Đang tải... (xem toàn văn)
Tính toán thông gió: Thu nhiệt do bức xạ mặt trời
C. THU NHIỆT DO BỨC XẠ MẶT TRỜILượng nhiệt này chỉ tính cho mùa hè, còn mùa đông không cần phải tính.I. Thu nhiệt bức xạ mặt trời truyền qua cửa kính. Bức xạ mặt trời truyền qua cửa kính được tính theo công thức: Qbxkính = τ1τ2τ3τ4 qbxFkính [ kcal/h] Trong đó: + τ1: hệ số trong suốt của kính (cửa kính 1 lớp τ1 = 0,90) + τ2: hệ số mức độ bẩn mặt kính (mặt kính đứng 1 lớp τ2 = 0,80) + τ3: hệ số che khuất bởi cánh khung cửa (cửa sổ 1 lớp kính thẳng đứng khung nhôm τ3 = 0,75 ÷ 0,79) + τ4: hệ số che khuất bởi hệ thống che nắng (kính sơn trắng đục τ4= 0,65 ÷ 0,80) + Fkính: diện tích phần kính chịu bức xạ của mặt trời, (m2) + qbx: cường độ bức xạ mặt trời trên mặt phẳng chịu bức xạ tại thời điểm tính toán, (Kcal/m2h) Vì mặt trời mọc ở phía đông, năng lượng mặt trời truyền qua cửa kính sẽ rất cao trong khoảng 8-9h sáng và giảm dần vào buổi trưa và buổi chiều, còn ở phía nam bức xạ mặt trời lớn nhất vào lúc trưa 12h, ở phía tây nhiệt bức xạ mặt trời sẽ ngược lại với phía đông, nó đạt được cực đại vào lúc 15- 16h, phía bắc sẽ nhận ít năng lượng mặt trời hơn vào lúc 9h và 15h. Còn bức xạ ở trên mặt bằng tra vào lúc 12h. Dựa vào bảng số liệu tra trực xạ trên mặt bằng và mặt đứng 8 hướng (W/m2) của thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An, ta có:+ Bức xạ mặt trời trên mặt bằng, tra vào lúc 12-13 h, ta có: )(W/m33,896392492883732876=++=++=bxbxbxbxqqqq + Bức xạ mặt trời ở mặt đứng hướng Đông, tra vào lúc 8-9h, ta có:)(W/m66,533355154150932876=++=++=bxbxbxbxqqqq+ Bức xạ mặt trời ở mặt đứng hướng Tây, tra vào lúc 15-16h, ta có:)(W/m577362159052032876=++=++=bxbxbxbxqqqq+ Bức xạ mặt trời ở mặt đứng hướng Bắc, tra vào lúc 15h, ta có: )(W/m33,10233113314332876=++=++=bxbxbxbxqqqq+ Bức xạ mặt trời ở mặt đứng hướng Nam, tra vào lúc 12h, ta có: qbx = 73 (W/m2) I.1. Hướng bắc.)/(09.961860.33,102.24.8,0.79,0.8,0.9,0.10 34321hKcalFqQBkínhbxBbxkính===−ττττ* Chú ý: 1kw = 103 W 1kw = 860 kcal/hI.2. Hướng nam.)/(37,411860.73.4,14.8,0.79,0.8,0.9,0.10 34321hKcalFqQNkínhbxNbxkính===−ττττI.3. Hướng đông.)/(80,5145860.66,533.64,24.8,0.79,0.8,0.9,0.10 34321hKcalFqQDkínhbxDbxkính===−ττττI.4. Hướng tây.)