МЕТОД РАСЧЕТА ЛУЧИСТОГО ОТОПЛЕНИЯ И ЕГО ПРОВЕРКА
При разработке метода расчета были проведены теоретические исследования, результаты которых проверялись на модели и в натурных условиях. Любая система уравнений теплового баланса помещения относится к какому-либо конкретному объекту. Распространять результаты ее решения можно только на объекты, аналогичные расчетному, поэтому представлялось необходимым рассмотреть такие характерные помещения, которые наиболее часто встречаются в практике проектирования при конструировании лучистого отопления. Здания павильонного типа, рассмотренные в процессе теоретических исследований, различались геометрическими размерами и уровнем теплоизоляции. В табл.24.1 приведены соотношения размеров рассматривавшихся зданий, коэффициенты облученности внутренних поверхностей, их наружных ограждений, отнесенных друг к другу и к поверхности отопительных приборов (с учетом их экранирующего эффекта), коэффициенты теплопередачи ограждающих конструкций, рассчитываемые от внутренней поверхности и, наконец, отношение площади отдельных поверхностей к площади пола. Во всех рассматривавшихся случаях отопительные экраны предполагались вначале без теплоизоляции, а затем — с теплоизоляцией на верхней стороне. Таким образом, для двадцати различных зданий павильонного типа были получены данные как о теплопотерях зданий, так и о теоретической теплоотдаче отопительных экранов. Эти данные являются результатом решения систем уравнений теплового баланса с помощью цифровой вычислительной машины.
Для оценки теплоотдачи с нижней и верхней сторон отопительного экрана было рассмотрено распределение температуры и теплопотери такой теоретической модели, отопительные экраны которой в одном случае излучают теплоту только в направлении пола, а во втором случае — только в сторону потолка. Также был проанализирован случай, когда отопительные экраны отдают теплоту только путем излучения. Затем было рассмотрено так называемое идеальное лучистое отопление, при котором теплопотери оптимальны, а теплоотдача отопительных экранов наиболее приемлема.
Как ниже рассмотренные эксперименты на моделях, так и измерения, произведенные в натурных условиях, доказывают, что и при отоплении экранами температура воздуха в рабочей зоне ниже, чем под потолком. Однако сопоставлять результаты экспериментов на моделях с результатами натурных наблюдений можно лишь при выполнении сложного пересчета. Это связано с тем, что модели лучистых отопительных приборов из-за своей малой ширины имеют большую конвективную теплоотдачу, чем реальные отопительные экраны, и поэтому распределение температуры воздуха при моделировании менее благоприятное, чем в действительности.
С целью приближения к реальным условиям в расчетах определялось не распределение температуры в помещении по вертикали, а только распределение температуры воздуха в рабочей зоне. При этом предположили, что теплота, выделяемая экранами в «идеальном» случае конвекцией, устремляется только к потолку, нагревая его. Получаемая в этом случае температура в рабочей зоне и температурный градиент в помещении соответствуют аналогичным значениям, полученным в результате натурных исследований. При этом предположении, естественно, увеличиваются теплопотери «теоретической модели» и температура поверхности отопительного экрана. Коэффициенты же теплообмена, вычисляемые по ним впоследствии, меньше, чем коэффициенты теплообмена на поверхности отопительных приборов «идеальной» системы лучистого отопления, обеспечивающей равномерное распределение температуры воздуха в помещении.
