Определение тепловой мощности системы воздушного отопления
Система отопления для выполнения возложенной на неё задачи должна обладать определённой тепловой мощностью. Расчётная тепловая мощность системы выявляется в результате составления теплового баланса в обогреваемых помещениях при температуре наружного воздуха tн.р, называемой расчётной, равной средней температуре наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92 tн.р и определяемой для конкретного района строительства по нормам. Расчётная тепловая мощность в течение отопительного сезона используется частично в зависимости от изменения теплопотерь помещений при текущем значении температуры наружного воздуха tн и только при tн.р — полностью.
Изменение текущей теплопотребности на отопление имеет место в течение всего отопительного сезона, поэтому фактическая тепловая мощность системы должна изменяться в широких пределах. Этого можно достичь путём изменения температуры и (или) количества перемещающегося в системе теплоагента.
Этот процесс называют эксплуатационным регулированием.
Система отопления предназначена для создания в помещениях здания температурной обстановки, соответствующей комфортной для человека или отвечающей требованиям технологического процесса.
Температурная обстановка в помещении зависит от тепловой мощности системы отопления, а также от расположения воздухонагревателей и конструкции системы воздухораспределения, теплофизических свойств наружных и внутренних ограждений, интенсивности других источников поступления и потерь теплоты. В холодное время года помещение в основном теряет теплоту через наружные ограждения и, в какой-то мере, через внутренние ограждения, отделяющие данное помещение от смежных, имеющих более низкую температуру воздуха. Кроме того, теплота расходуется на нагревание наружного воздуха, который проникает в помещение через неплотности ограждений естественным путем или в процессе работы системы приточной вентиляции, а также материалов, транспортных средств, изделий, которые холодными попадают в помещение снаружи.
В установившемся (стационарном) режиме потери равны поступлениям теплоты. Теплота поступает в помещение от людей, технологического и бытового оборудования, источников искусственного освещения, от нагретых материалов, изделий, в результате воздействия на здание солнечной радиации. В производственных помещениях могут осуществляться технологические процессы, связанные с выделением теплоты (конденсация влаги, химические реакции и пр.). Кроме того, следует учитывать, что в большинстве случаев при проектировании систем отопления и вентиляции закладывается минимально необходимая кратность воздухообмена, предусмотренная соответствующими нормами и правилами, как для производственных, так и для общественных помещений. Это обуславливает необходимость организации приточно-вытяжной системы вентиляции отапливаемых помещений, и, соответственно, увеличивает расчетную тепловую мощность системы.
Учёт всех перечисленных составляющих потерь и поступления теплоты необходим при сведении теплового баланса помещений здания и определении дефицита или избытка теплоты.
Наличие дефицита теплоты dQ указывает на необходимость устройства в помещении отопления. Избыток теплоты обычно ассимилируется системой вентиляции. Для определения расчётной тепловой мощности системы отопления Qот составляется баланс расходов теплоты для расчётных условий холодного периода года в виде:
Qот = dQ = Qогр + Qи(вент) ± Qт(быт), где Qогр — потери теплоты через наружные ограждения; Qи(вент) — расход теплоты на нагревание поступающего в помещение наружного воздуха; Qт(быт) — технологические или бытовые выделения или расход теплоты.
Методики расчета отдельных составляющих теплового баланса, входящих в формулу, нормируются СНиП.
Основные теплопотери через ограждения помещения Qогр определяют в зависимости от его площади, приведенного сопротивления теплопередаче ограждения и расчетной разности температуры помещения и снаружи ограждения.
Площадь отдельных ограждений при подсчете потерь теплоты через них должна вычисляться с соблюдением определённых нормами правил обмера.
Приведенное сопротивление теплопередаче ограждения или обратная ему величина — коэффициент теплопередачи — принимаются по теплотехническому расчету в соответствии с требованиями СНиП или (например, для окон, дверей) по данным организации-изготовителя.
Расчётная температура помещения обычно задаётся равной расчётной температуре воздуха в помещении tв, принимаемой в зависимости от назначения помещения по СНиП, соответствующим назначению отапливаемого здания.
Под расчётной температурой снаружи ограждения подразумевается температура наружного воздуха tн.р или температура воздуха более холодного помещения при расчёте потерь теплоты через внутренние ограждения.
Как правильно подобрать воздухонагреватель?
Имея необходимые исходные данные и знания, позволяющие производить тепло-технические расчеты, необходимо воспользоваться следующим алгоритмом:
1. Определить величину теплопотерь через ограждающие конструкции.
2. Определить количество тепла, необходимого для нагрева приточного воздуха, с учетом требуемой кратности воздухообмена.
3. Определить количество тепла, выделяемого в помещении (в том числе возвратного при наличии систем рекуперации).
4. Произвести расчет необходимой мощности по приведенной выше формуле.
В случае не возможности самостоятельно провести все необходимые расчеты, или при желании их проверить, необходимо заполнить наш опросный лист и наши специалисты бесплатно произведут для Вас подбор необходимого оборудования.
Примерную зависимость необходимой мощности воздухонагревателя от объемов отапливаемого здания можно увидеть на Графике:
Расчет примерный, дан для территории Челябинской области при следующих условиях:
t наружного воздуха -34 градуса Цельсия
t внутреннего воздуха +16 градусов Цельсия,
Несущая конструкция стены: сэндвич, 150 мм, утеплитель: мин. вата
Система принудительного притока наружного воздуха отсутствует (отопление в режиме полной рециркуляции).
Тепловой насос инверторный Hayward Energyline Pro 7M 16.
6 кВт Document
Супер высокий
СОР до 8,7
Wi-Fi управление
Нагрев и охлаждение
реверсивный режим
12,5 см сенсорный экран
с удобным интерфейсом
Работает даже
Бесшумная работа
на холостом ходу
Инверторная технология
быстрый нагрев и
поддержание температуры
Более производительный
фреон нового поколения R32
2 года гарантии
европейское качество
Расширенная комплектация
антивибрационные прокладки
и зимнее покрытие
Тепловой насос
Hayward EnergyLine Pro Inv – серия полноинверторных реверсивных тепловых насосов, с технологией IN-Tech Full Inverter.
IN-Tech Full Inverter – технология комбинирующая работу инверторного компрессора CPS Mitsubishi и DC инверторного вентилятора. Такое сочетание обеспечивает быстрый нагрев и максимально точное поддержание заданной температуры. При этом экономится до 30% электроэнергии, в сравнении с обычными тепловыми насосами. EnergyLine Pro Inv 7M – идеальный вариант для обслуживания бассейнов, объемом до 70 м
Тепловая мощность 7.9 – 16.6 кВт
Коэффициент производительности 4.6 – 8.7
Хладагент Фреон R32
Питание 220-240В / 50Гц
Тепловой насос
Hayward EnergyLine Pro Inv – серия полноинверторных реверсивных тепловых насосов, с технологией IN-Tech Full Inverter.
IN-Tech Full Inverter – технология комбинирующая работу инверторного компрессора CPS Mitsubishi и DC инверторного вентилятора. Такое сочетание обеспечивает быстрый нагрев и максимально точное поддержание заданной температуры. При этом экономится до 30% электроэнергии, в сравнении с обычными тепловыми насосами. EnergyLine Pro Inv 7M – идеальный вариант для обслуживания бассейнов, объемом до 70 м3. Работая до -12 °C, насос подогревает бассейн до комфортной температуры и значительно продлевает сезон купания!
Тепловая мощность 7.9 – 16.6 кВт
Коэффициент производительности 4.6 – 8.7
Хладагент Фреон R32
Питание 220-240В / 50Гц
Греем воду и экономим
Полноинверторная технология IN-Tech Full Inverter – комплексная работа высокопроизводительного инверторного компрессора Mitsubishi и инверторного вентилятора, с технологией постоянного тока.
Такое сочетание позволяет точно и плавно регулировать мощность теплового насоса, в соответствии с погодными условиями и потребностями Вашего бассейна. Вода быстро нагревается, после чего насос переходит в режим поддержания температуры. Благодаря чему снижается потребление энергии, до 30%, в сравнении с обычным тепловым насосом.
Европейское качество
Насос Hayward EnergyLine Pro Inv имеет европейское качество сборки, с использованием оригинальных деталей Hayward. Изготовлен из прочных, надежных и высококачественных материалов. Нагревательный элемент насоса выполнен из титанового сплава, каркас – из нержавеющей стали. Пластиковый корпус насоса устойчив к УФ-излучению, коррозии и механическим повреждениям.
В режиме поддержания температуры, тепловой насос работает практически бесшумно, +/- 20 дБ в режиме регулирования. Это возможно благодаря инверторному компрессору и вентилятору, которые работают на пониженных оборотах.
Интуитивно понятный интерфейс
Hayward EnergyLine Pro Inv оборудован широким интуитивно-понятным блоком управления c сенсорным дисплеем. Диагональ экрана составляет 12.5 см. Светодиодный дисплей имеет высокую четкость отображения данных в режиме реального времени. Высокоинформативный пользовательский интерфейс позволяет отслеживать данные о температуре и энергопотреблении, управлять режимами работы теплового насоса. Настоящий диагностический инструмент для профессионалов!
Удаленное управление по Wi-Fi
Управляйте насосом прямо со своего смарфона! Мобильное Wi-Fi приложение Smart Temp Inverter позволяет дистанционно управлять и отслеживать работу теплового насоса в режиме реального времени. Контроль температуры воды в бассейне, настройка и корректировка режимов работы, самодиагностика, установка таймера и многое другое – все это доступно в вашем iOS или Android.
Интуитивно понятный интерфейс
Hayward EnergyLine Pro Inv оборудован широким интуитивно-понятным блоком управления c сенсорным дисплеем.
Диагональ экрана составляет 12.5 см. Светодиодный дисплей имеет высокую четкость отображения данных в режиме реального времени. Высокоинформативный пользовательский интерфейс позволяет отслеживать данные о температуре и энергопотреблении, управлять режимами работы теплового насоса. Настоящий диагностический инструмент для профессионалов!
Удаленное управление по Wi-Fi
Управляйте насосом прямо со своего смарфона! Мобильное Wi-Fi приложение Smart Temp Inverter позволяет дистанционно управлять и отслеживать работу теплового насоса в режиме реального времени. Контроль температуры воды в бассейне, настройка и корректировка режимов работы, самодиагностика, установка таймера и многое другое – все это доступно в вашем iOS или Android.
Экологичность
В качестве хладагента насоса Hayward EnergyLine Pro Inv используется фреон нового поколения – R32. Он обладает повышенными охлаждающими свойствами, уменьшая потребление электроэнергии. Благодаря меньшей плотности и вязкости, расход фреона значительно ниже, а производительность насоса – выше.
Фреон R32 – экологичный хладагент, поскольку имеет меньший коэффициент воздействия на глобальное потепление. Нетоксичен и не воспламеняется в стандартных условиях. Подлежит повторному использованию и легко утилизируется.
Габариты теплового насоса
EnergyLine Pro Inv 7M | EnergyLine Pro Inv 9M
EnergyLine Pro Inv 11M | EnergyLine Pro Inv 13M
| Модель | A | B | C | D | E | F | G | H |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| EnergyLine Pro Inv 7M | 1150 | 485 | 868 | 400 | 100 | 815 | 430 | |
| EnergyLine Pro Inv 9M | 1150 | 485 | 868 | 400 | 100 | 815 | 447 | 430 |
| EnergyLine Pro Inv 11M | 1150 | 485 | 1275 | 470 | 98 | 790 | 447 | 430 |
| EnergyLine Pro Inv 13M | 1150 | 485 | 1275 | 470 | 98 | 790 | 447 | 430 |
Параметры тепловых насосов Hayward EnergyLine Pro Inv
| Параметр (ед. измерения) |
EnergyLine Pro Inv 7M | EnergyLine Pro Inv 9M | EnergyLine Pro Inv 11M | EnergyLine Pro Inv 13M |
|---|---|---|---|---|
| Рабочие условия: Воздух – 27°C, Влажность – 78%, Вода – 26°C | ||||
| Максимальная тепловая мощность (кВт) | 16,6 | 20,5 | 23,9 | 30,0 |
| COP | 5,3 | 5,2 | 5,1 | 5,3 |
| Средняя тепловая мощность (кВт) | 10,0 | 12,1 | 16,5 | 20,1 |
| Среднее значение COP | 8,7 | 7,8 | 6,6 | 6,5 |
| Рабочие условия: Воздух – 15°C, Влажность – 71%, Вода – 26°C | ||||
| Максимальная тепловая мощность (кВт) | 12,8 | 16,1 | 18,5 | 22,4 |
| COP | 4,6 | 4,4 | 4,1 | 4,3 |
| Средняя тепловая мощность (кВт) | 7,9 | 9,9 | 11 | 13,6 |
| Среднее значение COP | 6,3 | 5,6 | 5,3 | 5,4 |
| Общие данные для всех рабочих условий | ||||
| Источник питания (В∼/Ф/Гц) | 230∼/1/50 | 400∼/3/50 | ||
| Хладагент | R32 | |||
| Потенциал глобального потепления | 2088 | |||
| Масса хладагента (кг) | 1,1 | 1,3 | 1,8 | 2,1 |
| Масса в тоннах эквивалента СО2 (teq СО2) | 2,3 | 2,7 | 3,8 | 4,4 |
| Гидротехническое соединение (мм) | Соединение 50 | |||
| Уровень звукового давления на 1 м / 10 м (дБ(А)) | 44 – 53 / 27 – 36 | 45 – 56 / 28 – 39 | 46 – 57 / 29 – 40 | 48 – 58 / 31 – 41 |
| Режим разморозки | При инверсии цикла | |||
| Количество вентиляторов / Тип | 1 / Аксиальный | 2 / Аксиальных | ||
| Скорость вращения вентилятора (об/мин) | 500 – 750 | 500 – 900 | 400 – 800 | 400 – 850 |
| Компрессор | Mitsubishi Electric rotary Highly-Hitachi | |||
| Бесшумный режим | Да | |||
| Зимний чехол | Предоставляется | |||
| Функция приоритета обогрева | Да | |||
| Wi-Fi модуль для дистанционного управления | Да | |||
| Блок управления пользователя | Цветной сенсорный экран 12,5 см | |||
| Блок управления с функцией блокировки | Да | |||
| Вес (кг) | 77 | 82 | 110 | 113 |
| Рекомендуемый объем бассейна (м3) | 70 | 95 | 120 | 140 |
Схема подключения
Средняя тепловая мощность компьютера | Малый бизнес
Джон Папевски
Каждое вычислительное устройство производит тепло пропорционально потребляемому им электричеству. ENIAC, один из первых гигантов размером с комнату 1940-х годов, использовал 174 киловатта для работы своих электронных ламп; в наши дни у вас есть примерно столько же вычислительной мощности в вашем карманном калькуляторе. Хотя технологии повысили энергоэффективность компьютеров, тепловыделение по-прежнему является важным фактором для архитекторов и других лиц, планирующих выделенные серверные помещения и общие офисные помещения.
Энергия и тепло
В любой механической или электронной системе израсходованная энергия в конечном итоге превращается в тепло. Автомобильный двигатель, например, преобразует энергию бензина в полезное движение, но трение о воздух, дорогу и механические детали превращает это движение в тепло. Так и с компьютерами: микрочипы в ПК перемещают информацию туда и обратно, но в конце концов электрическая энергия превращается в тепло. Если бы вы измерили производимое тепло и потребляемую энергию, вы бы обнаружили, что они точно сбалансированы.
Физики называют этот принцип «сохранением энергии».
Типы компьютеров
Более быстрые и мощные компьютеры выделяют больше тепла, чем портативные модели меньшего размера. Например, обычный ноутбук при умеренном использовании потребляет 40 Вт электроэнергии и выделяет эквивалентное количество тепла. Для сравнения, малоиспользуемый настольный компьютер потребляет около 100 Вт. Мобильные устройства потребляют гораздо меньше энергии и, соответственно, выделяют меньше тепла; Потребляемая мощность ограничена небольшим, легким аккумулятором. Типичный смартфон, такой как iPhone 4S, потребляет всего несколько ватт при телефонном звонке.
Компоненты и тепло
Большая часть выделяемого им тепла приходится на несколько компонентов внутри компьютера. В настольных ПК микропроцессор получает собственный вентилятор. Сами по себе эти чипы генерируют от нескольких ватт тепла до почти 100 ватт, в зависимости от устройства и приложения.
Графический процессор, отдельный вычислительный чип, также выделяет значительное количество тепла. Экран компьютера является еще одним основным источником тепла, выделяя до 50 Вт для более крупных моделей.
Различия в мощности
Количество выделяемого компьютером тепла зависит от количества выполняемой им работы. На нижнем уровне мобильный телефон выделяет всего несколько милливатт тепла в режиме ожидания, что позволяет экономить заряд батареи. От минимума в 100 Вт средний настольный ПК может достигать 130 Вт при интенсивном использовании. Вентиляторы, используемые в настольных компьютерах и ноутбуках, реагируют на температуру микропроцессора, работая медленнее при небольшом использовании и быстрее при выполнении ресурсоемких вычислительных задач; это сводит к минимуму шум вентилятора и экономит энергию.
Ссылки
- Государственный университет Джорджии: сохранение энергии
- Anandtech: Apple IPhone 4S: тщательный анализ
- Intel: процессоры Intel Core I7 4-го поколения
Писатель Биография
Уроженец Чикаго Джон Папевски имеет степень по физике и пишет с 1991 года. Он внес свой вклад в «Foresight Update», информационный бюллетень по нанотехнологиям от Института Foresight. Он также внес свой вклад в книгу «Нанотехнологии: молекулярные размышления о глобальном изобилии».
Лекция о тепловых условиях
Лекция о тепловых условияхКорнельский университет Ergonomics Web
DEA3500: Окружающая среда: тепловые условия
Тепловые условия
ОСНОВЫ
Одной из первых причин строительства было создание укрытия от непогоды. Стремление сохранить сухость и тепло/или прохладу (в зависимости от климата) породило множество архитектурных форм, которые эволюционировали, чтобы повысить непроницаемость оболочки здания для природных условий, а с помощью инженерной защиты окружающей среды мы можем создавать собственные внутренние условия окружающей среды. . Базовая модель теплового режима (вставьте модель)
КОРПУС
Наши живые тела выделяют тепло, потому что мы гомотермические (теплокровные) существа. Скорость, с которой вырабатывается тепло, зависит в первую очередь от скорости нашего метаболизма.
Скорость метаболизма = наша способность вырабатывать тепло в основном зависит от уровня нашей мышечной активности. Часть энергии, генерируемой мышечной деятельностью, будет непосредственно преобразована в работу (сила х расстояние), а избыточная энергия будет рассеиваться в виде тепла.
Единицы Мет – Каждый из нас в этом классе производит около 1 Мет (1 единица скорости метаболизма) отработанного тепла.
Поскольку, как мы увидим, теплообмен с окружающей средой происходит в основном через кожу, метрическая единица определяется как тепловой энергией, так и площадью поверхности.
1 мет = 58,2 Вт/м2 (единицы СИ)
= 18,4 БТЕ/ч/фут2
(т.е. 58,2 х 3,412/10,76 = 198,5784/10,76 = 18,4
1 ватт = 3,423 БТЕ/ч
1 м2 = 10,76 фут2
1 БТЕ = количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 фунта (1 пинты) воды
на 1 ГРАДУС F = тепло, выделяемое одной стандартной деревянной спичкой. Каждый квадратный метр тела выделяет около 19 спичек в час.
Для повышения температуры 1 фунта воды с 32F до 212F требуется 180 БТЕ (т.е. 212-32=180)
ПЛОЩАДЬ ПОВЕРХНОСТИ ТЕЛА
Площадь Дюбуа: площадь поверхности кожи «среднего» взрослого человека составляет 1,8 м2 (1,8 х 10,76 = 190,368 футов2)
Общее производство тепла «средним» человеком в состоянии покоя в час составляет 58,2 х 1,8 = 104,76 = 105 ватт (18,4 х 19,368 = 356,37 = 356 БТЕ в час).
Площадь Дюбуа обычно колеблется от 1,3 м2 (14 футов2) до 2,2 м2 (23,7 футов2), и в любых условиях тепло, выделяемое взрослыми людьми, ведущими малоподвижный образ жизни, будет варьироваться от 75,66 Вт (271 БТЕ) на 1,3 м2 до 128 Вт (459 БТЕ) на 2,2 м2.
| Активность | Скорость метаболизма, а (метр. ед.), б |
|---|---|
| Лежащая | 0,8 |
| Сидя тихо | 1,0 |
| Сидячая деятельность (офис, жилище, лаборатория, школа) | 1,2 |
| Стоя, расслабленно | 1,2 |
| Легкая активность, стоя (торговля, лаборатория, легкая промышленность) | 1,6 |
| Средняя активность, стоя (продавец, домработница, машинная работа) | 2.0 |
| Высокая активность (тяжелая машина работа, гаражные работы) | 3,0 |
а) Для средней теплопродукции всего тела в ваттах и БТЕ в час (см. текст курса)
b) Один метр = 58,2 Вт/м2 = 18,4 БТЕ/ч фут2
В этой комнате с 40-50 телами одно только отработанное тепло тел эквивалентно сжиганию огня мощностью 4-5 кВт! В большинстве зданий проблема заключается в охлаждении, а не в обогреве большую часть года.
До сих пор мы говорили о людях как источниках тепла. Теперь давайте посмотрим на меры тепла в окружающей среде.
Как измеряется тепловая мощность для людей?
В состоянии покоя 20-30% тепла тела производится мышцами. Во время интенсивной физической нагрузки в течение примерно 1 минуты теплоотдача от мышц может быть в 40 раз больше, чем от всех других тканей. Степень мышечной активности является одним из наиболее важных способов, которыми тело регулирует свою температуру.
ИЗМЕРЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ УСЛОВИЙ
Основы психрометрии (после освоения можно понять температурный комфорт и вентиляцию (HVAC))
Влияние атмосферы на наше ощущение температурных условий зависит от взаимодействия тепла, влаги и воздуха. Изучение взаимодействия этих компонентов называется психрометрией (наукой о влажном воздухе).
Теплота (энтальпия) = сумма внутренней энергии тела и произведение его объема на давление)
Энтальпия = явная теплота + скрытая теплота
Явное тепло = тип тепла, повышающий температуру воздуха, т. е. электрический огонь.
Скрытое тепло = тепло, присутствующее при увеличении влажности воздуха, т.е. при кипячении чайника или использовании парового увлажнителя. (Для испарения 1 фунта воды при 212F требуется 1061 БТЕ, что приблизительно
в 6 раз больше энергии, необходимой для нагревания 1 фунта воды с 32°F до 212°F). Эта влага в воздухе
не обязательно изменяет температуру воздуха, но содержащаяся в нем тепловая энергия может выделяться при конденсации этой влаги (скрытая теплота парообразования).
Воздух – с повышением температуры воздуха увеличивается его объем и повышается его способность удерживать влагу.
Более теплый воздух менее плотный (из-за увеличения объема) и поднимается вверх.
При понижении температуры воздуха его объем уменьшается, а его способность удерживать влагу уменьшается.
Более холодный воздух более плотный (из-за меньшего объема) и падает.
Влажность – количество (масса) влаги, присутствующей в воздухе при данном объеме и температуре, называется абсолютной влажностью или влагосодержанием. Чаще мы говорим о соотношении влажности или относительной влажности воздуха.
ИЗМЕРЕНИЕ ТЕПЛОВОГО ФАКТОРА
Измерение температуры
Температура воздуха (ta) – перевод из градусов C (C) в градусы F
(Ф)
(С/5 х 9) + 32
0 32 100 212
Обычно измеряется стеклянным ртутным термометром.
Для оценки температуры воздуха в помещении ее следует измерять в центральном месте и примерно на уровне лица (избегая яркого солнечного света или других асимметричных источников тепла). Вертикальные эффекты особенно проблематичны в зданиях.
Средняя температура излучения (MRT) — это средняя температура поверхностей в кубическом помещении.
Средняя лучистая температура может быть выше или ниже температуры воздуха в помещении. Средняя лучистая температура (tr) — это однородная температура поверхности воображаемого ограждения, при которой лучистый теплообмен между этим ограждением и человеком был бы равен лучистому обмену в реальной среде.
Температура излучения плоскости (tpr) — равномерная температура поверхности помещения, в котором падающий лучистый поток на одну сторону небольшого плоского элемента такой же, как и в реальной среде.
Асимметрия радиационной температуры ((дельта) D tpr) – это разница между лучистой температурой двух противоположных сторон небольшого плоского элемента.
Рабочая температура – среднее значение температуры воздуха и МРТ. Оперативную температуру обычно определяют с помощью шарового термометра, расположенного на уровне туловища.
ИЗМЕРЕНИЕ СРЕДНЯЯ ТЕМПЕРАТУРА ИЗЛУЧЕНИЯ
Шаровой термометр.
Он состоит из тонкостенной медной сферы, окрашенной в черный цвет, содержащей термометр с колбой в центре сферы (обычно диаметром 150 мм). Глобусный термометр подвешивают и дают ему достичь теплового равновесия с окружающей средой (обычно 20 минут). При использовании дальнего внутреннего шара время установления равновесия составляет 6 минут, а при использовании термопары вместо ртутного термометра время составляет 10 минут. Равновесная температура зависит как от конвекции, так и от переноса излучения, однако за счет эффективного увеличения размера колбы термометра коэффициент переноса конвекции снижается, а эффект излучения пропорционально увеличивается. В равновесии чистый теплообмен равен нулю.
Из-за местных конвективных воздушных потоков температура земного шара (tg) обычно находится между температурой воздуха (ta) и истинной средней лучистой температурой (tr). Чем быстрее воздух движется над сферическим термометром, тем ближе tg приближается к ta. NB. Если движение воздуха равно нулю, tg = tr.
ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ТЕМПЕРАТУРА ПОВЕРХНОСТИ (теплопроводность)
Все поверхности изготовлены из материалов, проводящих тепло с разной скоростью (теплопроводность). Наши тепловые ощущения не являются хорошими индикаторами температуры поверхности, а скорее мы ощущаем скорость потери или притока тепла, т.е. в термостабильных условиях кафельный пол будет казаться холоднее, чем пол с ковровым покрытием, даже если они имеют одинаковую температуру поверхности, потому что плитка имеет более высокую теплопроводность, чем ковер. Температуру поверхности можно измерить термометрами, помещенными в непосредственный контакт с исследуемой поверхностью.
Поверхности могут быть значительным источником дискомфорта.
ВЛАЖНОСТЬ
Влажность (абсолютная влажность) относится к сырости/влажности воздуха в виде водяного пара, т.е. к массе водяного пара, присутствующей в единице объема воздуха (влажность).
В единицах СИ выражается в граммах воды на кубический метр воздуха или пространства. (454 грамма = 1 фунт/1 м3 = 1,308 ярда3 = 0,027 унции/ярд3). В обычный день влажность остается довольно постоянной, но значительно изменяется относительная влажность.
ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ВЛАЖНОСТЬ имеет более практическое значение.
RH = отношение массы водяного пара, присутствующего в воздухе при данной температуре, к максимальному содержанию водяного пара в этом воздухе при данной температуре.
Относительная влажность – это отношение преобладающего парциального давления водяного пара
к давлению насыщенного водяного пара при преобладающей температуре. Обычно говорят о %RH
Если воздух содержит максимальное количество водяного пара, он имеет относительную влажность 100% и называется НАСЫЩЕННЫМ. Такая ситуация очень необычна внутри зданий, за исключением очень холодных поверхностей, например дыхание на холодном зеркале.
Точка росы – это температура, при которой атмосферный водяной пар начинает конденсироваться при охлаждении воздуха – основная проблема конденсации в зданиях.
При снижении температуры воздуха ночью максимальное содержание пара в воздухе падает, хотя фактическое содержание пара остается постоянным, а относительная влажность увеличивается.
Когда воздух охлаждается настолько, что максимальное содержание пара = фактическому содержанию пара, тогда относительная влажность = 100% и вода начинает конденсироваться из воздуха, образуя росу, особенно на уровне земли (поскольку земля холоднее окружающего воздуха). Эта температура воздуха называется точкой росы (будь то внутри или снаружи). Когда температура воздуха продолжает падать, роса замерзает, образуя иней. (Внутри зданий обычно образуется роса или иней на самых холодных поверхностях, например, на окнах).
При повышении температуры воздуха максимальное содержание пара увеличивается, а при повышении температуры воздуха при постоянном содержании влаги относительная влажность уменьшается. (RH измеряется с помощью пращевого психрометра (вихревого гигрометра) или гигрометра). будет описано позже.
ДАВЛЕНИЕ ПАРОВ
Молекулы жидкости, такой как вода, находятся в постоянном движении. По мере повышения температуры движение становится более лихорадочным, например. обратите внимание на пузырение / выплевывание на поверхность кипящей воды, и в конечном итоге некоторые из них вырываются в воздух. Эти молекулы создают давление (давление пара) в воздушном пространстве над жидкостью, и по мере повышения температуры жидкости давление пара увеличивается (например, кипящая кастрюля с водой может поднять крышку). Для любой жидкости существует максимальное давление при любой температуре, и это называется ДАВЛЕНИЕМ НАСЫЩЕННОГО ПАРА (ДНП). SVP = 100% влажный воздух, над которым конденсируется избыток водяного пара. Объясните таблицу SVP.
Информация о температуре воздуха, относительной влажности и либо содержании влаги, либо SVP позволяет легко рассчитать точку росы.
напр. Если воздух имеет температуру 20°C и относительную влажность 40%, какова будет точка росы?
i) По методу содержания влаги: при 20°С воздух может содержать 17,118 г/м3 воды.
40% от 17,118 г/м3 = 6,847 г/м3
Воздух при температуре 5,2°C может содержать 6,847 г/м3, и это точка росы.
ii) По методу SVP: при 20°C SVP = 2338 Н/м2
40% от 2338 = 935 Н/м2
из таблицы, 935 Н/м2 = СВП для 6С
точка росы примерно 6°C (что немного выше фактической точки росы).
ИЗМЕРЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ
Гигрометры (иногда называемые психрометрами) Эти приборы измеряют относительную влажность. Наиболее часто используемые инструменты:
Влажные и сухие термометры (вихревые гигрометры, пращевые психрометры)
Состоит из сухого (Td) и смоченного (Tw) термометров. Два термометра считываются и разница отмечается.
Td – Tw = Tdiff
Температура смоченного термометра обычно будет ниже, потому что вода забирает тепло из окружающей среды (включая колбу термометра) для обеспечения скрытой теплоты для испарения воды (скрытая теплота парообразования).
По температуре сухого термометра и разности температур можно определить относительную влажность в процентах из
стол. Это быстрый и точный способ измерения относительной влажности. Другие устройства для измерения относительной влажности включают:
Гигрометр точки росы – состоит из простой стеклянной трубки диаметром около 25 мм с тщательно отполированной никелевой крышкой. Чтобы использовать это:
i) измеряется температура воздуха.
ii) в трубку наливается эфир на глубину 25 мм (чтобы покрыть колбу термометра).