采暖
出处:按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《焙烤工业实用手册》第783页(4069字)
(一)采暖标准
1.国家标准
凡日平均温度等于或低于5℃的天数,历年平均在90d以上的地区,规定为集中采暖地区。一般工厂的采暖也按此标准执行。设计时可查阅全国各主要城市室外气象资料。
2.室内计算温度
采暖的室内计算温度是指通过采暖达到的室内温度(采暖标准)。当生产工艺无特殊要求时,冬天室内计算温度应符合下列要求:①生产车间:轻作业时,大于或等于15℃;中作业时,大于或等于12℃;重作业时,大于或等于10℃;保温库37℃。当工人每人占用面积为50~100m2时,轻、中、重作业可分别降至10℃、7℃、5℃。②辅助建筑物:厕所及盥洗室12℃;食堂14℃;淋浴室25℃;办公室16~18℃;更衣室23℃。当生产工艺有特殊要求时,依工艺要求来确定采暖温度。
位于集中采暖地区的生产厂房和辅助建筑物,在非工作时间内一般以5℃考虑值班采暖。
(二)采暖方式
食品厂的采暖方式有热风采暖和散热器采暖两种,一般按车间单元体积大小来定。热风采暖适用于车间单元体积大于3000m2,需要考虑机械送风的场合,并要求在短时间内升温的车间。集中送风采暖应使作业地常处于回流区内;作业地带的最大风速当轻作业时不超过0.3m/s,重作业时不超过0.5m/s,最小风速均不宜小于0.15m/s。送风口高度在3.5~7m为宜,送风温度为30~50℃。散热器采暖适用于车间单元体积较小的场合,一般采用铸铁散热器或钢管散热器。食品厂采暖用热媒一般为蒸汽或热水,蒸汽的工作压力要求在200kPa左右。采用热水时,热水温度一般为95℃和135℃两种。
(三)采暖系统耗热计算
1.围护结构耗热
Q=α∑FK(TB-TH)(1+β1+β2+……)
式中 Q——外围护结构总耗热量(kJ/h);
F——外围护结构的计算面积(m2);
K——外围护结构的传热系数[kJ/(m2·h·K)];
TB——室内计算温度(K);
TH——室外计算温度(K);
β2——外围护结构的风力附加率(%);
β1——外围护结构的朝向附加率(%);
α——围护结构的温度差修正系数(表5-3-15)。
表5-3-15 温差的修正系数α值
按上式计算出房间热损失后,当房屋高度大于4m时,每增高1m,应增加的耗热量为围护结构总耗热量的2%,但总的修正值一般不大于15%。
式中 αB——内表面吸热系数[kJ/(m2·h·K)](表5-3-16);
αH——外表面放热系数[kJ/(m2·h·K)](表5-3-16);
δ——围护结构各层材料厚度(m);
λ——各层材料的导热系数[kJ/(m2·h·K)];
——空气层热阻(m2·h·k/kJ)(表5-3-17)。
表5-3-16 αB及αH值
表5-3-17 空气层热阻值
带有顶棚的屋面综合传热系数:
式中 Ka——顶棚的传热系数[kJ/(m2·h·K)];
Kb——屋面的传热系数[kJ/(m2·h·K)];
Q——屋面和顶棚间的夹角。
温度差修正系数:因为围护结构的外侧有时并不在室外,而中间隔着不供暖的房间或空间,Q值可根据经验得出。
朝向附加率β1:太阳照射的时间和强度随围护结构的朝向不同而变化。
北、东北、西北 0%
东、西 -5%
东南、西南 -15%~-10%
南 -25%~-15%
当围护结构面处在其他房屋的阴影里时,可不考虑修正。
风力附加率β2:建筑在不避风的高地、河边、海岸及旷野上的建筑物或厂区内特别高出的建筑物,应考虑风力影响,其他情况不计。对垂直的外围护结构的基本耗热量附加5%~10%。
各种门窗的传热系数见表5-3-18,不保温地坪供热系数见表5-3-19。
表5-3-18 各种门窗的传热系数K
表5-3-19 不保温地坪传热系数K
2.进入冷空气的耗热计算
对于密闭车间或机械排风量小的车间,可按换气次数计算进入室内的冷空气量。每小时换气次数乘以车间体积,求得每小时的冷空气进入量。见表5-3-20车间换气次数。
表5-3-20 车间换气次数
渗入空气的耗热量见表5-3-21。
表5-3-21 渗入空气的耗热量占建筑物外围结构耗热量%
加热冷空气所耗的热量按如下公式计算:
Q=0.24Lr(tB-tH)
式中 Q——耗热量(kJ/h);
L——进入室内冷空气量(m3/h);
r——进入空气的密度(kg/m3)。
3.运入物料的吸热计算
Q=∑Gc·β(TB-Tc)
式中 Q——吸热量(kJ/h);
G——运入物料的质量(kg/h);
c——物料比热[kJ/(kg·K)];
β——物料的吸热强度系数(见表5-3-22);
表5-3-22 物料吸热强度系数
tB——室内温度(℃);
tC——物料运入车间时的温度(见表5-3-23)。
表5-3-23 冬季物料运入车间的温度/℃
4.对焙烤食品厂的主要散热设备有蒸汽夹层锅、烤炉、炸锅、蒸箱等的散热量可按下式计算:
式中 Q——散热量(kJ/h);
F——设备表面积(m2);
T1、t1——设备表面绝对温度K与摄氏温度(℃);
T2、t2——室内绝对温度K与摄氏温度(℃);
ε——设备外壁的全辐射率;
K——放热系数[kJ/(m2·h·K)],放热面朝上取2.8;放热面朝下取1.4;放热面垂直取2.2。
5.耗热量计算的几点说明
(1)车间、总负荷根据计算再附加10%~15%。
(2)在总耗热量中,要适当扣除车间内放热设备的散热量。
(3)有时为了概略计算耗热量,可以采用热指标估算:
Q=P·V(tB-tH) (kJ/h)
式中 P——热指标[kJ/(m3·h·K)],有通风车间,P=1.0;无通风车间P=0.8;
V——房屋体积(m3)。