Диссертация (1141539), страница 8

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 8)

Для сравнения натурных и расчетных данных приняты расходы наохлаждение здания. Расчет выполнялся при заданных значениях измеренной температуры воздуха в помещении и теплопоступлений в помещение.Расчетные и натурные значения расходов теплоты определялись по формуле:Qот с  Gt1  t 2 , Вт,3,6(3.4)где с – удельная теплоемкость, равная для воды в системе отопления 4,178кДж/(кг∙оС);G – расход теплоносителя (воды), кг/ч, по данным измерения и принятыйпостоянным, так как в системе отопления отсутствуют приборы регулирования;t1, t2 – температура теплоносителя в подающем и обратном трубопроводе,оС. По данным измерения расходомера Multical 302 на подающих и обратныхподводках к отопительным приборам.Натурные значения расходов холода определялись по формуле:Qохл с  Lt1  t 2 , Вт,3,6(3.5)где с – удельная теплоемкость, равная для воздуха в системе кондиционирования 1,005 кДж/(кг∙оС);L –расход воздуха равен 1 500 м3/ч (по паспорту установки – в исследуемомпомещении две установки канальной сплит-системы кондиционирования воздухафирмы Mitsubishi);t1, t2 – температура воздуха в приточном и вытяжном воздуховоде сплитсистемы, оС, измеренная термохронами.51Неопределенность в измерении величины теплового потока от сплитсистемы описывается с помощью предполагаемого значения измеряемой величины и значением абсолютной погрешности, с указанием уровня достоверности.Уровень достоверности характеризуется вероятностью того, что предполагаемоезначение будет находится в рамках диапазона точности [67]:ν  m  w; при уровне достоверности P, %,(3.6)гдеν - измеряемая величина;m – предполагаемое значение;w – неопределенность;P – уровень достоверности.Значения расходов холода, Вт, определялись по формуле (3.5).Неопределенность функции, включающей независимо измеренные величины, имеющие один и тот же уровень достоверности, определяется [105] как:wr (RR(ν1  ν 2 ) w1 ) 2  ((ν1  ν 2 ) w2 ) 2 ,ν1ν 2(3.7)где R – функция, включающая независимо измеренные величины;ν1 , ν 2 - измеряемые величины, с неопределенностью w1 и w2 соответственно;wr – неопределенность функции.Для функции расхода холода, Вт, с учетом точности датчиков температурыприточного и вытяжного воздуха равной ±0,125 °С, получим: с  L(t1  t2 )) (3,6 (t1  t2 )  0,125  t12wq  с  L(t1  t2 )) (3,6 (t1  t2 )  0,125 t22(3.8)Для определения ожидаемого диапазона возможных значений составляющей (t1  t2 ) был выполнен предварительный расчет задачи эксперимента с помо-52щью предлагаемой методики.

В соответствии с результатами расчета и планируемой схемой установки датчиков, максимальное значение расхода холода составило 2048 Вт, минимальное –233 Вт. Соответствующее максимальное значение(t1  t2 ) составило 2,4 °С, минимальное – 0,3 °С.Абсолютное значение неопределенности расхода холода составит:– для максимальных значений:wq  52,34  2  2,4  177,65Вт– для минимальных значений:wq  52,34  2  0,3  22,2 ВтОтносительное значение неопределенности расхода холода составит:– для максимальных значений:wqq 100 % 177,65Вт 100 %  8,67 %2048Вт– для минимальных значений:wqq 100 % 22, 2 Вт 100 %  9,53 %233ВтТаким образом, предлагаемый подход к проведению эксперимента и выбораизмерительного оборудования обеспечивает требуемую точность и уровень достоверности получаемых результатов.3.4 Сравнение натурных и расчетных результатовРассмотрим полученные результаты эксперимента на диаграммах, иллюстрирующих изменение температуры наружного воздуха и температур на внутренних ограждающих поверхностях исследуемого помещения в течение года.

