Взаимосвязь внутренней теплоустойчивости помещений и нагрузки в воздушной системы

Решение задачи экономии энергии неразрывно связано с определением затрат на охлаждение строений различного целевого предназначения. Корректность расчетов объема потребляемой системой кондиционирования энергии зависит от учета нескольких важнейших факторов, в том числе – характеристик теплоустойчивости отделочных материалов ограждающих конструкций и нестационарности самого процесса охлаждения.

На протяжении летнего периода формирование теплового режима помещения происходит за счет суммарных поступлений тепловой энергии через стены и светопропускающие конструкции, от функционирующих технических устройств и от людей. Для летнего теплового режима характерна ярко выраженная периодичность, связанная с отчетливым изменением параметров солнечного излучения и воздуха в течение суток и с особенностями современного строительства, базирующегося на использовании максимально облегченных конструкций в сочетании с крупными световыми проемами. Нестационарность процесса обуславливает аритмичность работы системы кондиционирования (либо ее полную остановку) в зависимости от времени суток, а также неравенство между теплопоступлениями и уровнем нагрузки на охлаждение.

Основная причина отличия между суммой поступления теплоты извне и выделяемой в помещении с итоговым показателем функционирования системы кондиционирования – преобразование поступающей теплоты, имеющей лучистую природу, в конвективную, что позволяет снизить нагрузку на кондиционер.

Расчет мощности системы кондиционирования

Выбрать необходимую и достаточную мощность системы охлаждения позволит безошибочность расчета суточного нестационарного теплового режима при условии, что теплопоступления имеют преимущественно лучистую природу. Для решения этой задачи используют соответствующую компьютерную программу, учитывающую, в частности, такие критерии, как вариативность коэффициентов теплоотдачи лучистого и конвективного тепла на поверхностях ограждающих конструкций, уровень проникновения солнечной радиации, суммарный объем поступлений тепла в помещение.

Выяснилось, что влияние теплоустойчивости помещения на холодильную нагрузку зависит от двух процессов с противоположной направленностью. Легкие конструкции в большей степени предотвращают уход холода во внутреннюю структуру материалов ограждений, но тяжелые ограждения способны поглощать теплоту и нивелировать пиковые теплопоступления лучистой энергии при ее переходе в конвективную.

Экспериментальным путем установлено, что при поддержании температуры 23-25 ˚С в помещении на протяжении рабочего дня (в период май-сентябрь) потребление холода оказывается более низким на 6,8-9,3% для легких конструкций и на 7,2-9,7% для тяжелых ограждений, чем суммарные теплопоступления. Зависит этот показатель, как от теплоустойчивости помещения, так и от природы формирующих нагрузку теплопоступлений.