Разработана математическая модель нестационарного теплообмена помещений. Тепловой баланс объекта моделируется системой обыкновенных неоднородных дифференциальных уравнений с нелинейными коэффициентами. В разработанной модели учитываются нестационарные характеры процесса передачи тепла через ограждающие конструкции поверхности, интенсивности солнечной радиации, от людей, оборудования и освещения. По результатам расчета подобранно климатическое оборудование, которое позволяет обеспечить необходимые параметры микроклимата в кондиционируемых залах в условиях максимальных теплопритоков летом и максимальных теплопотерь зимой и обеспечить высокую энергетическую эффективность при небольшой тепловой нагрузке в межсезонье. Результаты математического моделирования позволили определить по среднемесячным температурам необходимую холодопроизводительность или теплопроизводительность и соответствующую потребляемую мощность системы и дополняют набор корректных исходных данных для расчета полных затрат на обеспечение микроклимата объекта, включая проектирование, приобретение оборудования, монтаж и эксплуатационные расходы в течение срока службы системы и позволяет оценить срок окупаемости системы.
Ключевые слова
Тепловой баланс; Энергосбережение; Кондиционирование воздуха; Теплопритоки; Теплопотери; Тепловыделение; Запаздывание; Моделирование; Радиационная температура.
Розроблено математичну модель нестаціонарного теплового обміну приміщень. Тепловий баланс об'єкта моделюється системою звичайних неоднорідних диференціальних рівнянь з нелінійними коефіцієнтами. В розробленій моделі враховуються нестаціонарні характери процесу передачі тепла через конструкції, що обгороджують поверхні, інтенсивності сонячної радіації ,від людей, обладнання та освітлення. За результатами розрахунку підібране кліматичне обладнання, яке дозволить: забезпечити необхідні параметри мікроклімату в кондиціонованих приміщеннях за умовами максимальних теплоприпливів влітку і максимальних тепловтрат взимку, та забезпечити високу енергетичну ефективність при невеликому тепловому навантаженні в міжсезоння. Результати математичного моделювання дозволили визначити по середньомісячним температур необхідну холодопродуктивність або теплопродуктивність і відповідну споживану потужність системи та доповняють набір коректних вихідних даних для розрахунку повних витрат на забезпечення мікроклімату об'єкта, включаючи проектування, придбання обладнання, монтаж і експлуатаційні витрати протягом терміну служби системи та дозволяє оцінити термін окупності системи.
Ключові слова
Тепловий баланс; Енергозбереження; Кондиціювання повітря; Теплоприпливи; Тепловтрати; Тепловиділення; Запізнювання; Моделювання; Радіаційна температура.
Abstract
The mathematical model of unsteady heat exchange space has been carried out. The heat balance of the object system is modeled by the system of ordinary inhomogeneous differential equations with nonlinear coefficients. In the developed model the transient nature of heat transfer through the structures enclosing surfaces, the intensity of solar radiation on people, equipment and lighting are taken into consideration. The climatic equipment was selected according to performed calculations which will: provide the necessary microclimate parameters in air-conditioned areas in terms of maximum heat leakage in summer and maximum heat loss in winter and ensure high power efficiency with a small thermal load in the offseason. The results of mathematical simulation allowed to determine required cooling or heat capacity on average temperatures and corresponding power consumption of the system and supplement the correct set of input data for calculating the full costs of the object microclimate, including design, equipment purchase, installation and maintenance costs over the service life of the system and allowed to estimate the system payback.
Keywords
Heat Balance; Energy; Air Conditioning; Heat Leakage; Heat Loss; Heat Output; Delay; Simulation; Radiation Temperature
