Теплоаккумулирующая способность здания: Теплоаккумулирующая способность здания | НАДЗОР-ИНФО: Сообщество экспертов России

Теплоаккумулирующая способность материалов | | Mensh.ru

Теплоаккумулирующая способность материалов, то есть способность материала удерживать тепло, оценивается удельной теплоемкостью, т.е. количеством тепла (в кДж), необходимым для повышения температуры одного килограмма материала на один градус. Например, вода имеет удельную теплоемкость, равную 4,19 кДж/(кг*K). Это значит, например, что для повышения температуры 1 кг воды на 1°K требуется 4,19 кДж.

Таблица 1. Сравнение некоторых теплоаккумулирующих материалов
Ма­те­ри­ал Плот­ность, кг/м3 Теп­ло­ем­кость, кДж/(кг*K) Ко­эф­фи­ци­ент те­пло­про­вод­нос­ти, Вт/(м*K) Мас­са ТАМ для те­пло­ак­ку­му­ли­ро­ва­ния 1 ГДж те­пло­ты при Δ= 20 K, кг От­но­си­тель­ная мас­са ТАМ по от­но­ше­нию к мас­се во­ды, кг/кг Объем ТАМ для те­пло­ак­ку­му­ли­ро­ва­ния 1 ГДж те­пло­ты при Δ= 20 K, м3 От­но­си­тель­ный объем ТАМ по от­но­ше­нию к объему во­ды, м33
Гранит, галька 1600 0,84 0,45 59500
5
49,6* 4,2
Вода 1000 4,2 0,6 11900 1 11,9 1
Глауберова соль (декагидрат сульфата натрия)* 14600т

1300ж
1,92т

3,26ж
1,85т

1,714ж
3300 0,28 2,26 0,19
Парафин* 786т 2,89т 0,498т 3750 0,32 4,77 0,4

Для водонагревательных установок и жидкостных систем отопления лучше всего в качестве теплоаккумулирующего материала применять воду, а для воздушных гелиосистем — гальку, гравий и т.п. Следует иметь в виду, что галечный теплоаккумулятор при одинаковой теплоаккумулирующей способности по сравнению с водяным теплоаккумулятором имеет в 3 раза больший объем и занимает в 1,6 раза большую площадь. Например, водяной теплоаккумулятор диаметром 1,5 м и высотой 1,4 м имеет объем 4,3 м

3, в то время как галечный теплоаккумулятор в форме куба со стороной 2,4 м имеет объем 13,8 м3.

Плотность аккумулирования теплоты в значительной степени зависит от метода аккумулирования и рода теплоаккумулирующего материала. Она может быть аккумулирована в химически связанном виде в топливе. При этом плотность аккумулирования соответствует теплоте сгорания, кВт*ч/кг:

  • нефть — 11,3;
  • уголь (условное топливо) — 8,1;
  • водород — 33,6;
  • древесина — 4,2.

При термохимическом аккумулировании теплоты в цеолите (процессы адсорбции — десорбции) может аккумулироваться 286 Вт*ч/кг теплоты при разности температур 55°C. Плотность аккумулирования теплоты в твердых материалах (скальная порода, галька, гранит, бетон, кирпич) при разности температур 60°C составляет 14…17 Вт*ч/кг, а в воде — 70 Вт*ч/кг. При фазовых переходах вещества (плавление — затвердевание) плотность аккумулирования значительно выше, Вт*ч/кг:

  • лед (таяние) — 93;
  • парафин — 47;
  • гидраты солей неорганических кислот — 40…130.
Таблица 2. Сравнение удельной теплоемкости и плотности различных материалов на основе равных объемов
Ма­те­ри­ал Удель­ная те­пло­ем­кость, кДж/(кг*K) Плот­ность, кг/м3 Те­пло­ем­кость, кДж/(м3*K)
Вода 4,19 1000 4187
Металлоконструкции 0,46 7833 3437
Бетон 1,13 2242 2375
Кирпич 0,84 2242 1750
Магнетит, железная руда 0,68 5125 3312
Базальт, каменная порода 0,82 2880 2250
Мрамор 0,86 2880 2375

К сожалению, лучший из приведенных в таблице 2 строительных материалов — бетон, удельная теплоемкость которого составляет 1,1 кДж/(кг*K), удерживает лишь ¼ того количества тепла, которое хранит вода того же веса. Однако плотность бетона (кг/м3) значительно превышает плотность воды. Во втором столбце таблицы 2 приведены плотности этих материалов. Умножив удельную теплоемкость на плотность материала, получим теплоемкость на кубический метр. Эти величины приведены в третьем столбце таблицы 2. Следует отметить, что вода, несмотря на то, что обладает наименьшей плотностью из всех приведенных материалов, имеет теплоемкость на 1 м

3 выше (2328,8 кДж/м3), чем остальные материалы таблицы, в силу ее значительно большей удельной теплоемкости. Низкая удельная теплоемкость бетона в значительной степени компенсируется его большой массой, благодаря которой он удерживает значительное количество тепла (1415,9 кДж/м3).

Теплофизические свойства строительных материалов | ДОМ ИДЕЙ

К ним относят те свойства материалов, что связаны с изменением температуры. В контексте снижения затрат на энергоносители в холодный период года важнейшими для любого владельца дома являются способность строительных материалов передавать (терять), а так же аккумулировать и держать тепло.

Теплопроводность строительных материалов

Это способность строительного материала передавать через свою толщу тепловой поток, возникающий вследствие разности температур внутри и снаружи здания. Это свойство имеет важное значение для строительных материалов, применяемых при устройстве ограждающих конструкций (стен, перекрытий, покрытий) и материалов, предназначенных для теплоизоляции.

Теплопроводность стройматериала зависит от его химического состава, структуры, влажности, пористости и характера пор, разности температур на противоположных его поверхностях и средней температуры при которой происходит передача тепла

Показателем теплопроводности служит коэффициент теплопроводности. Этот коэффициент равен количеству тепла, проходящего через образец материала толщиной 1 м, площадью 1 м2 в течение 1 часа при разности температур образца в 1°С. Чем он больше, тем хуже теплоизоляционная способность материала. Плотные стройматериалы, материалы с крупными порами и с закрытыми порами лучше передают тепло, поэтому для целей теплоизоляции стараются применять мелкопористые материалы и материалы с открытыми порами. Наличие влаги в порах увеличивает теплопроводность в десятки раз.

Коэффициент теплопроводности λ (Вт/мС): воздуха 0,023, древесины вдоль волокон 0,35 и поперек волокон 0,175, воды 0,59, керамического кирпича 0,82, льда 2,3. То есть воздушные поры в материале резко снижаются его теплопроводность, а увлажнение сильно увеличивает, так как коэффициент теплопроводности воды в 25 раз выше, чем у воздуха. При замерзании воды в порах теплопроводность материала увеличивается еще больше, так как лед примерно в 4 раза теплопроводнее воды и в сто раз теплопроводнее воздуха. Результат лучше всего заметен на примере неграмотно утеплённой мансарды. Можно увидеть, что сырая теплоизоляция в морозную погоду практически перестаёт работать.

Теплозащитные свойства конкретной конструкции определяются коэффициентом сопротивления теплопередаче, который связывает коэффициент теплопроводности с толщиной (B) стены, перекрытия или слоя теплоизоляции: R = B / λ. Из формулы видно, что чем больше теплопроводность, тем меньше коэффициент сопротивления теплопередаче и, следовательно, хуже теплозащитные свойства ограждающей конструкции.

Удельная теплоёмкость материалов

Равна количеству теплоты, необходимому для нагревания 1 кг материала на 1С. У органических материалов она обычно выше, чем у неорганических (кДж/(кг°С). Для древесины 2,38-2,72, для стали 0,46, для воды 4,187. Видно, что наибольшую теплоёмкость имеет вода, поэтому их теплоёмкость и возрастает с повышением влажности материалов. Кстати, высокая теплоёмкость воды делает её идеальным теплоносителем для системы отопления.

Тепловое расширение

Свойство материалов расширятся при нагревании и сжиматься при охлаждении, что приводит к изменениям линейных размеров и объема. Характеризуется коэффициентом линейного расширения, показывающим, насколько расширяется материал при повышении температуры на 1С.

В конструкциях, объединяющих несколько материалов, коэффициент теплового линейного расширения необходимо всегда учитывать. У стали (11-11,9) и бетона (10-14) он почти одинаков, поэтому эти материалы так хорошо сочетаются в железобетонных конструкциях. Если же коэффициенты линейного расширения отдельных компонентов значительно различаются, в таких конструкциях возникают напряжения, которые могут привести не только к появлению микротрещин и короблению, но и к полному их разрушению.

Аккумулирование тепла

Свойство материала при нагревании поглощать, а при охлаждении отдавать определённое количество теплоты называют теплоаккумулирующей способностью. Зависит она от удельной теплоемкости строительного материала, его средней плотности и толщины стеновой конструкции. Физический смысл теплоаккумулирующей способности (Qs) материала в возможности накопить и удержать в квадратном метре стены заданной толщины некоторое количество тепловой энергии, которая в дальнейшем может определенное время (время остывания ta) расходоваться на поддержание комфортного микроклимата в помещении.

Для более понятного восприятия можно провести аналогию с радиаторами отопления. Чугунные радиаторы благодаря тепловой инерции, то есть большей способности чугуна аккумулировать тепло, при отключении подачи теплоносителя остаются горячими более длительное время, расходуя накопленную энергию на прогрев помещения, чем стальные или алюминиевые.

Время остывания стен зависит от теплоаккумулирующей способности материала и сопротивления теплопередаче ta = Qs R, и чем Qs и R больше, тем более длительный промежуток времени в помещениях дома будет сохраняться приемлемые для жизнедеятельности условия. Полная формула расчёта времени остывания будет выглядеть так: ta = С γ В2 / λ. Где С — удельная теплоёмкость, γ — средняя плотность, λ — коэффициент теплопроводности, B – толщина стены

Теплофизические параметры некоторых строительных материалов

Материал

С (кДж/кг°С)

γ (кг/м³)

λ (Вт/м °С)

Ячеисто-бетонные блоки D500

1.0

500

0.12

Хвойные породы дерева

2.3

650

0.18

Керамический кирпич пустотелый

0.88

1000

0.44

Силикатный кирпич

0.88

1800

0.87

Железобетон

0.84

2500

2.04

Подставляя приведенные в таблице данные в формулу и учитывая, что Вт=Дж/сек, получаем следующее соотношение времени остывания. Быстрее всего остывают железобетонные конструкции. Стена из ячеистых блоков будет остывать в 2,1 раза дольше, чем стена из пустотелого керамического и в 2,6 раза медленнее, чем из силикатного кирпича. На практике теплоаккумулирующая способность материалов видна на примере прогрева и остывания периодически отапливаемого здания, например, дачи.

Огнестойкость строительных материалов

Это способность строительного материала сохранять основные характеристики (несущая способность, прочность, твердость и пр.) под воздействием высоких температур, например, при пожаре. По степени огнестойкости строительные материалы делят на несгораемые, трудно сгораемые и сгораемые.

Несгораемые материалы (кирпич, бетон, сталь) под действием открытого пламени или высоких температур не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются. Однако необходимо учитывать, под воздействием открытого пламени они теряют несущую способность. Некоторые несгораемые материалы (мрамор, стекло, асбестоцемент) при нагревании разрушаются полностью, а стальные конструкции сильно деформируются. Трудно сгораемые материалы (фибролит, асфальтобетон) тлеют и обугливаются, но после удаления источника пламени или высокой температуры тление прекращается.

Сгораемые материалы (дерево, пластики, битумы, бумага) воспламеняются или тлеют и продолжают гореть или тлеть и после удаления источника пламени или температуры. Для повышения огнестойкости эти материалы обрабатывают огнезащитными составами – антипиренами, которые при нагревании выделяют газы, не поддерживающие горения, или образуют на материале пористой защитой слой, замедляющий его нагрев. Но необходимо учитывать, что состав способен проникнуть вглубь древесины лишь на несколько миллиметров и не является панацеей от пожара. Он лишь задерживает распространение пламени.

В применении к зданиям и сооружениям говорят не об огнестойкости материалов, а об огнестойкости конструкций. Так как, например, конструкции, выполненные из сгораемых материалов, но обработанные антипиренами или защищенные от огня штукатуркой или облицовкой из несгораемых материалов, по своей огнестойкости относятся к трудно сгораемым.

Огнеупорность строительных материалов

Огнеупорностью называется способность материала выдерживать, не расплавляясь и не деформируясь, длительное воздействие высоких температур выше 1580°С. Огнеупорными являются шамотный кирпич, жароупорный бетон и др. Материалы, размягчающиеся при температуре ниже 1350°С, называются легкоплавкими. Материалы, выдерживающие температуру от 1350°С до 1580°С без заметных деформаций, называются тугоплавкими.

Что нам стоит дом построить

 

Теплонадзор » Энергетические обследования при вводе зданий в эксплуатацию

Доклад на научно-практической конференции “Повышение эффективности энергоснабжения городов, населенных пунктов и промышленных комплексов”, проходившей с 23 по 25 сентября 2009 г. в Великом Новгороде. Докладчик руководитель Экзаменационного центра “ТТМ” Денис Лездин.

Какие энергетические параметры зданий важны при эксплуатации, как они связаны с нашим комфортом и как влияют на безопасность? Начнем с того, что каждое здание имеет системы отопления, вентиляции и, реже, кондиционирования. Все они относятся к теплопотребляющей установке, задача которой обеспечить оптимальный микроклимат в помещениях здания при любой погоде. Сберечь тепло должны ограждающие конструкции здания: стены, окна, кровля. Теплоаккумулирующая способность, теплозащита и воздухопроницаемость этих конструкций сильно влияют на то, будем ли мы постоянно отапливать улицу или экономно использовать энергию.

Комфорт и безопасность здоровья людей при нахождении в жилых и рабочих помещениях зависит от температуры воздуха, скорости его движения, влажности и теплового облучения. Нарушение этих параметров из-за неправильной работы системы отопления или вентиляции, плохой теплозащиты или высокой воздухопроницаемости ограждающих конструкций может стать причиной повышенной заболеваемости. Низкая теплозащита ограждающих конструкций или наличие дефектов теплозащиты повышают вероятность промерзания стен, образования конденсата на поверхностях. В таких местах, где температура поверхностей снижается ниже допустимого уровня, может появиться вредный для здоровья грибок.

С точки зрения энергетической безопасности, снижение потребления энергоресурсов новыми и реконструированными объектами важно, так как подключение выполняется к имеющимся лимитированным и небезграничным мощностям. Подход “деньги есть – сколько хотим, столько и затратим энергии” в корне неправильный.

Важнейшая задача проектировщика – выполнить требования нормативов и найти баланс между ценой возведения объекта, стоимостью его эксплуатации и затратами на теплоснабжение. Грамотная реализация проекта – задача строителей, монтажников и пуско-наладки. При этом очевидно, что нельзя добиться качества, если его не контролировать. Решает эту задачу внедрение обязательного контроля энергетических параметров законченных строительством объектов.

Федеральные и региональные нормативы по энергосбережению дают основу для проведения контроля и определяют основные критерии диагностики. В соответствии с этими нормами существуют требования Ростехнадзора по вводу в эксплуатацию законченных строительством объектов недвижимости и их теплопотребляющих энергоустановок. Надо отметить, что нами постоянно ведется работа по совершенствованию организационного, методического и технического обеспечения такого контроля. Сотрудничество специалистов ЗАО “ТТМ” и МТУ Ростехнадзора по СЗФО направлено на разработку современных методов и технологий, отвечающих всем требованиям по контролю качества в строительстве и энергетике.

При вводе в эксплуатацию нового или реконструированного здания требуется проведение пуско-наладочных работ на системах отопления, вентиляции и кондиционирования, а также контроль фактических параметров теплозащиты, воздухопроницаемости и обследование на скрытые дефекты теплоизоляции. Каждый этап четко регламентирован в соответствии с действующими нормами и положениями.

Проверке подлежат законченные строительством, реконструированные и эксплуатируемые здания и сооружения жилого, общественного и производственного назначения с нормируемой температурой и относительной влажностью внутреннего воздуха. Обследование следует проводить в процессе тепловых испытаний (согласно п. 9.3.25 Правил технической эксплуатации тепловых энергоустановок), при контроле качества производства строительных работ (согласно п. 11.4 СНиП 23-02-2003), при определении фактических показателей энергоэффективности для оформления энергетического паспорта здания (согласно п. 4.1 ГОСТ Р 51380-99 и п. 12.6 СНиП 23-02-2003).

Методические указания по комплексному контролю теплозащиты зданий и сооружений излагают организацию и технологию контроля нормируемых показателей теплоизоляции, теплоаккумулирующей способности и воздухопроницаемости ограждающих конструкций зданий в натурных условиях эксплуатации, обеспечивают параметрами энергетический паспорт и энергоаудит зданий.

Для обеспечения технической стороны процесса контроля используются современные приборы: портативные измерительные тепловизоры, электронные самописцы с датчиками теплового потока, установки контроля воздухопроницаемости. Приборная база подобрана нами таким образом, чтобы комплексно и наиболее эффективно решать все задачи контроля в натурных условиях эксплуатации объектов.

