热平衡计算

热平衡计算

热平衡计算

1．热平衡原理

要使通风房间温度保持不变，必须使室内的总得热量等于总失热量，即。

在通风过程中，室内空气通过与进风、排风、围护结构和室内各种高低温热源进行交换，为了使房间内的空气温度保持不变，必须使房间内的总得热量∑Qd与总失热量∑Qs相等，也就是要保持房间内的热平衡。即热平衡：∑Qd=∑Qs。

通风房间内的得热与热量如图3-2-7所示。随工业厂房的设备、产品及通风方式的不同，车间得热量、失热量差别较大。一般通过高于室温的生产设备、产品、采暖设备及送风系统等取得热量；通过围护结构、低于室温的生产材料及排风系统等损失热量。

图3-2-7 通风房间内的得热与热量模型

在使用机械通风，又使用再循环空气补偿部分车间热损失的车间中，热平衡的等量关系如图3-2-8所示。

图3-2-8 热平衡的等量关系

由图3-2-8的热平衡等量关系，即的通风房间热平衡方程式为：

（3-2-16）

式中——围护结构、材料吸热的总失热量，kW；

——生产设备、产品及采暖散热设备的总放热量，kW；

Lp——局部和全面排风风量，m3/s；

Ljj——机械进风量，m3/s；

Lzj——自然进风量，m3/s；

Lhx——再循环空气量，m3/s；

pu ——室内空气密度，kg/ m3；

Pw——室外空气密度，kg/ m3；

tu——室内排出空气湿度，℃；

tjj——机械进风湿度，℃；

to——再循环送风温度，℃；

c——空气的质量比热，其值为1.01kj/kg·℃；

tw——室外空气计算湿度，℃，

tw的确定：在冬季，对于局部排风及稀释有害气体的全面通风，采用冬季采暖室外计算湿度。对于消除余热、余湿及稀释低毒性有害物质的全面通风，采用冬季通风室外计算温度是指历年最冷月平均温度的平均值。

通风房间的风量平衡、热平衡是风流运动与热交换的客观规律要求，设计时应根据通风要求保证满足设计要求的风量平衡与热平衡。如果实际运行时所达到的新平衡状态与设计要求的平

衡状态差别较大，室内通风参数就达不到设计预期的要求。

2．通风节能措施

在保证室内卫生和工艺要求的前提下，为降低通风系统的运行能耗，提高经济效益，进行车间通风系统设计时，可采取以下的节能措施。

（1）在集中采暖地区，设有局部排风的建筑，因风量平衡需要送风时，应首先考虑自然补风（包括利用相邻房间的清洁空气）的可能性。所谓自然补风是指利用该建筑的无组织渗透风量来补偿局部排风量。如果该建筑的冷风渗透量能满足排风要求，则可不设机械进风装置。

从热平衡的观点看，由于在采取暖设计计算中已考虑了渗透风量所需的耗热量，所以用渗透风量补偿局部排风量不会影响室内温度。只有不局部排风系统风量大于计算渗透风量，才会导致渗透风量增加，从而影响室内温度。

（2）当相邻房间未设有组织进风装置时，要取其冷风渗透量的50%作为自然补风。

（3）对于每班运行不足二小时的局部排风系统，经过风量和热量平衡计算，对室温没很大影响时，可不设机械送风系统。

（4）设计局部排风系统时（特别是局部排风量大的车间）要有全局观点，不能片面追求大风量，应改进局部排风罩的设计，在保证效果的前提下，尽量减少局部排风量，以减少车间的进风量和排风热损失，这一点，在严寒地区特别重要。

（5）机械进风系统在冬季应采用较高的送风湿度。直接吹向工作地点的空气温度，不应低于人体表面温度（34℃左右），最好在37～50℃之间。这样，可避免工作有吹冷风的感觉。

（6）净化后的空气再循环使用。根据卫生标准的规定，经净化设备处理后的空气中，如有害物质浓度不超过室内最高允许浓度的30%，空气可再循环使用。

（7）把室外空气直接送到局部排风罩或排风罩的排风口附近，补充局部排风系统排出的风量。例如，采用送风通风柜，其70%的排风量由室外空气直接供给，这样的可以减小车间排风热损失。

(8）为充分利用排风余热，节约能源，在可能条件下应设置热回收装置。目前国内已有多种型式的余热回收装置。