установки Qx, кВт’,

— требуемый расход воздуха для обеспечения температуры и влажности внутреннего воздуха при минимальной температуре приточного воздуха (состояние близкое к насыщению) Ga, кг/ч;

б) В эксплуатационных условиях:

— суммарный годовой расход холода Огх, кВтч-10 ;

— продолжительность охладительного периода п, сут.

В суммарный расход холода включен: расход холода СПЛО в рабочее время и выходные дни, расход холода на обработку минимального количества наружного воздуха по санитарной норме, расход холода на охлаждение помещения по полному теплу. Те же составляющие образуют холодопроизводительность в расчетном режиме.

Приняты три варианта ориентации фасадов помещения:

1) протяженный фасад на юго-запад, короткий — на северо-восток;

2) протяженный фасад на север, короткий — на восток;

3) протяженный фасад на юг, короткий — на запад.

Результаты расчетов, проведенных для Москвы, Новосибирска и Краснодара, приведены в табл. 3.8-3.10.

Результаты моделирования совместной работы СПЛО и СКВ в помещении офиса (Приложение №2 рис. п. 6)

Исходные данные:

— помещение офиса расположено на 2 этаже 11 -этажного здания;

— размеры помещения: 11,2×6,2 м;

— высота этажа в чистоте — 3,15 м;

— площадь пола и потолка — 69,4 м

о

— площадь наружной стены — 14,9 м ;

— площадь окна — 23,7 м2;

— площадь задней стены — 38,6 м2;

^ 2

— площадь двух боковых стен — по 19,5 м.

Температурные условия — те же, что и в первом помещении.

Тепловая нагрузка помещения складывается из:

-10 человек в состоянии покоя;

— удельной мощности освещения 25 Вт/м2′,

-10 компьютеров (5 из них с ЖК — мониторами), суммарная установочная мощность которых 2500 Вт, коэффициент нагрузки — 0,9.

Санитарная норма свежего воздуха составляет 60 м3/ч на человека.

Рассчитаны те же показатели, что и для первого помещения. Приняты две ориентации второго помещения на юг и на север. Результаты расчетов приведены в табл. 3.11 — 3.12.

Таблица 3.8. Результаты моделирования совместной работы СПЛО и СКВ в читальном зале для вариантов ориентации 1 и 2 и расположении панели в

потолке

Москва

Показатели

Значение величин для отношения мощности СПЛО

Д Qcnnc/Qcnnol

1

0,75

0,5

0,25

0

1

0,75

0,5

0,25

0

Вариант ориентации 1

Вариант ориентации 2

Qcrno

7,81

5,85

3,9

2,03

0

5,33

3,99

2,66

1,41

0

Qckr

0

4,4

8,51

13,51

18,19

0

2,26

5,17

8,66

13,43

Qx

15,8

13,91

14,55

19

21,55

13,4

12,05

10,72

13,4

15,43

Go

2088

2088

3029

4909

6579

2088

2088

2088

3064

4343

Qpot) x

13,03

10,26

8,31

8,77

8,28

6,84

5,43

4Д7

5,21

4,39

Yl

92

92

92

92

92

92

92

92

122

92

Новосибирск

Показатели

Значение величин для отношения мощности СПЛО

Д Qcnnc/Qcn. no!

1

0,75

0,5

0,25 | 0

1

0,75

0,5

0,25

0

Вариант ориентации 1

Вариант ориентации 2

Qcrno

6,74

5,05

3,36

1,75

0

4,59

3,43

2,28

1,21

0

Qckr

0

3,66

7,55

11,97

16,1

0

2,04

4,61

7,69

10,44

Qx

15,26

15,55

13,35

17,53

19,72

13,11

11,96

10,81

12,51

14,36

G0

2088

2088

2622

4288

5765

2088

2088

2088

2647

3776

Qzodx

15,55

12,02

9,38

9,74

9,19

7

5,56

4,25

4,56

4,27

Yl

92

92

92

92

92

92

92

92

92

92

Краснодар

Показатели

Значение величин, п

(ля отношения мощности СПЛО

Л Qcnnc/Qcnnol

1

0,75

0,5

0,25

0

1

0,75

0,5

0,25

0

Вариант ориентации 1

Вариант ориентации 2

Qctuio

7,35

5,51

3,67

1,92

0

5,24

4,03

2,68

1,42

0

Qckr

0

3,7

7,72

12,38

16,7

0

2,29

5,14

8,61

11,76

Ox

20,63

18,79

22,74

22,81

25,16

18,67

17,31

15,96

15,98

20,47

Go

2088

2088

2704

4443

6003

2088

2088

2088

2998

4267

Qpod x

27,95

22,33

18,03

18,53

17,57

16,25

13,45

10,86

11,61

11,02

n

153

153

153

153

153

153

153

153

153

153

при расположении панели в потолке)

Таблица 3.9. Результаты моделирования совместной работы СПЛО и СКВ в читальном зале при двухсменной работе зала с 8 до 20 ч. (вариант ориентации 1