Как показывает наша обширная практика, наиболее перспективным вариантом является использование тепловидения при оперативных обследованиях теплозащиты зданий и сооружений. ЗАО “ТТМ” работает в этой области с 1993, обследование строительных объектов всегда было одним из основных направлений работы. Работы по обеспечению контроля качества теплозащиты зданий на стадии их приемки проводятся с 2000 г., с 2003 г. такой контроль в Санкт-Петербурге является обязательным.

Метод диагностики основан на том, что большинство конструктивных, технологических, эксплуатационных и строительных дефектов теплозащиты приводят к искажению температурного поля конструкций и обнаруживаются тепловизором. Хотя тепловизор обладает высокой чувствительностью, для гарантированного выявления всех возможных дефектов ограждений необходим перепад температур между внутренним и наружным воздухом. Именно поэтому обследования проводятся в течение отопительного периода, когда система отопления функционирует в штатном режиме.

Тепловизионное обследование включает наружную и внутреннюю тепловизионную съемку здания. Наружная тепловизионная съемка фасадов помогает выявить участки ограждающих конструкций с повышенными теплопотерями. Съемка проводится только в условиях отсутствия солнечного освещения. В результате получаются термограммы фасадов, на которых отмечены участки с повышенными теплопотерями и некоторыми типами дефектов теплозащиты. Однако, нормативы содержат критерии дефектности, относящиеся к внутренним температурам конструкций, не все типы дефектов теплозащиты проявляются на тепловой картине фасадов.

При внутреннем обследовании с помощью тепловизора проводится съемка наружных стен, окон и перекрытий в инфракрасном спектре. На полученных термограммах выявляются дефекты стен, окон и перекрытий, связанные с нарушением теплозащиты, а также участки с повышенной фильтрацией воздуха и места с повышенными теплопотерями.

Указанные ограничения служат критериями дефектности конструкций. Тепловизор наглядно фиксирует все слабые места теплозащиты. Проведя расчет по методике обработки данных, специалист может определить является ли обнаруженная температурная аномалия дефектом или нет. Из практики обследований следует отметить, что преимущественно причиной нарушений являются мостики холода в стеновых панелях; недостаточное утепление стен, перекрытий, покрытий, цокольных этажей; нарушения швов и стыков между сборными конструкциями; несоблюдение технологии при внутреннем утеплении и устройстве пароизоляции.

Еще один важный показатель тепловой защиты здания – сопротивление теплопередаче отдельных элементов ограждающих конструкций. Для контроля этого параметра тепловизионную съемку дополняют мониторингом теплового режима конструкций с помощью специального измерительного комплекса – электронного самописца с комплектом датчиков. Один такой прибор может одновременно измерять и регистрировать в своей памяти целый ряд важных параметров: температуру воздуха в помещении и на улице, температуру и тепловые потоки на поверхностях нескольких элементов ограждающих конструкций.

Если тепловизионное обследование обычно занимает несколько часов, то мониторинг проводится в течение нескольких суток и показывает, как конструкция ведет себя в реальных условиях эксплуатации. Результаты измерений с самописца обрабатываются совместно с данными тепловизионной съемки. Это позволяет наиболее эффективным способом определить важный нормируемый энергетический показатель – приведенное сопротивление теплопередаче строительных конструкций.

Для контроля воздухопроницаемости и кратности воздухообмена помещений зданий используется аттестованный испытательный стенд Minneapolis BlowerDoor. Метод измерения воздухопроницаемости заключается в том, что с помощью вентилятора в контролируемые помещения нагнетают (или отсасывают) воздух, затем при фиксированном перепаде давления между помещением и наружной средой измеряют расход воздуха через вентилятор, который соответствует расходу воздуха фильтрующегося через неплотности строительных конструкций.

Одновременно с измерением воздухопроницаемости можно использовать тепловизор для обнаружения мест расположения дефектов теплозащиты конструкций, связанных со сверхнормативной фильтрацией воздуха. По результатам тепловизионной съемки находят участки конструкций, температура которых изменяется из-за инфильтрации наружного воздуха.

Комплексный подход к обследованию здания является перспективным направлением. Тем более, что имеющаяся техника и методические наработки позволяют сократить сроки и трудоемкость контроля, различные методы диагностики, дополняя друг друга, только повышают надежность результатов.

К важным составляющим энергетического баланса зданий относятся уровень теплозащиты конструкций, теплоаккумулирующая способность, воздухопроницаемость и параметры вентиляции, настройка системы отопления. Все эти параметры должны быть проконтролированы и их фактические значения внесены в паспорт объекта. В настоящее время результаты комплексного обследования используются для заполнения графы фактических показателей в энергетическом паспорте здания, затем рассчитывается класс его энергоэффективности.

Эффективные механизмы контроля должны гарантировать выполнение норм по потреблению энергии и комфортным условиям для людей. В этом направлении еще много работы, должны быть разработаны меры экономического стимулирования энергосбережения. Кроме этого, информация о результатах контроля должна быть открытой и доступной, реальное состояние объекта должно влиять на его рыночную стоимость. Мы считаем, что необходим обязательный повсеместный контроль требований действующих нормативов, тем более что это касается как безопасности здоровья людей, так и энергетической безопасности страны в целом.

Масса и место размещения теплоаккумулятора |

Поступающая через светопрозрачные поверхности остекления солнечная радиация поглощается частью внутренних поверхностей отапливаемых помещений здания или отражается на другие внутренние поверхности. Энергия, поглощенная поверхностью, передается внутрь материала путем теплопроводности.

Увеличение температуры теплоаккумулирующих элементов, вызываемое поглощением солнечной энергии, может быть приближенно определено по формуле

Δt = Qпогл/VC'
где,
Qпогл — количество поглощенной энергии, Дж;
V — объем теплоаккумулирующего элемента, м3;
C’ — удельная объемная теплоемкость материала, Дж/(м3*°C).

Поглощательная способность поверхности зависит от материала, из которого она сделана, и ее цвета. При падении солнечных лучей по нормали к поверхности поглощательная способость α различных материалов имеет следующие значения:

  • бетон — 0,6;
  • красный кирпич — 0,68;
  • гранит — 0,55;
  • песчаник — 0,54;
  • черепица — 0,69;
  • древесина (сосна) — 0,6.

Поглощательная способность α зависит также от цвета поверхности:

  • белый — 0,18;
  • желтый — 0,33;
  • темно-красный — 0,57;
  • коричневый — 0,79;
  • серый — 0,75;
  • черный (матовый) — 0,96;
  • светло-зеленый — 0,5;
  • темно-зеленый — 0,88.

Эффективность пассивных систем солнечного отопления существенно зависит от массы теплоаккумулирующих элементов и их размещения в здании. Увеличение суммарной теплоемкости солнцеулавливающих теплоаккумулирующих элементов, отнесенной к 1 м2 площади остекленных поверхностей здания, повышает эффективность пассивной гелиосистемы прямого улавливания солнечной энергии до определенного предела. При C = 175...225 Вт*ч/(м2*°C) график зависимости эффективности системы от общей теплоемкости стремится к горизонтальной линии, т.е. достигается максимальная эффективность. Поэтому минимальная масса теплоаккумулирующих элементов соответствует значению суммарной теплоемкости C, отнесенной к 1 м2 площади остекленных поверхностей, пропускающих солнечную энергию внутрь здания, равному 175 Вт*ч/(м2*°C). При больших значениях массы теплоаккумулирующих элементов вся или почти вся уловленная солнечная энергия полезно используется, поглощаясь теплоаккумулирующими элементами, и не происходит перегрева здания, а суточные изменения температуры воздуха внутри помещений будут небольшими. Верхний предел массы всех теплоаккумулирующих элементов определяется технико-экономическим расчетом.

Пример 1

Рассчитать требуемый суммарный объем теплоаккумулирующих элементов из бетона [C'б = 522 Вт*ч/(м2*°C)] и в виде емкостей с водой [C'в = 1163 Вт*ч/(м2*°C)] при их суммарной теплоемкости, отнесенной к 1 м2 солнцеулавливающей остекленной поверхности, равной C = 200 Вт*ч/(м2*°C) для дома с площадью остекления южного фасада Aост = 40 м2.

Объем теплоаккумулирующих элементов из бетона равен

Vб = CAост/C'в = 200*40/1163 = 6,88 м3

Теплоаккумулирующие элементы следует размещать таким образом, чтобы они могли непосредственно получать солнечное излучение или поглощать излучение, отраженное другими поверхностями интерьера. Наилучшим твердым теплоаккумулирующим материалом является бетон, затем следуют кирпич, дуб, сосна, гипс. Теплоаккумулирующие элементы могут служить ограждениями здания, т.е. его стенами, полом, потолком. При этом наружная поверхность этих элементов должна быть теплоизолирована.

Таблица 1. Зависимость площади поверхности бетонной теплоаккумулирующей плиты от ее толщины
Толщина теплоаккумулирующего элемента, мм Площадь поверхности теплоаккумулирующего элемента, отнесенная к 1 м2 площади светопрозрачного ограждения (остекления южного фасада), м2
50 7
100 5
200 3

Эти данные относятся к элементам, непосредственно поглощающим солнечное излучение, т.е. они должны быть размещены так, чтобы солнечное излучение попадало на них не менее 4 ч/день. В случае, когда теплоаккумулирующие элементы (потолок, стены) расположены так, что на них не попадает прямое солнечное излучение, и они нагреваются за счет отраженного солнечного излучения и излучения внутренних поверхностей или конвективного теплообмена с воздухом, толщина материала или площадь поверхности теплоаккумулирующего элемента, отнесенная к 1 м2 площади остекления южного фасада, должна быть приблизительно в 2 раза больше, чем в первом случае.

Третий вариант размещения теплоаккумулирующих элементов соответствует случаю, когда они не являются частями ограждения и строительных конструкций, а установлены внутри помещений, отапливаемых за счет прямого поступления солнечного излучения. Это могут быть емкости с водой или элементы, выполненные из строительных материалов. При этом относительная площадь освещенной солнечным излучением поверхности элемента, приходящаяся на 1 м2 площади остекления, составляет 2 м2 для элемента из кирпича (толщиной 200 мм) или бетона (толщиной 150 мм), а емкости с водой должны иметь объем не менее 0,3 м3 на 1 м2 остекления.

Суммарная теплоемкость (Вт*ч/°C) теплоаккумулирующих элементов составляет

Cак = AостC1
где,
Aост — площадь остекления (солнцеулавливающей прозрачной изоляции), м2;
C1 — теплоемкость теплоаккумулирующего элемента, отнесенная к 1 м2 площади остекления, Вт*ч/(м2*°C).

Требуемый объем теплоаккумулирующих элементов

Vак = Cак/C'
где,
C’ — удельная объемная теплоемкость теплоаккумулирующего материала, Вт*ч/(м3*°C).

Пример 2

Определить требуемый объем теплоаккумулирующих бетонных элементов для помещения площадью 100 м2, имеющего южные окна суммарной площадью 25 м2, при минимально допустимой удельной теплоемкости 200 Вт*ч/(м2*°C).

Общая теплоемкость теплоаккумулирующих элементов

Cак = AостC1 = 25*200 = 5*1000 Вт*ч/°C

Требуемый минимальный объем теплоаккумулирующих элементов из бетона

Vак = Cак/C'б = 5*1000/522 = 9,6 м3

Распределение этого объема теплоаккумулирующего материала может быть выполнено, если на основе плана и разреза помещения по азимуту и углу высоты Солнца определить площади пола и стены, освещаемые Солнцем в течение не менее 4 ч в день в зимний период. При заданной толщине теплоаккумулирующих элементов и выбранном материале можно определить площади поверхностей освещаемых и не освещаемых теплоаккумулирующих элементов.

Пример 3

По данным предыдущего примера выполнить распределение массы теплоаккумулирующих бетонных элементов стен, пола и отдельно стоящих колонн.
Принять, что масса распределяется между указанными элементами в соотношении 3:2:1.

Суммарный объем теплоаккумулирующих бетонных элементов составляет 9,6 м3, а объем теплоаккумулирующих стен, пола и колонн равен соответственно 4,8; 3,2 и 1,6 м3.

СНАБЖЕНИЕ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИЕЙ С УЧЕТОМ АККУМУЛИРУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ЗДАНИЙ

Научно-технический сборник 49

Научно-технический сборник 49 УДК 697.34 26 Научно-технический сборник 49 В.М.ГОЛУБЦОВ, д-р техн. наук, Е.Н.КРЮЧКОВ, канд. техн. наук Запорожская государственная инженерная академия ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ НА

Подробнее

К ТЕОРИИ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ

К ТЕОРИИ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ УДК 697.03.01 К ТЕОРИИ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ Ю.Н. Денисенко, В.И. Панферов Рассматриваются варианты структуры математической модели отопительного прибора. Оценено качественное и количественное

Подробнее

Лекция ТЕПЛОВЫЕ ПУНКТЫ

Лекция ТЕПЛОВЫЕ ПУНКТЫ Лекция 3 3. ТЕПЛОВЫЕ ПУНКТЫ Тепловые пункты представляют собой узлы подключения потребителей тепловой энергии к тепловым сетям и предназначены для подготовки теплоносителя, регулирования его параметров

Подробнее

ТЕПЛОПОТРЕБЛЕНИЕ И ТЕПЛОВЫЕ ПУНКТЫ

ТЕПЛОПОТРЕБЛЕНИЕ И ТЕПЛОВЫЕ ПУНКТЫ Постановка проблемы В настоящее время в системе теплоснабжения г. Ульяновска, как и в большинстве городов России, в качестве основного метода регулирования тепловой нагрузки применяется центральное качественное

Подробнее

15.2. Расчетные зависимости

15.2. Расчетные зависимости Лекция 5 5. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ И РЕЖИМЫ РАБОТЫ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ 5.. Основные задачи При проектировании тепловых сетей основная задача гидравлического расчета состоит в определении диаметров труб по заданным

Подробнее

Газоснабжение Теплоснабжение

Газоснабжение Теплоснабжение Вопросы вступительного экзамена магистратуры 6М072900-Строительство (Специализация Теплогазоснабжение и вентиляция) Направление подготовки научное и педагогическое, срок обучения 2 года Вопросы сформированы

Подробнее

ОТОПЛЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

ОТОПЛЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ ОТОПЛЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ Отопление предназначено для поддержания нормируемой температуры воздуха в производственных помещениях в холодное время года. Кроме того, оно способствует лучшей сохранности

Подробнее

ООО СК «ЯрБизнесСервис»

ООО СК «ЯрБизнесСервис» ООО СК «ЯрБизнесСервис» Свидетельство СРО 681-1214-7606092098 от 26.12.2014 г. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ТЕПЛООБМЕННИКОВ И ДОЖИМНОЙ КОМПРЕССОРНОЙ СТАНЦИИ ДККС НА ОБЪЕКТЕ «УНИВЕРСАЛЬНЫЙ СТЕНД ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ

Подробнее

Дата введения

Дата введения МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО СОСТАВЛЕНИЮ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДЛЯ СИСТЕМ ТРАНСПОРТА ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ ПО ПОКАЗАТЕЛЯМ «РАЗНОСТЬ ТЕМПЕРАТУР СЕТЕВОЙ ВОДЫ В ПОДАЮЩИХ И ОБРАТНЫХ ТРУБОПРОВОДАХ» И «УДЕЛЬНЫЙ

Подробнее

Научно-технический сборник 84

Научно-технический сборник 84 Научно-технический сборник 84 нию, после чего необходимо предусмотреть меры по включению системы управления. Разработанная система диагностики при ее внедрении будет способствовать повышению экономии энергетических

Подробнее

СО (3)-2003

СО (3)-2003 МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ УТВЕРЖДЕНО Приказом Министерства энергетики Российской Федерации 278 от 30 июня 2003 г. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО СОСТАВЛЕНИЮ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДЛЯ

Подробнее

ТЕХНИЧЕСКИЙ ОТЧЕТ ШИФР ПРОЕКТА ТО-16-63

ТЕХНИЧЕСКИЙ ОТЧЕТ ШИФР ПРОЕКТА ТО-16-63 ТЕХНИЧЕСКИЙ ОТЧЕТ ШИФР ПРОЕКТА ТО-16-63 Определение расчетной тепловой нагрузки на систему отопления Адрес: 119618, г. Москва, ул. Главмосстроя д.7а ИСПОЛНИТЕЛЬ Генеральный директор ООО «ЭНЕРГОТЕСТ» А.М.

Подробнее

Энергосберегающее мероприятие

Энергосберегающее мероприятие 1. Наименование проекта Энергосберегающее мероприятие Повышение энергоэффективности теплопотребления, с установкой автоматизированного индивидуального теплового пункта (ИТП) на тепловом вводе административного

Подробнее

РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ СХЕМ КОТЕЛЬНЫХ

РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ СХЕМ КОТЕЛЬНЫХ Федеральное государственное унитарное предприятие Проектный, конструкторский и научноисследовательский институт «СантехНИИпроект» СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ СТО 02494733 5.4022006 Сведения о стандарте РАСЧЕТ

Подробнее

Практическое занятие мая 2017 г.

