邻室设计传热量的研究

详细内容

一、邻室设计温差的理论计算
　　
　　邻室设计温差是指当某房间采暖达到设计室温时，考虑到与其相邻房间不采暖而产生邻室传热，采暖与非采暖房间之间的温
差。由傅利叶传热定律可知传热量与传热温差成正比。所以邻室设计温差直接决定了邻室设计热负荷的大小，应合理确定邻室设计温差。
　　邻室设计温差不易直接确定。本文拟通过建立数学模型，计算邻室得热温差，从而间接确定邻室设计温差。邻室得热温差是指某房间不采暖时，考虑到邻室传热存在，该房间与相邻其采暖房间之间的温差。
　　
　　1．邻室得热温差的推导
　　1．1 建立数学模型
　　与非采暖房间相邻的房间可能采暖，也可能不采暖。为了简化计算，对立以下假设：
　　a.与非采暖房间相邻室的所有采暖房间温度都相同即ti=tn
　　b.所有非采暖房间温度都相同
　　　　　　　　　　　　　　　
　　
　　1．2推导邻室得热温差
　　我们知道单一方向的邻室传热量可以通过下式计算：
　 　　 　 　　 　　　　 　　 　　 　　　 　　 （1）
　　Qi：邻室传热量wK i：内墙或楼板的传热系数w/m2
　　F i：内墙或楼板的面积 m2 t n：采暖房间的温度，℃
　　t 0： 非采暖房间的温度，℃
　　当热平衡时，非采暖房间的邻室得热量之和等于它的热负荷，即存在式（2）
　　　　　　 　　 　　 　　 （2）
　　式中：　α ：总耗热量综合系数（建筑总耗热量与室内外温差的比值）W/℃
　　　　　　β：邻室得热综合系数（邻室得热总量与邻室温差的比值）W/℃
　　　　　　tw：室外温度℃， 其他参数意义同上
　　由（2）式可推导出非供暖房间的温度t0和邻室得热温差Δtdr=tn-t0:
　　　　 　　 　　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　　　　（3）
　　 　　 　　 　　 （4）
　　β的确定
　　每个房间会有不同数量内墙（本文内墙包括户与户之间的楼板和隔墙），且每个相邻的房间采暖也是相对独立的。所以，β的确定是比较复杂的。作者借助概率的方法，计算邻室得热量综合系数的数学期望。
　　Ⅰ）用户采暖的概率：　
　　Ⅱ)确定邻室得热量的概率分布
　　A．当房间有4面内墙时
　　1）有一面内墙得热即相邻房间中3户不采暖1户采暖
　　概率：p（1-p）3则邻室得热量综合系数均值：
　　2）有两面内墙得热即相邻房间中2户不采暖2户采暖
　　概率：p2（1-p）2 邻室得热量综合系数均值：　　
　　3） 有三面内墙得热即相邻房间中1户不采暖3户采暖
　　概率：p3（1-p）邻室得热量综合系数均值：

　　4）四面内墙得热即相邻房间中4户都采暖
　　概率：p4 邻室得热量综合系数均值：
　　 　　　　
　　所以，邻室得热量的数学期望为：
　　同理分别计算当房间有3面、2面内墙时的邻室得热量的数学期望。经计算邻室得热量综合系数的数学期望可表示为：
　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （5）
　　其中：N称为邻室得热概率系数（表示当某房间不采暖时，从相邻房间得热的可能性）且
　　
邻室设计传热量的研究 : 四、邻室设计传热量的确定
　　
　　前面已经论述了设计温差的计算方法，在确定了邻室设计温差后，可根据（2）式得出邻室设计传热量的计算式：
　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　（8）
　　其中：Qsh：邻室设计传热量w Δtsh：邻室设计温差 ℃
　　γ为邻室传热量综合系数学期望。γ为计算原理与计算步骤与β相同，只是热量传递方向不同。
　　 （9）
　　M称为邻室传热概率系数且
邻室设计传热量的研究 :