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邻室传热量设计管理论文

时间:2020-03-16 05:15:25

一、邻室设计温差的理论计算

邻室设计温差是指当某房间采暖达到设计室温时,考虑到与其相邻房间不采暖而产生邻室传热,采暖与非采暖房间之间的温

差。由傅利叶传热定律可知传热量与传热温差成正比。所以邻室设计温差直接决定了邻室设计热负荷的大小,应合理确定邻室设计温差。

邻室设计温差不易直接确定。本文拟通过建立数学模型,计算邻室得热温差,从而间接确定邻室设计温差。邻室得热温差是指某房间不采暖时,考虑到邻室传热存在,该房间与相邻其采暖房间之间的温差。

1.邻室得热温差的推导

1.1建立数学模型

与非采暖房间相邻的房间可能采暖,也可能不采暖。为了简化计算,对立以下假设:

a.与非采暖房间相邻室的所有采暖房间温度都相同即ti=tn

b.所有非采暖房间温度都相同

1.2推导邻室得热温差

我们知道单一方向的邻室传热量可以通过下式计算:

(1)

Qi:邻室传热量w;Ki:内墙或楼板的传热系数w/m2

Fi:内墙或楼板的面积m2tn:采暖房间的温度,℃

t0:非采暖房间的温度,℃

当热平衡时,非采暖房间的邻室得热量之和等于它的热负荷,即存在式(2)

(2)

式中:α:总耗热量综合系数(建筑总耗热量与室内外温差的比值)W/℃

β:邻室得热综合系数(邻室得热总量与邻室温差的比值)W/℃

tw:室外温度℃,其他参数意义同上

由(2)式可推导出非供暖房间的温度t0和邻室得热温差Δtdr=tn-t0:

(3)

(4)

β的确定

每个房间会有不同数量内墙(本文内墙包括户与户之间的楼板和隔墙),且每个相邻的房间采暖也是相对独立的。所以,β的确定是比较复杂的。作者借助概率的方法,计算邻室得热量综合系数的数学期望。

Ⅰ)用户采暖的概率:

Ⅱ)确定邻室得热量的概率分布

A.当房间有4面内墙时

1)有一面内墙得热即相邻房间中3户不采暖1户采暖

概率:p(1-p)3则邻室得热量综合系数均值:

2)有两面内墙得热即相邻房间中2户不采暖2户采暖

概率:p2(1-p)2邻室得热量综合系数均值:

3)有三面内墙得热即相邻房间中1户不采暖3户采暖

概率:p3(1-p)邻室得热量综合系数均值:

4)四面内墙得热即相邻房间中4户都采暖

概率:p4邻室得热量综合系数均值:

所以,邻室得热量的数学期望为:

同理分别计算当房间有3面、2面内墙时的邻室得热量的数学期望。经计算邻室得热量综合系数的数学期望可表示为:

(5)

其中:N称为邻室得热概率系数(表示当某房间不采暖时,从相邻房间得热的可能性)且

房间有两面分户墙房间有三面分户墙(6)房间有四面分户墙

1.3邻室传热温差

通过以上的推导所求的邻室得热温差是当某房间不采暖时,相邻房间与该房间的温度差。而邻室传热温差是相反的过程,是当某房间采暖时,相邻房间与该房间的温度差。所以本文定义某房间邻室传热温差Δtch为相邻各房间邻室得热温差的最大值。即

Δtch=max[相邻各房间的Δtdr]

1.4邻室设计温差

前面的计算出的邻室传热温差是在存在邻室传热的情况下求得的。当用户采暖时,不存在邻室传热,邻室传热温差为零。所以邻室传热温差的概率分布为:

三、例算

现以天津市较为典型的多层住宅平面图集为依据,选取一6层砖混结构、地北向的住宅,每层共8户,其平面图如图2所示。考虑到部分用户间歇采暖,本例算采用采暖概率为0.7。计算各房间的邻室传热温差和邻室设计温差并列于表2。

1|2

四、邻室设计传热量的确定

前面已经论述了设计温差的计算方法,在确定了邻室设计温差后,可根据(2)式得出邻室设计传热量的计算式:

(8)

其中:Qsh:邻室设计传热量wΔtsh:邻室设计温差℃

γ为邻室传热量综合系数学期望。γ为计算原理与计算步骤与β相同,只是热量传递方向不同。

(9)

M称为邻室传热概率系数且

房间有两面分户墙房间有三面分户墙(6)房间有四面分户墙

q:用户不采暖概率,等于1-p

五、结论

1.在计量供热实施过程中应考虑邻室传热现象的存在。

2.为合理确定散热器负荷,应考虑借助概率统计方法计算邻室传热设计温差。

3.邻室传热设计温差与用户采暖概率、房间热负荷及内墙传热性能有关

六、参考文献

1.按热量计费的住宅供热采暖技术研究,中国建筑科学研究院空气调节研究所,1998

2.石兆玉,关于计量收费的几个技术问题,1998


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