Практическое занятие мая 2017 г. 4 мая 2017 г. Теплопроводность это процесс распространения теплоты между соприкасающимися телами или частями одного тела с различной температурой. Для осуществления теплопроводности необходимы два условия:

Подробнее

Кафедра «Промышленная теплоэнергетика»

Кафедра «Промышленная теплоэнергетика» МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН ГБОУ ВПО «АЛЬМЕТЬЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ИНСТИТУТ» Кафедра «Промышленная теплоэнергетика» ПРОГРАММА вступительного испытания профессиональной

Подробнее

Э.И. ГОНЧАРОВ, В.А. ЗАФАТАЕВ

Э.И. ГОНЧАРОВ, В.А. ЗАФАТАЕВ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УО «Полоцкий государственный университет» Э.И. ГОНЧАРОВ, В.А. ЗАФАТАЕВ Методические указания к выполнению контрольной работы по курсу «СТРОИТЕЛЬНАЯ ТЕПЛОФИЗИКА»

Подробнее

МАСТЕР-ПЛАН СХЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

МАСТЕР-ПЛАН СХЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ОБОСНОВЫВАЮЩИЕ МАТЕРИАЛЫ К СХЕМЕ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ СЕЛЬСКОГО ПОСЕЛЕНИЯ ОТРАДНЕНСКОЕ КРАСНОГОРСКОГО МУНИЦИПАЛЬНОГО РАЙОНА МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ НА ПЕРИОД ДО 2031 ГОДА КНИГА 5 МАСТЕР-ПЛАН СХЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Подробнее

ТЕПЛОПОТРЕБЛЕНИЕ И ТЕПЛОВЫЕ ПУНКТЫ

ТЕПЛОПОТРЕБЛЕНИЕ И ТЕПЛОВЫЕ ПУНКТЫ 40 ТЕПЛОПОТРЕБЛЕНИЕ И ТЕПЛОВЫЕ ПУНКТЫ О режимах регулирования отпуска теплоты И.М. Сапрыкин, главный технолог, ООО ПНТК «Энергетические Технологии», г. Нижний Новгород Введение В системах теплоснабжения

Подробнее

Содержание. Введение… 4

Содержание. Введение... 4 Содержание Введение… 4 1 Расчѐт допустимого времени устранения аварии и восстановления теплоснабжения…. 5 2 Определение испытательного давления при испытаниях трубопроводов ослабленных коррозией….

Подробнее

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ ОТОПИТЕЛЬНОГО ПРИБОРА

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ ОТОПИТЕЛЬНОГО ПРИБОРА МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НАБЕРЕЖНОЧЕЛНИНСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ) ФГАОУ ВО «КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Д.Л. Карелин, А.В. Болдырев ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ ОТОПИТЕЛЬНОГО

Подробнее

СХЕМЫ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ ДВУХЭТАЖНОГО ДОМА

СХЕМЫ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ ДВУХЭТАЖНОГО ДОМА СХЕМЫ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ ДВУХЭТАЖНОГО ДОМА Основой для любого проекта отопления является правильно разработанная схема. Она определяет порядок монтажа, характеристики компонентов и параметры всей системы.

Подробнее

Лекция 5 Классификация расчетов ТА

Лекция 5 Классификация расчетов ТА Лекция 5 Классификация расчетов ТА При расчете и проектировании ТА принято различать: тепловой конструктивный, тепловой поверхностный, компоновочный, гидравлический, механический и технико-экономический

Подробнее

РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА

РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА Титульный лист рабочей учебной программы Форма Ф СО ПГУ 7.18.3/30 Министерство образования и науки Республики Казахстан Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова Кафедра теплоэнергетики

Подробнее
Испытания отопительных систем и теплоаккумулирующей способности зданий

Целью испытаний систем отопления и вентиляции вводимых в эксплуатацию зданий и сооружений является определение фактических параметров, характеризующих работу данных систем и соответствия их проекту.

Теплотехнические испытания ограждающих конструкций (включая проверку теплоаккумулирующей способности зданий) проводятся для выявление их фактических теплозащитных свойств и теплоаккумулирующей способности зданий, а также их соответствия современным нормативным требованиям и проектным значениям.

Согласно приказу Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору № 212 от 07.04.2008 «Об утверждении порядка организации работ по выдаче разрешений на допуск в эксплуатацию энергоустановок», «должностное лицо Службы для выдачи разрешения на допуск в эксплуатацию тепловых энергоустановок и тепловых сетей рассматривает заявление установленного образца и перечень прилагаемых документов:

• Технические отчеты о проведенных испытаниях (измерениях), включая отчет о тепловых испытаниях отопительных систем, с определением теплозащитных свойств ограждающих конструкций и теплоаккумулирующей способности зданий».

Как произвести испытания систем отопления с проверкой теплоаккумулирующей способности зданий?

Проведение работ по тепловым испытаниям (измерениям) систем отопления, вентиляции и определению теплозащитных свойств наружных ограждающих конструкций здания осуществляется по разработанным методикам, согласованным в территориальном управлении Ростехнадзора.

Кроме того, необходимо наличие поверенных приборов для измерения тепловых потоков, причем одним измерителем не обойтись, так как измеряются одновременно тепловые потоки на нескольких конструкциях (дверях, стенах, перекрытиях, окнах). Наличие тепловизора, термоанемометра необходимо для получения достоверных данных о температурах на обследуемых поверхностях. Для проведения замеров расхода теплоносителя потребуется переносной ультразвуковой расходомер.

Наша компания обладает всем перечисленным требования и готова провести и составить отчет о тепловых испытаниях отопительных систем, с определением теплозащитных свойств ограждающих конструкций и теплоаккумулирующей способности зданий.


Аккумулирование тепловой энергии: Огород

Влияние увеличения теплоаккумулирующей массы

Влияние теплоаккумулирующей массы на температуру воздуха в теплице и на утилизацию солнечной энергии можно легко выявить путем сравнения двух теплиц. В одной из этих теплиц не имеется теплоаккумулирующей массы, во второй теплице теплоаккумулирующая способность увеличена в результате возведения задней стенки теплицы из кирпича или бетона. В теплице, не имеющий теплоаккумулирующей массы, наблюдается сильное колебание температуры воздуха днем и ночью. При этом максимальная температура обнаруживается примерно в 15 ч, а самая низкая — ранним утром, перед восходом солнца. При размещении теплоаккумулирующей массы в теплице разность между дневной и ночной температурами воздуха значительно уменьшается — ночью температура повышается, а днем снижается. В ночное время теплоаккумулирующая масса отдает тепло, накопленное днем, а днем она служит охладителем, т. е. поглощает тепло. Эту теплоаккумулирующую массу лучше было бы назвать «теплокомпенсатором». В теплице, имеющей такую массу, время достижения максимальной температуры сместилось на 2—3 ч. Более равномерное распределение температуры в теплице в различное время суток существенно улучшает условия для роста растений, а также увеличивает ее эксплуатационные возможности.

Размещение «теплокомпенсатора» в теплице и квартире

Солнечное излучение проникает сквозь прозрачное покрытие теплицы и попадает на стены и пол, а при направленном излучении еще и на потолок. Главным образом от цвета этих поверхностей зависит, какая доля поступающей солнечной энергии поглощается и какая отражается. Темные поверхности хорошо поглощают коротковолновое излучение и мало отражают, светлые действуют противоположным образом, а зеркальные поверхности отражают почти весь падающий на них свет.

Тепловая энергия, образующаяся из поглощаемого солнечного излучения, частично передается теплоаккумулирующей массе, а остающаяся часть переходит от поверхности массы к другим поверхностям и оттуда посредством конвекции — в воздух, повышая одновременно температуру воздуха (табл. 5.1).

Отраженное солнечное излучение преобразуется в тепловую энергию только, в том случае, если оно падает на поверхность какого-либо предмета или строительной конструкции. Если материал, на который поступает отраженное излучение, характеризуется низкой теплоаккумулирующей способностью или низкой теплопроводностью (например, мебель, дощатые стены и т. п.), то он нагревается весьма быстро и тепло переходит в воздух, в результате чего может произойти его перегрев, с которым приходится бороться с помощью вентиляции.

Эффективность использования прямого солнечного излучения можно повысить двумя способами:

  • путем поглощения прямого солнечного излучения и аккумулирования тепловой энергии непосредственно той массой, на которую падают солнечные лучи;
  • путем рассеивания солнечного излучения по всем направлениям, где имеется какая-либо теплоаккумулирующая масса.