Ориентация 1

Показатели

Значение величин для отношения мощности СПЛО p=Qcmo/Qcwiol

1

0,5

0

1

0,5

0

1

0,5

0

УГосква

Новосибирск

Краснодар

Ох

16,51

13,83

18,89

16,7

14,04

19,08

21,47

18,28

23,14

Go

2088

2645

5601

2088

2613

5508

2088

2422

5269

Qzodx

15,17

9,17

9,37

19,33

11,61

11,43

32,98

20,94

20,89

Таблица 3.10. Результаты моделирования совместной работы СПЛО и СКВ в читальном зале для условий Москвы: для вариантов ориентации 1 и

для вариантов ориентации 2 при расположении панели в полу и в потолке

Москва

Показатели

Значение величин для отношения мощности СПЛО

Р Qcruic/Qcwiol

1

0,75

0,5

0,25

0

1

0,75

0,5

0,25

0

Вариант ориентации 1

Вариант ориентации 2

Qcmo

7,85

5,88

3,91

2,04

0

7,81

6,13

4,09

2,12

0

Qcko

0

4,2

8,72

13,86

18,66

0

3,67

8,22

13,4

18,26

Qx

15,9

13,94

15,1

19,63

22,17

16,24

14,2

14,79

18,88

21,22

Go

2088

2088

3215

5140

6836

2088

2088

3038

4818

6466

Qoodx

13,29

7,45

6,56

8,93

5,6

5,89

n

92

92

92

92

92

92

помещении офиса северной ориентации

Таблица 3.11. Результаты моделирования совместной работы СПЛО и СКВ в

Северная ориентация

Показатели

Значение величин для отношения мощности СПЛО

Qcruio/Qcnno]

1

0,5

0

1

0,5

0

1

0,5

0

Москва

Новосибирск

Краснодар

Qcnno

2,22

1,09

0

1,95

0,97

0

2,42

1,19

0

Qckg

0

2,21

3,34

0

2,03

4,37

0

2,35

5,1

Ох

4,42

3,42

5,43

4,31

3,33

5,15

6,42

5,51

7,57

Go

720

769

1742

720

720

1578

720

830

1866

Qzod x

1,8

1,67

1,07

2,57

1,33

1,44

5,28

2,8

3,65

N

62

62

92

92

92

92

123

92

153

Таблица 3.12. Результаты моделирования совместной работы СПЛО и СКВ в

помещении офиса южной ориентации

Южная ориентация

Показатели

Значение величин для отношения мощности СПЛО

И Qcnno/Qcnno I

1

0,5

0

1 0,5

0

1

0,5

0

УІосква

Новосибирск

Краснодар

Qcnno

4,59

2,28

0

4,44

2,2

0

3,91

1,93

0

Qcko

0

3,98

8,95

0

3,81

8,61

0

3,55

7,96

Qx

6,79

7,15

9,9

6,8

7,07

9,7

7,91

8,19

10,71

Go

720

1673

3391

720

1619

3253

720

720

3016

Qpod x

2,95

2,1

1,66

2,69

0,98

2,46

6,72

3,64

5,02

n

62

62

62

92

31

92

123

92

153

Результаты моделирования при совместной работе СПЛО и СКВ в Москве, Новосибирске и Краснодаре при переменном показателе д представлены в виде диаграмм (рис. 3.1- 3.4).

Рис, З /. Диаграмма холодильной мощности в помещении читального зала при совместной работе СПЛО и СКВ в зависимости от принятой доли мощности СПЛО {і, Москва

Моделирование реэюима совместной работы систем в помещениях различного назначения

Рис. 3.2. Диаграмма холодильной мощности в помещении читального зала при совместной работе СПЛО и СКВ в зависимости от принятой доли мощности СПЛО ;л, Новосибирск

Моделирование реэюима совместной работы систем в помещениях различного назначения

Рис. 3.3. Диаграмма холодильной мощности в помещении читального зала при совместной работе СПЛО и СКВ в зависимости от принятой доли мощности СПЛО pi, Краснодар

Моделирование реэюима совместной работы систем в помещениях различного назначения

Рис.3.4. Диаграмма суммарного годового расхода холода вариантами охлаждения помещения

Из результатов моделирования можно сделать следующие промежуточные выводы:

1. С уменьшением величины ц имеет место нелинейное возрастание Оскв * при этом возрастает суммарная холодильная установочная мощность охлаждающих систем.

2. С уменьшением /z происходит изменение суммарного годового расхода холода на охлаждение и вентиляцию помещения. При этом с уменьшением /и от 1 до 0.5

годовой расход холода уменьшается, а затем остается почти неизменным, несколько уменьшаясь или увеличиваясь.

3. Отмеченные в п. п. 1 и 2 обстоятельства свидетельствуют о наличии оптимума в середине шкалы /л.

4. Внешние климатические условия оказывают существенное влияние на годовое потребление холода. Об этом свидетельствуют данные о расходе холода, расходящиеся в вариантах для разной ориентации помещений и в разных климатических зонах в 2-3 раза.

Posted in ЭФФЕКТИВНОСТЬ СИСТЕМ ПАНЕЛЬНО­ЛУЧИСТОГО ОХЛАЖДЕНИЯ


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *