Теплопритоки через ограждения

Теплопритоки (летом) и теплопотери (зимой), кВт, для данного помещения определяются по формуле:

Q_огр = ∙ F_i ∙ Δ t_i,

где i = 1 - n - номер ограждения;

k_i - коэффициент теплопередачи отдельного ограждения,

Вт/м² ⁰С

F_i - площадь поверхности ограждения; м²;

Δ t_i - разность температур воздуха с обеих сторон

ограждения, ⁰С.

Коэффициенты теплопередачи ограждений для судовых помещений рекомендуется принимать следующими:

k = 0, 93 - 1, 16 - для борта, наружных стенок, подволока и полубака над машинно-котельным отделением;

k = 2, 9 - для палубы над машинно-котельным отделением;

k = 0, 58 - для палубы над рефрижераторными помещениями (трюмами);

k = 4, 65 - для остекленных поверхностей;

k = 0, 46 - 0, 8 - для ограждений рефрижераторных трюмов и провизионных камер.

Для теплоизоляции ограждений судовых помещений используются плиты из пенопласта ФС-7 толщиной до 50 мм, пенополиуретан толщиной 25-30 мм и другие близкие к ним по теплоизоляционным свойствам материалы. Изоляционные конструкции ограждений должны исключать отпотевание внутренних поверхностей ограждений в зимний период; температура внутренних поверхностей ограждений должна отличаться от температуры точки росы t_р, а также и от температуры воздуха в помещении не более чем на 2k

t_ст.п. = t_р + (2÷ 3), ⁰С

t_ст.п. = t_п – 2, ⁰С

Коэффициент теплопередачи борта или стены определяется по формуле

k = ,

где λ _д, λ _из, λ _м, λ _ш, λ _с - коэффициенты теплопроводности соответственно, декоративного покрытия, изоляции, металлической стенки, штукатурки, материала стены, Вт/м∙ ⁰С.

Расчетные величины физических показателей строительных материалов приведены в приложении 4.

С небольшим запасом в расчете термическим сопротивлением декоративного покрытия и металлической стенки можно пренебречь.

При малой подвижности воздуха в помещении α _п = 8÷ 12 Вт/(м² ⁰С). '

Величина коэффициента теплоотдачи от α _н воздуха к наружным поверхностям (борту) определяется по эмпирическим формулам:

При скорости ω < 5 м/с, α _н =6, 16 + 4, 19 ∙ ω ,

при скорости ω > 5 м/с, α _н = 7, 53 ∙ ω ^0.78

где ω - скорость воздуха, м/с, принимаемая равной скорости судна.

Коэффициент теплоотдачи для подводной части борта судна определяется по критериальному уравнению

Nu = 0, 0365 ∙ Re^{0, 8} ∙ Pr^{0, 4},

где Nu = α _н ∙ - критерий Нуссельта;

Ne = v_w ∙ - критерий Рейнольдса;

Pr = - критерий Прандтля;

- определяющий размер, м;

_w - коэффициент теплопроводности воды, Вт/м ∙ ⁰C;

v_w - скорость движения воды, м/с;

= - коэффициент кинематической вязкости, м²/с;

a = - коэффициент температуропроводности, м²/с;

- коэффициент динамической вязкости, кг/(м ∙ с).

Толщина изоляции для недопущения отпотевания внутренней поверхности ограждения может быть определена из формулы удельного теплового потока.

q = ∙ (t_п – t_ст.п) = ,

δ _из = λ _из ∙ ( )

следовательно, толщина δ _из = f(t_ст.п) т.е. определяется по допустимой температуре внутренней поверхности стенки.

Расчетная величина толщины изоляции должна быть не меньше, чем определяемая из условия недопущения отпотевания стенки. В зимнем режиме толщина изоляции больше, чем требуется для недопущения отпотевания поверхности стенки.

Изолированные ограждения стационарных помещений, разделяющие кондиционируемые и охлаждаемые помещения, должны проверяться на отсутствие зоны конденсации влаги внутри изолированной конструкции. Толщина гидропароизоляционного слоя определяется по формуле

δ _г.п = Δ P ∙ μ,

где δ _г.п - толщина гидропароизоляционного слоя, м;

Δ P = 2, 13 (Р_н – Р_п) - сопротивление паропроницанию гидропароизоляционного слоя, м² ∙ ч ∙ Па/кг;

Р_н, Р_п - парциальное давление водяного пара воздуха

снаружи и в помещении, Па;

μ - коэффициент паропроницаемости гидропароизляционного материала, кг/(м² ∙ ч ∙ Па/кг).

Расчетные величины сопротивления паропроницанию R_п = - для некоторых материалов приведены в приложении 4.

Рисунок 6. Теплотехническая характеристика ограждения (борта):

δ _д, δ _из, δ _м - толщины соответственно декоративного покрытия, изоляции и металлического борта, м;

α _п, α _н - коэффициенты теплоотдачи со стороны помещения и снаружи, Вт/(м² ⁰С);

Т_ст.п, Т_ст.н - температура стенки в помещении и снаружи, ⁰С;

q - удельный тепловой поток, Вт/м².

Коэффициенты теплопередачи ограждений стационарных помещений рассчитываются для каждой принятой конструкции ограждения. Коэффициенты теплопередачи остекленных поверхностей могут приниматься следующими:

K_ок = 3 Вт/(м² • К) - для одинарного остеклении;

k_ок = 1, 5 Вт/(м² • К) - для двойного остекления.

Коэффициенты теплоотдачи для ограждений стационарных помещений принимаются в соответствии табл.6.

Расчетные параметры наружного воздуха и воздуха стационарных помещений принимаются по данным литературных источников СНиП II 33-75.

Таблица 6. Коэффициенты теплоотдачи наружные и внутренние.

Род поверхности

α, Вт/(м² С)

Поверхности, соприкасающиеся с наружным воздухом (наружные стены, безчердачные покрытия и др.) Поверхности, непосредственно не соприкасающиеся с наружным воздухом (выходящие на чердак, над холодными подвалами и подпольями) Внутренние поверхности стен, полов, потолков, гладких или со слабовыступающими ребрами, отшение высоты h, которых к расстоянию между гранями соседних ребер а: < 0, 2 Потолки, имеющие ребристую поверхность: с = 0.2 - 0, 3 с > 0, 3

23.26 8, 14÷ 5, 82 8, 72 8, 14 7, 56

Расчетные параметры наружного воздуха и температура забортной воды принимаются в зависимости от разрешенных районов плавания для данного типа судна (ГОСТ 24389-80, СТ СЭВ 1589 -79). Некоторые расчетные параметры приведены в табл. 7. Нормы микроклимата судовых помещений принимаются в соответствии с санитарными-правилами для морских и речных судов СССР, табл. 8, 9.

При расчете изоляции, а также теплопритоков, температура поверхности подводного борта может быть принята при большой величине коэффициента теплоотдачи от борта к воде t_н = t_w -2 °С. При плавании в южных широтах температура поверхности надводного борта, облучаемого солнцем, может быть принята равной +44°С при окраске в черный цвет и +35 °С - в светлые тона; палубы соответственно +55°С и - 45 ^оС.

Таблица 7. Расчетные параметры воздуха и забортной воды.

Расч. условия	Тип судна	t_нл, К (°С)	j_нл, %	t_w_л_,К (°С)	t_нз, К (°С)	j_нз, %	t_w_з, К (°С)
Для судов с неограниченным районом плавания
ОМ	морские суда (с уч. тропиков)	(34)		(30)	(-25)		(0)
ОМ1	Суда смешанного плавания	(30)		(27)	(-23)		- -
ОМ2	Суда внутреннего плавания	(28)		(24)	(-12)		- -
Для судов с ограниченным районом плавания
	Сев. часть Беренгова моря, Чукотское море, Сев. часть Охотского	(12) (15)		(8) (11)	(-40) (-40)		(-2) (-2)
	Сев. часть Японского моря	(25)		(20)	(-23)		(0)

Примечание: индексы н - наружная, л - летняя, з - зимняя,

w - вода.

В соответствие с требованиями Санитарных правил морских судов промыслового флота СССР (1980 г.) в жилых и общественных помещениях должны поддерживаться следующие результирующие температуры РТ с точностью ±2 ¸ 4 °С.

Таблица 8. Расчетные параметры воздуха судовых помещении

Параметры	Расчетные условия
ОМ	ОМ1 ОМ2 О5
Каюты
Относительная влажность j_п, %	40-60
Температура: при кондиционировании воздуха летом t_плк, ⁰С				ниже на 11⁰С t_нл
При вентиляции помещений летом t_плв, ⁰С	На 5 ⁰С выше t_нл	-	-	-
При кондиционировании и отоплении зимой t_пз

Таблица 9. Результирующие температуры, °С

Район плавания	РТ
Летом	Зимой
Ограниченный до 30 ° северной и южной широты	24, 1	-
от 30 ° до 45 ° северной и южной широты	23, 2	19, 2
от 45 ° до 60 ° северной и южной широты	19, 7	18, 1
более 60 ° северной и южной широты	20, 5	19, 0
Неограниченный	24, 1	18, 1

При этом перепад температур наружного воздуха t_н и воздуха помещения t_п не должен превышать значений, приведенных на рис.7.

Рисунок 7. Допустимый перепад температур наружного воздуха

и воздуха помещений

При направленных струях подачи обработанного воздуха в помещение разность температур воздуха не должна превышать 5 °С, при этом в качестве воздухораспредедителя используется решетка. При малой подвижности воздуха в зоне пребывания людей перепад температур воздуха приточного и помещения может быть доведен до 12 °С и в некоторых случаях до 14 - 16 °С; при этом должны использоваться специальные воздухораспределители.

1 234 5 6