鄰室傳熱量設計管理論文

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一、鄰室設計溫差的理論計算

鄰室設計溫差是指當某房間采暖達到設計室溫時，考慮到與其相鄰房間不采暖而產生鄰室傳熱，采暖與非采暖房間之間的溫

差。由傅利葉傳熱定律可知傳熱量與傳熱溫差成正比。所以鄰室設計溫差直接決定了鄰室設計熱負荷的大小，應合理確定鄰室設計溫差。

鄰室設計溫差不易直接確定。本文擬通過建立數學模型，計算鄰室得熱溫差，從而間接確定鄰室設計溫差。鄰室得熱溫差是指某房間不采暖時，考慮到鄰室傳熱存在，該房間與相鄰其采暖房間之間的溫差。

1．鄰室得熱溫差的推導

1．1建立數學模型

與非采暖房間相鄰的房間可能采暖，也可能不采暖。為了簡化計算，對立以下假設：

a.與非采暖房間相鄰室的所有采暖房間溫度都相同即ti=tn

b.所有非采暖房間溫度都相同

1．2推導鄰室得熱溫差

我們知道單一方向的鄰室傳熱量可以通過下式計算：

（1）

Qi：鄰室傳熱量w;Ki：內墻或樓板的傳熱系數w/m2

Fi：內墻或樓板的面積m2tn：采暖房間的溫度，℃

t0：非采暖房間的溫度，℃

當熱平衡時，非采暖房間的鄰室得熱量之和等于它的熱負荷，即存在式（2）

（2）

式中：α：總耗熱量綜合系數（建筑總耗熱量與室內外溫差的比值）W/℃

β：鄰室得熱綜合系數（鄰室得熱總量與鄰室溫差的比值）W/℃

tw：室外溫度℃，其他參數意義同上

由（2）式可推導出非供暖房間的溫度t0和鄰室得熱溫差Δtdr=tn-t0:

（3）

（4）

β的確定

每個房間會有不同數量內墻（本文內墻包括戶與戶之間的樓板和隔墻），且每個相鄰的房間采暖也是相對獨立的。所以，β的確定是比較復雜的。作者借助概率的方法，計算鄰室得熱量綜合系數的數學期望。

Ⅰ）用戶采暖的概率：

Ⅱ)確定鄰室得熱量的概率分布

A．當房間有4面內墻時

1）有一面內墻得熱即相鄰房間中3戶不采暖1戶采暖

概率：p（1-p）3則鄰室得熱量綜合系數均值：

2）有兩面內墻得熱即相鄰房間中2戶不采暖2戶采暖

概率：p2（1-p）2鄰室得熱量綜合系數均值：

3）有三面內墻得熱即相鄰房間中1戶不采暖3戶采暖

概率：p3（1-p）鄰室得熱量綜合系數均值：

4）四面內墻得熱即相鄰房間中4戶都采暖

概率：p4鄰室得熱量綜合系數均值：

所以，鄰室得熱量的數學期望為：

同理分別計算當房間有3面、2面內墻時的鄰室得熱量的數學期望。經計算鄰室得熱量綜合系數的數學期望可表示為：

（5）

其中：N稱為鄰室得熱概率系數（表示當某房間不采暖時，從相鄰房間得熱的可能性）且

房間有兩面分戶墻房間有三面分戶墻（6）房間有四面分戶墻

1．3鄰室傳熱溫差

通過以上的推導所求的鄰室得熱溫差是當某房間不采暖時，相鄰房間與該房間的溫度差。而鄰室傳熱溫差是相反的過程，是當某房間采暖時，相鄰房間與該房間的溫度差。所以本文定義某房間鄰室傳熱溫差Δtch為相鄰各房間鄰室得熱溫差的最大值。即

Δtch=max[相鄰各房間的Δtdr]

1.4鄰室設計溫差

前面的計算出的鄰室傳熱溫差是在存在鄰室傳熱的情況下求得的。當用戶采暖時，不存在鄰室傳熱，鄰室傳熱溫差為零。所以鄰室傳熱溫差的概率分布為：

三、例算

現以天津市較為典型的多層住宅平面圖集為依據，選取一6層磚混結構、地北向的住宅，每層共8戶，其平面圖如圖2所示。考慮到部分用戶間歇采暖，本例算采用采暖概率為0.7。計算各房間的鄰室傳熱溫差和鄰室設計溫差并列于表2。

1|2

四、鄰室設計傳熱量的確定

前面已經論述了設計溫差的計算方法，在確定了鄰室設計溫差后，可根據（2）式得出鄰室設計傳熱量的計算式：

（8）

其中：Qsh：鄰室設計傳熱量wΔtsh：鄰室設計溫差℃

γ為鄰室傳熱量綜合系數學期望。γ為計算原理與計算步驟與β相同，只是熱量傳遞方向不同。

（9）

M稱為鄰室傳熱概率系數且

房間有兩面分戶墻房間有三面分戶墻（6）房間有四面分戶墻

q：用戶不采暖概率，等于1-P

五、結論

1．在計量供熱實施過程中應考慮鄰室傳熱現象的存在。

2．為合理確定散熱器負荷，應考慮借助概率統計方法計算鄰室傳熱設計溫差。

3．鄰室傳熱設計溫差與用戶采暖概率、房間熱負荷及內墻傳熱性能有關

六、參考文獻

1．按熱量計費的住宅供熱采暖技術研究，中國建筑科學研究院空氣調節研究所，1998

2．石兆玉，關于計量收費的幾個技術問題，1998