Дляиллюстрации сходимости расчетных показателей и данных эксперимента приведены графики изменения тепловых потоков и потоков охлаждения в рабочие днив течение февраля и августа.В целом, результаты эксперимента и расчета показали близкую сходимость.Разница в полученных результатах объясняется в первую очередь практической53сложностью определения реальных свойств наружных ограждений здания.Определим погрешность результатов расчета с помощью статистическогоанализа значений суточного холодопотребления, кВт∙ч, определенных в ходе эксперимента и при расчете для месяцев февраль и август в рабочие дни и сведем результаты в таблицу 3.1.Таблица 3.1 – Погрешности определения суточного холодопотребленияДата суточногохолодопотребленияiСуточное холодопотребление, кВт∙чЭкспериментРасчет( Yi )( Ŷi )Квадратошибки(кВт∙ч)211 февраля/1 августа11,26/10,2610,32/9,520,88/0,5524 февраля/2 августа11,63/10,4210,39/9,461,54/0,9135 февраля/5 августа11,30/7,8910,48/6,660,67/1,5246 февраля/6 августа11,75/7,8810,54/6,791,46/1,1857 февраля/7 августа11,85 /8,2110,77 /6,941,17/1,6268 февраля/8 августа11,77/8,5010,70/6,921,14/2,49711 февраля/9 августа11,56/8,7110,64/7,230,85/2,18812 февраля/12 августа11,59/8,7210,49/7,301,21/2,04913 февраля/13 августа11,32/8,5610,39/7,640,86/0,8610 14 февраля/14 августа11,13/8,7410,31/7,830,67/0,8211 15 февраля/15 августа11,12/8,7510,27/7,760,72/0,9812 18 февраля/16 августа11,28/8,8110,54/7,600,55/1,4713 19 февраля/19 августа11,51/9,7410,53/9,090,96/0,4314 20 февраля/20 августа11,28/8,2110,34/7,370,88/0,7115 21 февраля/21 августа11,40/8,5510,33/7,371,14/1,3816 22 февраля/22 августа11,41/8,4610,63/7,380,61/1,1617 25 февраля/23 августа11,60/7,6210,85/6,450,56/1,3918 26 февраля/26 августа11,80/7,1911,00/5,840,64/1,8119 27 февраля/27 августа11,72/7,0510,99/5,610,53/2,0920 28 февраля/28 августа11,37/6,3310,80/5,690,32/0,4121-/29 августа-/6,26-/5,58-/0,4722-/30 августа-/6,90-/5,54-/1,8717,39/28,34Сумма (февраль/август)Средний квадрат погрешности (дисперсия расчетной величины) – мера разброса расчетной величины, то есть ее отклонения от экспериментального значения:5421 n ˆ1MSE   Υ i  Υ i  17 ,39  0,87 (кВт∙ч)2n i 12021 n1MSE   Υˆ i  Υ i  28,34  1,29 (кВт∙ч)2n i 122- для февраля:- для августа:Среднеквадратичная погрешность – показатель рассеивания значений расчетной величины относительно ее экспериментального значения:- для февраля:RMSD  MSE  0,93 кВт∙ч- для августа:RMSD  MSE  1,14 кВт∙чСреднее значение суточного холодопотребления среди экспериментальныхточек для февраля равно 11,48 кВт∙ч и 8,26 кВт∙ч для августа.

Коэффициент вариации среднеквадратичной погрешности - мера относительного разброса расчетнойвеличины; показывает, какую долю среднего значения этой величины составляетее средний разброс:- для февраля:CV ( RMSD) RMSD 0,93 0,081  8,1%11,48ˆ- для августа:CV ( RMSD) RMSD 1,14 0,138  13,8%8,26ˆСледовательно, предлагаемая методика обеспечивает точность, равную дляхолодного периода года 8,1% и для теплого периода года 13,8%, относительноэкспериментально определенных значений суточного холодопотребления офисного здания.Определение погрешности расчета температур на внутренних поверхностяхограждающих конструкция в течение расчетного года, с шагом по времени, равным одному часу. Таким образом, анализировались 8760 значений для каждогоустановленного датчика.

Для анализа точности расчетной методики расчетныеповерхности были следующие:1) внутренняя поверхность наружной стены;2) внутренняя поверхность стены, граничащей со складом;3) внутренняя поверхность окна.55Результаты расчетов сведены в следующую таблицу:Таблица 3.2 – Оценка точности определения температуры поверхностейn (Yˆ  Y ) ,2Стенаni 1iiMSE, (°С)2RMSD, °СY , °СCV(RMSD), %0,0010,00010,010,0320,010,123,7524,4120,160,130,040,52наружнаяв складокно262802628026280(°С)2,6282,610262,8Расчет по предлагаемой методике обеспечивает достаточную степень сходимости результатов с экспериментальными данными.3.5 Выводы по главе 31.

Предлагаемая методика проведения натурного эксперимента обеспечивает расхождение значений суточного холодопотребления, полученных расчетным путем, с экспериментальными не более 14% в теплый период года и 8,1% вхолодный период года, при этом точность самих измерений лежит в пределах 8,67– 9,53%.2. Проведенный натурный эксперимент позволяет считать разработанныйметод расчета и программу для ПК адекватным математическим инструментомдля проведения расчета потребления энергии на охлаждение зданий офисного типа, в которых в течение рабочего дня известны внутренние теплопоступления(технологические и бытовые).3. Эксперимент подтвердил наличие внутренних теплопоступлений вофисное помещение около 44 Вт/м2 внутри исследуемого диапазона теплопоступлений 30 - 70 Вт/м2.56ГЛАВА 4.