Прямое солнечное излучение. При применении первого способа выявляют те участки теплицы и жилой квартиры, на которые падает первичное солнечное излучение в определенные промежутки времени, например между 9 и 15 ч. В качестве вспомогательных средств можно использовать разработанную Гуннаром Плейелем теневую модель, а также инсографики и инсоляторы. На полу и стенах модели отмечают участки, на которые попадает прямое солнечное излучение в различные месяцы. Эти участки целесообразно на этапе проектирования покрывать материалами темного цвета, имеющими хорошую теплоаккумулирующую способность. Такой материал должен, кроме того, обладать способностью воспринимать тепловую энергию с тем, чтобы возможно большая часть тепла, накопившегося на его поверхности, могла перейти в эту массу, а не в воздух.

Рассеянное излучение

Солнечное излучение, попадающее в теплицу или через нее в квартиру, можно рассеивать с помощью покрытия из соответствующего стекла или полиэтилена, а также путем применения шероховатой поверхности белого цвета. От этой поверхности свет отражается во все стороны и попадает на другие массы, которыми он и поглощается. Преимуществом данного решения является то, что все массы нагреваются равномерно и температура на их поверхности не повышается до столь больших значений, как на поверхности стен, материал которых поглощает солнечное излучение непосредственно. Применение рассеивающих полупрозрачных покрытий благоприятно также и для растений, поскольку свет падает на них равномерно и солнечные лучи не вызывают «сгорания» растений. Недостаток применения таких покрытий заключается в том, что они не совсем прозрачны для света — окружающее пространство видно сквозь них, как в тумане.

Размещение теплоаккумулирующих масс

Размеры участков в теплице, на которых можно разместить какую-либо теплоаккумулирующую массу, весьма ограниченны. Большая часть стен, а зачастую и крыши теплицы оснащены прозрачным для света покрытием, основная же часть поверхности пола отведена для выращивания растений. Поэтому для других целей остается лишь небольшая часть поверхности пола и часть задней стены, в которой обычно оборудованы также окна и дверь. Эти участки необходимо как можно более эффективно использовать для накопления и создания запасов тепловой энергии. Для решения этой задачи нужно, чтобы на теплоаккумулирующие массы, размещенные на указанных участках, падало прямое солнечное излучение в течение большей части светового дня. Таким образом, эти массы будут выполнять функции накопителей солнечной энергии и теплоаккумуляторов. Размещенную таким образом массу называют первичной массой. В зависимости от свойств первичной массы передача теплоты от нее происходит примерно на расстояние до 200 мм. От вторичной массы, которая не подвергается непосредственному воздействию солнечных лучей или главным образом остается в тени, передача тепла осуществляется на расстояние 80—100 мм. Поэтому для вторичной массы требуется площадь поверхности в 2—3 раза большая, чем для первичной.

При размещении теплоаккумулирующих масс и выборе материалов нужно ответить на следующие вопросы:

  • что требуется обеспечить теплом в первую очередь — квартиру или помещение теплицы?
  • каким образом можно с максимальной эффективностью использовать в качестве теплоаккумуляторов строительные материалы, применяемые при возведении дома?
  • сколько места можно предоставить для размещения теплоаккумулирующей массы и каким образом это размещение повлияет на использование площади теплицы?
  • каким образом при проектировании конструкции разделительной стены, в которой предусмотрены раздвижные теплоизолирующие покрытия с обеих сторон, обеспечить их максимальную эффективность?
  • как оценить эффективность различных решений и каковы расхо ды по их реализации?
  • каким образом осуществляется данное конструктивное решение на практике и долго ли будет служить эта конструкция?
  • как принятое конструктивное решение влияет на внешний вид теплицы и квартиры?

Теплоаккумулирующие свойства различных материалов

Теплоаккумулирующая способность. Теплоаккумулирующая способность строительных материалов зависит от их теплоемкости и разности температур. В качестве общего правила можно указать, что чем больше плотность данного вещества, тем больше его теплоаккумулирующая способность. Тяжелые вещества, как правило, отличаются также и хорошей теплопроводностью (табл. 5.2).

В небольших теплицах, где площадь размещения теплоаккумулирующих масс ограничена, целесообразно использовать вещества, обладающие способностью к фазовым превращениям. На рынках сбыта имеется такая продукция в упакованном виде — пакеты толщиной в несколько сантиметров, которые можно вмонтировать в стену, а в пределах квартиры — также и в пол. Преимуществом таких материалов является их небольшой объем, обусловленный высокой теплоаккумулируюшей способностью (например, в 6 раз большей, чем у камня). Недостатком их является высокая стоимость, которая в настоящее время составляет около 200 финских марок за 1 м². Более экономичное решение заключается в использовании в качестве теплоаккумуляторов таких материалов, которые одновременно служат строительным материалом конструкций пола или стены. Бесплатным теплоаккумулирующим материалом является только вода. При ее использовании определенные затраты идут лишь на установку емкостей и оборудование бассейна.

Влияние поверхности теплоаккумупирующей массы

Цвет используемой первичной теплоаккумулируюшей массы оказывает решающее влияние на долю солнечной лучистой энергии, поглощаемой материалом. Для вторичной теплоаккумулируюшей массы одним из важнейших факторов является структура поверхностного слоя, поскольку значительное количество образующегося тепла переходит в него через воздух (путем конвекции). При этом остается справедливым правило: чем более грубо обработана поверхность, тем больше в нее перейдет тепловой энергии. Длинноволновое тепловое излучение хорошо поглощается почти всеми строительными материалами (табл. 5.3).

Толщина элемента из теплоаккумулирующей массы

При использовании в ночное время накопленной за день солнечной тепловой энергии глубина проникания теплоты в массу, например за 8 световых часов, определяется ее толщиной. В зависимости от вида первичного теплоаккумулирующего материала толщина его в строительной конструкции может меняться от 150 до 250 мм. Такие конструктивные элементы, как пол и стены, могут быть и большей толщины, если строительные конструкции обладают хорошей теплопроводностью. Тем самым обеспечивается достижение лучшей теплоаккумулирующей способности.

Теплоаккумуляторы из различных материалов

Традиционные строительные материалы. Теплоаккумулирующая способность бетона и кирпича не очень высока, однако эти материалы все же могут служить в качестве первичной массы, т. е., в общих чертах, работать так же, как естественные камни. Особенно это относится к бетону, обладающему достаточной теплопроводностью и неплохими теплоаккумулирующими свойствами.

Бетон широко используется в конструкциях пола и стен

Бетонные стены могут быть изготовлены серийно на заводе в виде блоков или монолитными на месте строительства. Оптимальная толщина бетонной стены составляет 200—250 мм для первичной теплоакку-мулирующей массы и около 100 мм — для вторичной массы. Для кирпичной стены соответствующие толщины составляют 130—150 и 80 мм. На практике это означает, что кладка кирпичных стен производится на половину толщины кирпича или пол сооружается из бетонных плит толщиной 120 мм, которые затем покрывают кирпичом на плашку.

Водяные теплоаккумуляторьи

В качестве таких теплоаккумуляторов можно использовать различные емкости, применявшиеся ранее для других целей — сосуды из-под керосина и красок, различные бочки, а также покупные недорогие пластмассовые или металлические емкости. Поверхность таких сосудов должна быть темной, чтобы обеспечивалось хорошее поглощение солнечных лучей. Закрашивая такие емкости темно-серой, черной и темно-красной коррозионно-стойкой краской (например, красками «текнос-маалит» фирмы «Кирьё»), можно добиться их привлекательного внешнего вида, что немаловажно, поскольку теплица является частью бытовых комнат.

При размещении сосудов с водой в теплице важно помнить о том, чтобы максимально возможная часть их поверхности была в пределах досягаемости солнечных лучей. Если используются большие емкости, то нужно сделать так, чтобы воздух мог огибать их со всех сторон, поскольку накопленная тепловая энергия должна потом обратно перейти в теплицу.

Бассейны с водой хорошо функционируют как накопители солнечной энергии. Падающее на них солнечное излучение поглощается почти полностью, если внутренние поверхности бассейна имеют черный цвет. Однако при этом возникают проблемы, связанные с испарением воды, поскольку этот процесс сопровождается потерями большого количества энергии (происходит охлаждение воды). При испарении 1 л воды расходуется такое количество тепловой энергии, которого достаточно для нагрева 100 л воды на 6 °С. Это количество тепла, в свою очередь, освобождается при конденсации влажного воздуха на холодных поверхностях. Появление влаги неблагоприятно для помещений и обусловливает необходимость вентиляции, что связано с потерями тепловой энергии. Поэтому рекомендуется оборудовать такой бассейн прозрачным полиэтиленовым покрытием для уменьшения теплопотерь и предотвращения испарения воды.

Наиболее целесообразный способ аккумулирования тепловой энергии в воде заключается в использовании заполненных водой бочек, покрытых прозрачными крышками или полиэтиленовой пленкой для предотвращения испарения воды. Недостаток такого решения заключается в том, что наиболее теплая область располагается вверху, а наиболее холодная — на дне бочки, вследствие чего теплоаккумулирующая способность воды будет использована относительно плохо. Для утилизации тепла, исходящего от бочек, на них размещают различные растения, при этом должна быть обеспечена свободная циркуляция воздуха и тепла в окружающем пространстве.

При использовании в качестве теплоаккумуляторов емкостей меньших размеров практически полностью предотвращается температурное расслоение воды. К тому же емкости меньших размеров можно разместить в теплице более компактно и тем самым сэкономить полезную площадь для отдыха и выращивания растений.

Основная особенность водяных теплоаккумуляторов заключается в том, что в больших теплоаккумулирующих емкостях тепло сохраняется дольше, однако оно медленнее передается различным слоям массы воды. Небольшие емкости благодаря большой теплопередающей поверхности быстро реагируют на изменение условий, что полезно, например, в случае перегре

90000 heat storage capacity — definition 90001 90002 Example sentences with «heat storage capacity», translation memory 90003 90004 90004 patents-wipoThe invention relates to a natural stone plane storage heater comprising a thermal radiation plate which is decoratively embodied on the front thereof and is directly heated electrically and made of marble, granite or another natural stone material having a similarly high emitability, provided with a high heat storage capacity and used to heat spaces by thermal radiation and convection, wherein a plate-like ceramic storage core with an embedded electric resistance heater is arranged between a front plate (1) made of natural stone and a laminated plate (3) made of metal, wherein the storage core (2) and the laminated plate (3) are maintained in such a way that they can be displaced thereon by means of lateral profiles (4), which are anchored on the rear side of the front plate (1) with the aid of stay bolts.90006 90006 cordisFor solar buildings, objectives include the extension of heat storage capacity, and the development of seasonal heat and cold storage concepts, while the goal for wind energy is to further improve the efficiency of wind turbines, and to implement large scale deployment, both on and offshore, and in complex terrain and extreme environments. 90008 90008 Common crawlThe extremely high heat storage capacity and the heat transfer properties of salt melts are used to good effect for the transfer of heat in chemical reactors in the chemical and rubber processing industries.90010 90010 WikiMatrixAnode heat storage capacity and implicitly «Heat Units» were abandoned and replaced by terms of practical relevance, e.g. NOMINAL CT ANODE INPUT POWER. 90004 90004 patents-wipoThe aim of the invention is to improve a conventional latent heat storage medium in such a way that it has a substantially constant and higher latent heat storage capacity over a plurality of charge and discharge cycles. In order to achieve said aim, the latent heat storage medium, according to the invention, comprises at least two latent heat storage components (1, 2), each of which has a phase transition in an operational temperature range of the latent heat storage medium , at least one latent heat storage component (1) comprising at least one latent heat storage element that remains dimensionally stable during the phase transition.90010 90010 WikiMatrixThe main advantage of these materials is that their latent heat storage capacity is much more than sensible heat. 90016 90016 Giga-frenThey also have a high heat storage capacity so they are very suitable for summer heat insulation. ‘ 90004 90004 patents-wipoThe invention relates to a heat-emitting hand-held object, comprising a heat store which may be heated by microwave radiation, with a heat capacity, whereby the heat store is a moulded piece (1, 6), made from a plastic or resin-bonded material containing water, with a mass adequate for said heat storage capacity.90004 90004 patents-wipoThe invention is characterized by a solar energy collection system (02) for producing heat (energy source), by a heat storage capacity (03), and by electricity production provided by an alternator connected to a constant-speed turbine ( 11) which enables electricity or heating to be produced. 90010 90010 WikiMatrixThe high heat storage capacity in the phase change from solid to liquid, and the advantageous phase change temperature of 32 ° C (90 ° F) makes this material especially appropriate for storing low grade solar heat for later release in space heating applications.90024 90024 ProjectSyndicateGiven the oceans ‘massive heat-storage capacity, determining how much of the warming remains at the surface over the course of decades is a very difficult task. 90016 90016 Giga-frenWithin a given landscape within the Mackenzie Basin, there can be a wide range of lake sizes and initial research has shown variability in lake temperatures and heat storage capacity. 90004 90004 patents-wipoThe combination of phase change gel and polyurethane foam increases the heat storage capacity and thermal conductivity of the foam.90004 90004 patents-wipoThe flexible PCM sheet materials are characterized by a high latent heat storage capacity and optimized thermal conductivity, are dimensionally stable even in the event of temperature changes and after phase transitions, can be rolled, folded, wound, or cut to size without problems, and can be transported, stored, processed, or used in a single layer or in multiple layers. 90004 90004 patents-wipoA wall integrated thermal solar collector with heat storage capacity includes a transparent layer (10) and a solar radiation absorption layer (20), that is separated by an air gap from the transparent layer.90004 90004 patents-wipoPreferable phase change materials (3,5,7) are alkyl hydrocarbons and mixtures thereof, salt-hydrates, metals, alloys, poly-alcohols, and eutectics with phase changes occurring within the desired temperature ranges and with appropriate heat storage capacities. 90004 90004 patents-wipoWall integrated thermal solar collector with heat storage capacity 90038 90038 springerKarst aquifers may on one hand improve the efficiency of geothermal systems due to increased permeabilities, but on the other hand, high groundwater velocities can reduce the efficiency of the underground heat storage capacity.90004 90004 patents-wipoA heat store (1) for storing heat energy, consisting of a solid material with a high heat storage capacity, e.g. a concrete block (3). 90004 90004 patents-wipoMethod for increasing the heat storage capacity of building stones made of a calcium silicate material, and building stones made of a calcium silicate material 90016 90016 Giga-frenFor example, Great Slave Lake shows about a 5 month lag in the peak evaporation compared to land surface types, however, it continues to evaporate up to three months later than the land surface due to the large heat storage capacity.90010 90010 WikiMatrixThese methods rely on the U factor or thermal heat storage capacity of the earth itself below the frost layer. 90008 90008 Common crawlA flexible system can be configured by combining up to 2 heat pump units, each having a heating capacity of 15 kW and up to 6 heat storage tanks, each having a storage capacity of 560l, thus ensuring up to 30 kW of heating capacity and a hot water storage capacity of 3,360l. As a result, it can meet needs of a variety of facilities such as restaurants and homes for the aged, which require water heating.90004 90004 patents-wipoA complex creation of the internal environment of buildings with regard to the immediate or seasonal requirements shall be made by directed accumulation of heat from solar absorbers (1), which takes place in the two stages, where in the first phase, the heat accumulates to at least one short-term heat storage (2) based on liquid, solid substance or a change in condition and in the second phase, the heat accumulates to at least one long- term heat storage (3) heat-based on liquid or solid state change, while for phase resolution of heat accumulation is the criterion full heat capacity of short-term heat storage (2) which is achieved in the absence of solar energy by a top source (17) of heat.90010 90010 WikiMatrixBenefits already observed from the design of these products are an increased efficiency of lighting and heating, increased electrical storage capacity, and a decrease in the amount of pollution from the use of energy. 90054 Showing page 1. Found 129 sentences matching phrase «heat storage capacity» .Found in 14 ms. Translation memories are created by human, but computer aligned, which might cause mistakes. They come from many sources and are not checked. Be warned. 90055.90000 heat storage capacity — це … Що таке heat storage capacity? 90001 90002 90003 90004 Heat Storage Capacity 90005 — The amount of heat that a material can absorb and store … Energy terms 90006 90007 90002 90003 90004 storage heater 90005 — noun An electric heater with a large thermal capacity that accumulates and stores heat during the off peak periods and releases it over a longer period • • • Main Entry: ↑ store * * * storage heater [storage heater] noun (… Useful english dictionary 90006 90007 90002 90003 90004 Heat capacity 90005 — Thermodynamics … Wikipedia 90006 90007 90002 90003 90004 Storage heater 90005 — A storage heater is an electrical appliance which stores heat at a time when base load electricity is available at a low price, usually during the night, and releases it during the day.Heat is usually stored in clay bricks or other ceramic … … Wikipedia 90006 90007 90002 90003 90004 Geothermal heat pump 90005 — A geothermal heat pump system is a heating and / or an air conditioning system that uses the Earth s ability to store heat in the ground and water thermal masses. These systems operate based on the stability of underground temperatures: the ground … … Wikipedia 90006 90007 90002 90003 90004 Grid energy storage 90005 — is used to manage the flow of electrical energy.For large scale load levelling on an interconnected electrical system, electric energy producers send low value off peak excess electricity over the electricity transmission grid to temporary … … Wikipedia 90006 90007 90002 90003 90004 Hot water storage tank 90005 — 2 parallelled red hot water storage tank connected to a wood furnace … Wikipedia 90006 90007 90002 90003 90004 Data storage device 90005 — Many different consumer electronic devices can store data … Wikipedia 90006 90007 90002 90003 90004 Converged storage 90005 — Converged storage [1] is a storage architecture that combines storage and compute into a single entity.