Моделирование нестационарного теплового режима помещения с деревянными ограждающими конструкциями

Abstract

Рассмотрен нестационарный подход к расчету периодических по времени тепловых режимов малоэтажных зданий с ограждающими конструкциями, выполненными из деревянного бруса, оснащенных стеклопакетами. Применение предложенного метода позволяет определить нестационарную тепловую нагрузку системы кондиционирования воздуха для данного типа домов, а также требуемые компенсирующие мощности в течение суток. Дан анализ условий применимости плоскослоистых теплофизических расчетных схем при наличии пространственно неоднородного нагрева. Проведено уточнение процедуры усреднения коэффициентов конвективного теплообмена для вертикальных стен по периодическим колебаниям температуры. Предложен алгоритм расчета периодического теплового режима, основанный на представлении временных зависимостей в виде ряда Фурье. Показана роль в тепловом обмене и энергетической эффективности деревянного дома потока солнечного излучения через стеклопакеты. Предложенная математическая модель теплообмена помещения учитывает эффекты запаздывания распространения температурного поля в стенах при изменении температуры окружающего воздуха и динамическое изменение теплового потока от световых потоков снаружи и внутри помещения. Определено, что защита от прямого попадания солнечных лучей в помещение через оконный проем позволяет снизить пиковые затраты на кондиционирование воздуха в летний период на треть для пиковых режимов кондиционирования.