АНАЛИЗ ГОДОВОГО ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯОФИСНЫМИ ЗДАНИЯМИ НА ОСНОВЕ МНОГОВАРИАНТНЫХРАСЧЕТОВ НЕСТАЦИОНАРНОГО ТЕПЛОВОГО РЕЖИМАПОМЕЩЕНИЙДля определения наиболее выгодного сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций конкретных офисных зданий с теплоизбыткамибыл произведен расчет нестационарного теплового режима офисных помещенийпри различных значениях температуры наружного воздуха. Если в течение сутокподдерживать не постоянную температуру помещения, а допускать ее повышениедо максимальных значений в течение и к концу рабочего дня, и при этом снижение температуры допускать к началу работы до минимально допустимой величины, то, можно за счет аккумулирования части теплоизбытков снизить теплоотдачуот системы отопления в рабочее и в нерабочее время.

Некруглосуточная работаофисов, а, значит, и некруглосуточные тепловыделения, объясняют нестационарностью теплового процесса.В качестве инструмента расчета принята модифицированная программа расчета нестационарного теплового режима помещения, описание которой приведенов главе 2.4.1 Объект исследования и принятые варианты расчетаДля исследования были приняты одинаковые офисные помещения размером6,8х10,1х3,9 (h) м.Во всех помещениях имеется одно окно с сопротивлением теплопередаче 0,54м2.оС/Вт. Инфильтрация не учитывается, так как считается, что окна достаточноплотные.Приняты здания различной длиной и этажностью. Ширина здания равна 20,4м.

по наружному обмеру для всех зданий одинаковой. Все торцевые стены зданийне имеют окон и являются глухими.57При увеличении длины здания увеличивается как площадь продольных стен,так и площадь покрытий. Приняты следующие длины здания: 20,4, 40,8, 60,2 м.Рассматривались здания в 3 и 12 этажей. Доля остекления продольных стен представлена в трех вариантах: 0,25, 0,326, 0,55.Все варианты исследуемых в дальнейшем зданий представлены в таблице4.1.Таблица 4.1 –Варианты размера зданияВариантразмераздания12Этаж- Размерыность здания, м3320,4х20,420,4х20,43320,4х20,4453340,8х20,440,8х20,46789333340,8х20,461,2х20,461,2х20,461,2х20,41011121220,4х20,420,4х20,4121220,4х20,4131240,8х20,4141240,8х20,41516121240,8х20,461,2х20,4171261,2х20,4181261,2х20,4Количество помещений в здании4 – угловых верхнего этажа, 8 – угловых промежуточных этажей, 2 – рядовых верхнего этажа, 4 – рядовых промежуточных этажей4 – угловых верхнего этажа, 8 – угловых промежуточных этажей, 8 – рядовых верхнего этажа, 16 – рядовыхпромежуточных этажей4 – угловых верхнего этажа, 8 – угловых промежуточных этажей, 14 – рядовых верхнего этажа, 28 – рядовыхпромежуточных этажей4 – угловых верхнего этажа, 44 – угловых промежуточных этажей, 2 – рядовых верхнего этажа, 22 – рядовыхпромежуточных этажей4 – угловых верхнего этажа, 44 – угловых промежуточных этажей, 8 – рядовых верхнего этажа, 88 – рядовыхпромежуточных этажей4 – угловых верхнего этажа, 44 – угловых промежуточных этажей, 14 – рядовых верхнего этажа, 154 – рядовыхпромежуточных этажейКоэффициентостекленности(размер окна, м)0,25 (4,42х1,5)0,326(4,8х1,8)0,55 (5,8х2,5)0,25 (4,42х1,5)0,326(4,8х1,8)0,55 (5,8х2,5)0,25 (4,42х1,5)0,326(4,8х1,8)0,55 (5,8х2,5)0,25 (4,42х1,5)0,326(4,8х1,8)0,55 (5,8х2,5)0,25 (4,42х1,5)0,326(4,8х1,8)0,55 (5,8х2,5)0,25 (4,42х1,5)0,326(4,8х1,8)0,55 (5,8х2,5)В данной работе рассматривались три варианта теплозащиты здания, отличающиеся друг от друга сопротивлением теплопередаче наружной стены и покрытия.

Характеристики

Список файлов диссертации