/(47,2673860.577.84,11.8,0.79,0.8,0.9,0.10 34321hKcalFqQTkínhbxTbxkính===−ττττVậy tổng lượng bức xạ truyền qua cửa kính là: =kín hb xQ 9191,73 (Kcal/h)II. Thu nhiệt bức xạ mặt trời truyền qua mái. Được tính bằng công thức sau: τAbxtbxmáibxQQQ+=∆ (kcal/h) Trong đó : + tbxQ∆: bức xạ mặt trời do sự chênh lệch nhiệt độ, (kcal/h) + τAbxQ : bức xạ mặt trời do dao động nhiệt, (kcal/h)II.1. Bức xạ mặt trời do chênh lệch nhiệt độ tbxQ∆: Dưới tác dụng của bức xạ mặt trời, nhiệt độ bề mặt ngoài của kết cấu bao che tăng cao. Ta thay thế cường độ bức xạ bằng một trị số nhiệt độ tương đương ttđ của không khí bên ngoài, ta có: ttđ = Ntbbxqαρ (0C). Trong đó: + tbbxq: cường độ bức xạ trung bình trên mặt phẳng kết cấu, (kcal/m2h) + αN: hệ số trao đổi nhiệt độ bề mặt ngoài của kết cấu bao che, αN = 20 [kcal/m2h0C] + ρ: hệ số hấp thụ bức xạ của bề mặt kết cấu bao che, tra bảng 3-9, trang 109, giáo trình kỹ thuật thông gió, ĐH xây dựng, 1998. Với tôn sáng màu ρ = 0,8Ta có: bxq24tbbxq=∑ , trong đó bxq∑: tổng bức xạ trên mặt bằng trong ngày. )/(65453664967616225328/7/6/mwqqqqngàybxngàybxngàybxbx=++=++=∑bxq∑=6545.10-3.860 = 5628,7 (kcal/m2h) ⇒53,234247,562824===∑bxtbbxqqVậy: CqtNtbbxtđ038,92053,234.8,0===αρNhiệt độ tổng không khí bên ngoài nhà là:CttttđNNtong018,3838,98.28=+=+=⇒ Bức xạ mặt trời do sự chênh lệch nhiệt độ là:)(ttTNtongm áim áitbxttFkQ−⋅⋅=∆ϕ = 1,66.13312,78(38,18 – 24) = 313366,86 (Kcal/h)II.2. Bức xạ mặt trời do dao động nhiệt độ AQbxτ Để xác định biên độ dao động của nhiệt độ tổng ta phải xem xét biên đọ của nhiệt độ tương đương do bức xạ gây ra và biên độ của nhiệt độ không khí ngoài trời. Với mái được xem là mặt phẳng nằm ngang với cường độ bức xạ mặt trời có biên độ dao động điều hòa là: max tbA q qqbx bx= − (0C) Trong đó: maxqbx: là cường độ bức xạ đạt cực đại vào lúc 12h, tra bẳng ta có maxqbx= 942 (W/m2) = 942.10-3.860 = 810,12 (kacl/m2h)⇒ max tbA q qqbx bx= −= 810.12 – 234,53 = 575,59 (kacl/m2h) Ứng với biên độ dao động này, thì nhiệt độ tương ứng sẽ có biên độ dao động là: CAANqttđ002,232059,575.8,0===αρ Nhiệt độ của không khí ngoài phân xưởng cũng dao động điều hòa theo thời gian với chu kỳ T = 24 giờ, với biên độ dao động là: 13tbA t tntn= −Trong đó: + 13t: là nhiệt độ trung bình đo được vào lúc 13h của tháng nóng nhất, (tương đương với nhiệt độ cực đại), tra bảng: nhiệt độ cao nhất trung bình của không khí 0C, phụ lục 1, trang 2, kỹ thuật thông gió, ĐH xây dựng, 1998. Ta có ở tỉnh Quảng Ngãi tháng nóng nhất là tháng 7, là 13t=34,4 0C. + tbtn: nhiệt độ trung bình của tháng nóng nhất, tương tự tra bảng ta có tbtn= 28,8 0C.