Тепловой баланс расчетного помещения составляется для определения избытков или недостатков тепла, которые должна компенсировать система вентиляции.
В помещении, в котором поддерживается постоянный (стационарный, не меняющийся во времени) тепловой режим, должен наблюдаться тепловой баланс (это следует из закона сохранения теплоты)
∑Q = 0 или Qпост – Qпот = 0 или Qизб = 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
Qве = – Qизб
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, как показано на рисунке 1.
Рис 1. Теплопоступления и теплопотери в помещение общественного здания
(к расчету избытков теплоты)
Можно сказать, что теплопотери – это отрицательные теплопоступления. Два термина используются лишь для того, чтобы в разговорной речи и при записи большинства расчетных зависимостей не указывать знаком "минус" перед значением тепловых потерь.
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.
Таблица теплового баланса составляется для трех периодов года по форме, приведенной в конце данного раздела. Это типовая форма, в которой подсчитываются избытки или недостатки теплоты, которые должна компенсировать система вентиляции.
Если в помещении выделяется влага, что обычно и бывает в общественных зданиях (влага поступает 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. Поэтому обычно при составлении таблицы теплового баланса общественных зданий предполагается, что система отопления будет работать, и тепловые поступления от нее включаются в одну из колонок графы "теплопоступления". 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.
Тепловой баланс общественного здания обычно складывается из типовых составляющих, рассмотренных в разделе "Поступление вредностей" и приведенных на рисунке 6.1. Конечно, теплопотери через ограждения имеют место только в холодный и переходный период года, а поступления теплоты от солнечной радиации обычно учитываются только в теплый период года. Кроме того, если теплопоступления от солнечной радиации через остекление больше расчетных теплопоступлений от освещения, то при подсчете избытков теплоты учитываются только они, а если меньше – только теплопоступления от освещения.
Результаты расчета теплового баланса используются для расчета воздухообмена по тепловым избыткам.
Таблица — Тепловой баланс
| Наименование помещения, объем | Период года | tв, °С | Теплопотери, Вт | Теплопоступления, Вт (полное/явное) | Избытки, Вт | Недостатки, Вт | Теплонапряженность, Вт/м3 | ||||||
| через наружные ограждения | на инфильтрацию | всего | от людей | от освещения | от СР через покрытие | от системы отопления | всего | ||||||
| , V = м3 | ХП | ||||||||||||
| ПП | |||||||||||||
| ТП |
Таблица — Тепловой баланс
| Период года | Теплопоступления, Вт | Поступления вр. веществ, г/ч | |||||||
| Солнечная | Освеще-ние | Оборудо-вание | От людей | Расчётные | Влага | СО2 | |||
| радиация | Qосв | Qоб | г/ч | г/ч | |||||
| Qс | Явные | Полные | Явные | Полные | |||||
| Qл | Qлhf | Q | Qhf | ||||||
| Тёплый | |||||||||
| Переходный | |||||||||
| Холодный |