[2] This can result in the development of platforms for server centric, storage centric or hybrid workloads where applications and data come … … Wikipedia 90006 90007 90002 90003 90004 Thermal energy storage 90005 — District heating accumulation tower from Theiss near Krems an der Donau in Lower Austria with a thermal capacity of 2 GWh Thermal energy storage comprises a number of technologies that store thermal energy in energy storage reservoirs for later … … Wikipedia 90006 90007 90002 90003 90004 Energy storage 90005 — is the storing of some form of energy that can be drawn upon at a later time to perform some useful operation.A device that stores energy is sometimes called an accumulator. All forms of energy are either potential energy (eg. Chemical, … … Wikipedia 90006 90007 .90000 heat storage capacity — це … Що таке heat storage capacity? 90001 90002 90003 90004 Heat Storage Capacity 90005 — The amount of heat that a material can absorb and store … Energy terms 90006 90007 90002 90003 90004 storage heater 90005 — noun An electric heater with a large thermal capacity that accumulates and stores heat during the off peak periods and releases it over a longer period • • • Main Entry: ↑ store * * * storage heater [storage heater] noun (… Useful english dictionary 90006 90007 90002 90003 90004 Heat capacity 90005 — Thermodynamics … Wikipedia 90006 90007 90002 90003 90004 Storage heater 90005 — A storage heater is an electrical appliance which stores heat at a time when base load electricity is available at a low price, usually during the night, and releases it during the day.Heat is usually stored in clay bricks or other ceramic … … Wikipedia 90006 90007 90002 90003 90004 Geothermal heat pump 90005 — A geothermal heat pump system is a heating and / or an air conditioning system that uses the Earth s ability to store heat in the ground and water thermal masses. These systems operate based on the stability of underground temperatures: the ground … … Wikipedia 90006 90007 90002 90003 90004 Grid energy storage 90005 — is used to manage the flow of electrical energy.For large scale load levelling on an interconnected electrical system, electric energy producers send low value off peak excess electricity over the electricity transmission grid to temporary … … Wikipedia 90006 90007 90002 90003 90004 Hot water storage tank 90005 — 2 parallelled red hot water storage tank connected to a wood furnace … Wikipedia 90006 90007 90002 90003 90004 Data storage device 90005 — Many different consumer electronic devices can store data … Wikipedia 90006 90007 90002 90003 90004 Converged storage 90005 — Converged storage [1] is a storage architecture that combines storage and compute into a single entity.[2] This can result in the development of platforms for server centric, storage centric or hybrid workloads where applications and data come … … Wikipedia 90006 90007 90002 90003 90004 Thermal energy storage 90005 — District heating accumulation tower from Theiss near Krems an der Donau in Lower Austria with a thermal capacity of 2 GWh Thermal energy storage comprises a number of technologies that store thermal energy in energy storage reservoirs for later … … Wikipedia 90006 90007 90002 90003 90004 Energy storage 90005 — is the storing of some form of energy that can be drawn upon at a later time to perform some useful operation.A device that stores energy is sometimes called an accumulator. All forms of energy are either potential energy (eg. Chemical, … … Wikipedia 90006 90007 .90000 How do thermal batteries work? 90001 90002 What is a thermal battery? 90003 90004 Thermal mass of any kind can by definition be called a thermal battery, as it has the ability to store heat. In the context of a house, that means dense materials like bricks, masonry and concrete. Even a jug of water sitting in a sunny window is a thermal battery of sorts as it captures and later releases heat from the sun. 90005 90004 A well-insulated concrete floor acts as a thermal battery as well; once you pump it full of heat it takes a long time to cool down (depending on the thickness), and it regulates interior temperatures during that time.90005 90004 One practical use for getting the most from a radiant concrete floor as a thermal battery would be in areas with fluctuating energy costs — you can set your floor on a timer so it only comes on during low-rate hours (7pm to 7am in Ontario for example). During the twelve hours that it is off, it acts as a battery by slowly releasing the stored heat, so you avoid having to pay the higher rates during peak-hours. 90005 90010 MIT Solar House via Wikimedia 90004 As you move into the area of ​​active heat-storage systems, one of the more common types of thermal battery (not that there are a lot of them) is a huge water tank buried in the ground that is heated by solar thermal panels.90005 90004 Even this type of system is not new, the first house in the United States with an active solar heating system was built In тисяча дев’ятсот тридцять дев’ять on the MIT campus (Massachusetts Institute of Technology), and sat on top of a huge water reservoir that was heated by thermal solar panels. 90005 90015 MIT Solar House thermal battery via Wikimedia 90002 What are phase change thermal batteries? 90003 90004 Taking advantage of a ‘phase change’ raises the bar a bit — stick with me, it will be fun, I promise 🙂 90005 90004 A significant input of energy is required to cause a material to change from a solid to liquid.That energy is later released when that material solidifies again. While those transformations are happening and the material is either absorbing or releasing energy, the temperature will stay constant. Once the phase change is complete, the material will begin to change temperature again. 90005 90004 So what does that mean in real terms? It means that in order to melt water, wax, metal, rock or whatever, you need to feed it a ton of energy. but the temperature does not change while you are doing that.So your ‘battery’ has more power, and you can store more heat in the same volume of space. 90005 90004 It’s difficult to take advantage of a melting point of 0 ° Celsius, but wax melts at about 37 ° Celsius (depending on its exact chemical makeup), which is perfect for collecting and storing heat from solar thermal collectors. 90005 90026 90004 90005 90002 How to build a thermal battery: 90003 90004 If you had a heat-collecting solar panel (directly heating air or liquid rather than generating power with photovoltaics), you can use that to charge your thermal battery.Envision this — a large tank of wax (or water) that is warmed by heated coils from a solar collector. Through that same tank runs another coil that is extracting the heat to pump it through your radiant floor or whatever other heating distribution system you have. 90005 90002 Specific Heat Capacity: 90003 90004 If you take solid paraffin (heat capacity Cp = 2.5 kJ / kg · K and heat of fusion of 210 kJ / kg), let’s say 1 kg, at room temperature, you will need 2.5 kJ (kilojoules) of heat to make the 1 kg block go from 20 ° C to 21 ° C.To make it go from 21 ° C to 22 ° C, you will also need 2.5 kJ (i.e. the same amount of energy). 90005 90004 Paraffin melts at approximately 37 ° C. If it drops to 36 ° C, you will again only need 2.5 kJ to bring it back to 37 ° C, but you would need 210 kJ (84 times as much) to go from 37 to 38 ° C. 90005 90004 This is because in order to melt, some chemical bonds in the solid lattice need to be broken, a process that requires extra energy. So overall, if a kg of paraffin is lying around at 20 ° C, you would need 252.5 kJ to bring it to 38 ° C. 90005 90004 One of the more common building materials with thermal mass benefits is concrete. In contrast to paraffin, 1 kg of concrete (Cp = 0.88 kJ / kg · K) would need 15.8 kJ to do the same. For water (Cp = 4.18 kJ / kg · K), the amount of energy required would be 75.2 kJ. 90005 90004 The amount of energy put in is the amount of energy stored in a material, as this energy will later be released as the material cools back down to 20 ° C, or room temperature. While there are many materials that can be used in the application of heat storage, this is just a quick comparison of some of the more commonly available ones.90005 90004 So to conclude, paraffin can store 16 times as much heat per kg as concrete, and 3.4 times as much as water. So while water may not be the best material to store heat, it certainly is the most affordably priced and easily accessible. 90005 90004 90048 The Cp value referred to in the above text refers to the heat capacity of materials. 90049 90005 90004 q = m Cp ΔT 90005 90004 where: 90005 90004 q = energy [J] 90005 90004 m = mass of material [kg] 90005 90004 Cp = heat capacity of the material [kJ / (kg · K)] 90005 90004 ΔT = temperature difference [K or ° C] 90005 90004 90005 90065 See more about Passive Solar Home Design here 90066 90067 90068 90069 90070 90071 90072 90069 90070 90004 Thermal battery diagram courtesy of alternative-photonics.com / 90005 90071 90072 90079 90080 90004 90005 90004 Thermal battery diagrams are courtesy of Alternative Photonics. 90005 .

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о