⇒ 13tbA t tntn= −= 34,4 – 28,8 = 5,6 0C⇒ Biên độ dao động của nhiệt độ tổng hợp là: ( )Ψ+=ntđtongtttAAATrong đó: ψ là hệ số phụ thuộc vào độ lệch pha ∆Z và tỉ số giữa biên độ dao động nhiệt độ tương đương và nhiệt độ bên ngoài phân xưởng.Nhiệt độ không khí cực đại vào lúc 14 giờ ⇒ ∆Z = 14 – 12 = 2 11,46,502,23==⇒ntđttAA ⇒ ψ = 0,98, tra bảng hệ số lệch pha ψ, trang 66, giáo trình thông gió, ĐHBK Đà Nẵng. Biên độ dao động của bề mặt bên trong kết cấu: Att=Attgν Trong đó: + υ: là hệ số tắt dần, ( )∑∑+=DR5,383,02ν Trong đó: + ∑D: tổng số hàm nhiệt quán tính của kết cấu bao che, ∑D = ∑RiSi(Si: là nhiệt hàm của kết cấu bao che) + ∑R: tổng nhiệt trở của kết cấu bao che, , ∑R=iiδλ∑ Với lớp tôn mỏng, ta có υ = 1⇒ Biên độ dao động của bề mặt bên trong kết cấu: ( )( )CAAAAntđtgttttt005,28198,06,502,23=+=Ψ+==νν⇒ Bức xạ do dao động nhiệt độ truyền qua mái là:)/(09,280067678,13312.5,7.05,28 hkcalFAQmáiTtAbxt===ατ ⇒ Bức xạ mặt trời truyền qua mái là:)/(95,311404209,280067686,313366 hkcalQQQAbxtbxmáibx=+=+=∆τII.3. Nhiệt bức xạ truyền qua tường tuongbxQĐược tính theo công thưc sau: )/( 860.103hKcalqFkQbxtuongbxρ−=Trong đó: + K: lè hệ số truyền nhiệt của bộ phận kết cấu bao che (kcal/m2h0C) + ρ: hệ số hấp thụ của kết cấu bao che, phụ thuộc vào vật liệu, màu sắc, trạng thái bề mặt của kết cấu, được xác định theo bảng 3-9, trang 109, kỹ thuật thông gió, trường ĐHXD, 1998. Ta có đối với vữa trát xi măng thì ρ = 0,4.a. Đối với tường hướng bắc, ta có:BbxQ = 10-3.860. 1,87. 658,5.0,4. 102,33 = 43346,97 (kcal/h)b. Đối với tường hướng nam, ta có:NbxQ = 10-3.860.1,87. 683,1.0,4. 73= 32077,99(kcal/h)c. Đối với tường hướng đông, ta có:DbxQ = 10-3.860.1,87. 814,02 .0,4. 533,66 = 279447,21 (kcal/h)d. Đối với tường hướng tây, ta có:TbxQ = 10-3.860.1,87.966,16. 0,4. 577= 143444,83 (kcal/h)⇒ Vậy nhiệt bức xạ truyền qua tường là:)/(79831783,14344421,57944799,3207797,43346 hkcalQQQQQTbxDbxNbxBbxtuongbx=+++=+++=Bảng: Thu nhiệt do bức xạ mặt trời. Qbxkính (kcal/h) máibxQ(kcal/h)tuongbxQ(kcal/h)Q∑ bx (kcal/h)9191,73 3114012,95 798317 3921521,68 . THU NHIỆT DO BỨC XẠ MẶT TRỜILượng nhiệt này chỉ tính cho mùa hè, còn mùa đông không cần phải tính. I. Thu nhiệt bức xạ mặt trời truyền qua cửa kính. Bức. tbxQ∆: bức xạ mặt trời do sự chênh lệch nhiệt độ, (kcal/h) + τAbxQ : bức xạ mặt trời do dao động nhiệt, (kcal/h)II.1. Bức xạ mặt trời do