Авторы: Дусяров Акмал Саъдуллаевич, Яхшибоев Шухрат Комилович, Ражабов Сардор Илхомович

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №10 (114) май-2 2016 г.

Дата публикации: 19.05.2016

Статья просмотрена: 36 раз

Библиографическое описание:

Дусяров А. С., Яхшибоев Ш. К., Ражабов С. И. Свойства энергетического поля солнечной радиации, теплопоступления в помещение от солнечной радиации // Молодой ученый. — 2016. — №10. — С. 196-197.



Выделим некоторые наиболее важные для гелиотехнических разработок свойства энергетического поля солнечной радиации, создаваемого в окрестностях строительных объектов как на поверхности планеты, так и в окружающем пространстве [1]:

– спектральный состав электромагнитных волн, соответствующий высокотемпературного источника, основная энергия которого переносится в диапазоне от 0,3 до 3,0 мкм;

– анизотропность поля излучения;

– периодичность и изменчивость направления и энергетического уровня потоков радиации во времени и пространстве для большинства вращающихся объектов и систем, например системы «Земля-здание»;

– взаимодействие с облучаемой конструкцией по поверхности облучения и в пределах глубины лучепрозрачного слоя;

– способность поглощаться строительными материалами с выделением теплоты.

Именно эти свойства как будет показано ниже, и определяют специфику гелиотехнического конструирования зданий и солнечных термостатирующих систем для них.

Дадим основных определения, необходимые для дальнейшего рассмотрения вопроса.

Радиация, поступающая к ограждениям облучаемого объекта в виде потока параллельных лучей, исходящих от диска солнца, называется прямой солнечной радиацией S [2]. Часть радиации, рассеянная атмосферой, поступает к ограждениям зданий и сооружений в виде диффузных потоков от небесного свода и называется рассеянной солнечной радиацией D. Общее поступление на наружные ограждения прямой, рассеянной и отраженной от окружения (D') радиации в актинометрии называют суммарной радиацией

(1)

Часть радиации, взаимодействуя с ограждениями объекта и отражаясь в окружающее пространство, образует отраженную коротковолновую радиацию R'. Остальная часть суммарной радиации образует поглощенную коротковолновую радиацию, пропорциональную коэффициенту поглощения ρ. Баланс коротковолновой радиации наружных ограждений может быть представлен в виде.

(2)

Отражательная способность ограждения характеризуется величиной интегрального альбедо поверхность A, %, определяемой отношением отраженной к поступающей суммарной радиации:

(3)

а коэффициент поглощения коротковолновой радиации коэффициенту тепловой черноты . Остальная часть отражается. Ограждения

(4)

Наряду с коротковолновой солнечной радиацией к строительному объекту на поверхности планеты, окруженной газовой оболочкой, поступает длинноволновое излучение атмосферы , называемое в актинометрии также тепловым противоизлучением. [2] Часть длинноволнового теплового противоизлучения атмосферы поглощается ограждением пропорционально строительных объектов, имеющие температуру выше абсолютного нуля, сами излучают в длинноволновом спектре — это так называемое собственное излучение ограждения . Основную часть (99 %) теплового излучения атмосферы и конструкций составляют электромагнитные волны ИК — диапазона длиной от 4 до 40 мкм.

Баланс длинноволнового излучения называется эффективным излучением ограждения . Актинометрическое определение эффективного излучения не совпадает с трактовкой эффективного излучения в теплотехнике. [2]

Величина, характеризующая приход-расход лучистой энергии в коротковолновом и длинноволновом спектре, представляет собой остаточную радиацию,

(5)

Для жилых зданий учет теплового потока, поступающего в комнаты и кухни в виде бытовых тепловыделений, производится согласно СН и П 2,04,05–86 в количестве 21 Вт на 1м2 площади пола, т. е.

(6)

где — площадь пола рассматриваемого отапливаемого помещения, м2.

В общественных, административных и производственных зданиях источниками дополнительных теплопоступлений могут быть: люди, искусственное освещение, электрооборудование, технологическое оборудование, нагретые материалы, солнечная радиация и пр. [3]

При расчете мощности отопительной установки учитывают только явные (т. е. излучением и конвекцией) тепловыделения, Вт, которые определяют по формуле

(7)

где — коэффициент, учитывающий интенсивность выполняемой человеком работы, равный для легкой работы 1, средней — 1,07, тяжелой — 1,15; — коэффициент, учитывающий теплозащитный свойства одежды и равный для легкой одежды 1, для обычной одежды-0,66, для утепленной-0,5; — подвижность воздуха в помещении (в жилых и административных зданиях ); - температура помещения.

При искусственном освещении работающем электрическом производственном оборудовании тепловыделения, Вт, равны

(8)

где - коэффициент, учитывающий фактически затрачиваемую мощность, одновременность работы электрооборудования, долю перехода электроэнергии в теплоту, которая поступает в помещение (в зависимости от технологического процесса); для электрических светильников ; - мощность осветительных приборов силового оборудования, Вт.

Поступление теплоты в помещение от нагретых материалов , Вт, и изделий, а также от горячих газов, подающих в помещение, можно подсчитать по формуле

Qм=Gм·c·B(tв-tм), (9)

если подставлять в нее разность температур (-). [3]

Тепловой поток от нагретых поверхностей работающего технологического оборудования следует принимать по данным технологического проекта, данным тепловых испытаний теплопотребляющего оборудования или подсчитывать, используя законы и формулы теории теплообмена. Основную трудность в последнем случае составляет определение коэффициента теплоотдачи от нагретой поверхности за счет естественной конвекции, который во многих практически важных случаях неизвестен. Поэтому для ориентировочных расчетов теплового потока, Вт, можно использовать формулы: для печей, в которых сжигается твердое, жидкое или газообразное топливо

. (10)

для электрических печей

(11)

где - низшая теплота сгорания топлива, Дж/кг; - расход топлива, кг/с; - установочная мощность печей, кВт; - доля теплоты от или , выделяющаяся в помещение; для электрических печей , для других - коэффициент одновременности работы установленных печей (по данным технологического проекта). [3]

При наличии над печами вытяжных зонтов тепловыделения в помещение учитываются с коэффициентом 0,3 от величин, полученных по формулам (9) и (10).

Теплопоступления от солнечной радиации , Вт, учитывают при определении мощности отопительных установок только в районах с преобладанием зимой солнечной погоды для помещений с окнами, обращенными на юг. На практике этот учет осуществляется уменьшением теплопередача отопительных приборов для экономии топлива.

Литература:

  1. Селиванов Н. П. «Энергоактивные солнечные здания».- М.: Знание. (сер. Стр-во и архитектура), 1982, № 2.
  2. Кондратьев К. Я. «Актинометрия». — Л.: Стройиздат, 1965.
  3. К. В. Тихомиров, Э. С. Сергеенко «Теплотехника, газоснабжение и вентиляция». Москва Стойиздат 1991 ст. 114
Основные термины (генерируются автоматически): солнечной радиации, поля солнечной радиации, солнечной радиацией, энергетического поля солнечной, суммарной радиации, коротковолновой радиации, Часть радиации, уровня потоков радиации, Баланс коротковолновой радиации, поглощения коротковолновой радиации, часть суммарной радиации, данным технологического проекта, солнечной радиацией d, коротковолновой солнечной радиацией, прямой солнечной радиацией, теплового потока, поверхности планеты, теплового излучения атмосферы, коротковолновую радиацию, эффективного излучения.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос