ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ: РАСЧЕТ ТЕПЛОЭФФЕКТИВНОСТИ ОКОН

Фото проектов: (607) >>

Склады (53)
Производства (81)
Пищевые цеха (28)
Лаборатории (15)
Автосервисы (70)
Офисы (71)
Магазины (32)
Рестораны (25)
Жилье (55)
Больницы (29)
Школы (19)
Коридоры (36)
Общий вид (57)
Технология (16)

Последняя новость:
Проведён авторский мастер-класс для ряда подрядных организаций по технологии укладки полимерных покрытий пола...

Скидка
На всю полимерную продукцию для пола -
скидка 2%.


Быстрый переход к инфоблоку:
Огнезащита > > > Изоляция > > Архитектура > > Двери > > Строительство > > > > > > > > > Окраска металла > > > Бетон > Краски > Вентиляция > Строительные материалы > > > > > > > > > Кровля > > Плитка > Теплоизоляция > Смеси > Оборудование

Каталог цветов RAL
Цветовой стандарт для предварительной оценки цвета.

Каталог цветов TVT:
Стандартная карта
цветов Tikkurilla
Monicolor Nova


Создание сайта
КАФТ
ПОИСК ПО САЙТУ ГЛАВНАЯ - НАЛИВНЫЕ ПОЛЫ, ПРОМЫШЛЕННЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ ПОЛЫ, УСТРОЙСТВО ПОЛА
Современные строительные материалы и строительные технологии в Москве, Санкт-Петербурге и Челябинске
КАРТА САЙТА

Уважаемый посетитель! Добро пожаловать на сайт, посвященный современным строительным материалам и технологиям. Если Вы не нашли необходимую информацию, пожалуйста, воспользуйтесь поиском.

Экспериментальное исследование обогрева межстекольного пространства при тройном остеклении

Для обеспечения комфортных условий в помещении необходимо, чтобы перепад температур между температурой воздуха в помещении и температурой внутренних поверхностей ограждающих конструкций был минимальный. Наиболее низкой в зимний период времени в помещении обычно является температура поверхности остекления окон, что создает дискомфортные зоны вблизи них. Поэтому актуальной представляется задача разработки и исследования новых конструкций окон с более высокими температурами внутренней поверхности остекления.

В связи с повышением требований к сопротивлениям теплопередаче светопрозрачных ограждающих конструкций в условиях города Томска для жилых зданий приведенное сопротивление теплопередаче для окон и балконных дверей должно быть не менее 0,64 м²•°С/Вт. В то же время сопротивление теплопередаче для тройного остекления в деревянных или пластмассовых переплетах составляет 0,55 м²•°С/Вт. Таким образом, для выполнения существующих нормативных требований для условий города Томска необходимо переходить к другим видам оконных заполнений, что, как правило, снижает светопропускание, усложняет конструкцию окна и увеличивает его стоимость.

Одним из эффективных способов повышения температуры внутреннего остекления является электрический обогрев окон. Известны варианты использования электрообогреваемого остекления, которое особенно эффективно совместно с применением теплоотражающих покрытий. Имеются данные испытаний электрического обогрева межстекольного воздушного промежутка при двойном остеклении. В данной работе представлены результаты экспериментального исследования влияния тепловыделения в межстекольном пространстве на температуры поверхностей остекления и сопротивление теплопередаче окна при тройном остеклении.

Эксперименты проведены в климатической камере. Испытываемый фрагмент остекления представлял собой однокамерный стеклопакет (толщина воздушной прослойки — 16 мм, толщина стекол — 4 мм) и одинарное остекление толщиной 6 мм, установленные в общей раме. Расстояние между стеклопакетом и одинарным остеклением составляло 57 мм. Размеры остекления были 325х825 мм². В центре воздушного промежутка между стеклопакетом и одинарным остеклением по всей ширине окна в нижней части на высоте 20 мм от нижнего края остекления был установлен цилиндрический омический нагреватель. В опытах тепловой поток, подводимый через нагреватель на единицу длины нижнего края остекления, изменялся от 27 до 100 Вт/м. Температура в холодном отделении климатической камеры во время проведения экспериментов была –35°С, в теплом отделении +18°С.

Поле локальных тепловых потоков на поверхности стекла измерялось датчиками тепловых потоков, температуры стекол в различных точках поверхности определялись микротермопарами, установленными на внутренней и наружной поверхности окна.

В основной серии экспериментов стеклопакет был установлен со стороны холодного отделения климатической камеры. Получены распределения температур и плотностей тепловых потоков для различных мощностей тепловыделений в тепловой воздушной прослойке. В результате проведения экспериментов было установлено, что чем выше нагрузка на нагревателе, тем значительнее поднимается температура остекления. Более существенное повышение температуры на поверхности остекления наблюдалось со стороны помещения, ближе к которой установлен нагреватель (рис.1,а). Меньшее влияние оказывал обогрев на температуру внешнего остекления (рис.1,б).

Таким образом, в ходе экспериментов было установлено, что при небольших тепловыделениях 50-100 Вт/м в нижней части воз


Таким образом, в ходе экспериментов было установлено, что при небольших тепловыделениях 50-100 Вт/м в нижней части воздушной прослойки при трехслойном остеклении, можно добиться существенного повышения температуры внутреннего стекла в нижней зоне и создать более равномерное распределение температур по высоте остекления со стороны помещения.

Проведены измерения тепловых потоков с теплой и холодной сторон окна при разных мощностях нагрева. Из выполненных измерений следует, что с увеличением мощности тепловыделений, тепловой поток, уходящий через остекление из помещения, уменьшается, что связано со снижением перепада температур между температурой остекления и температурой воздуха в помещении.

С увеличением мощности, подаваемой на нагреватель, увеличилось сопротивление теплопередаче конструкции «стеклопакет–стекло», которое определялось стандартным образом: отношением разности температур между температурами внутреннего и наружного воздуха к плотности теплового потока, идущей из помещения через остекление. Так, без обогрева сопротивление теплопередаче данной конструкции для стандартных условий (при коэффициентах теплопередачи с внутренней и наружной поверхностей 8,2 и 23 Вт/м²•°С соответственно) составляло 0,56 м²•°С/Вт, при нагрузке на нагреватель 27 Вт/м — 0,77 м²•°С/Вт, а при 50 Вт/м — 1,02 м²•°С/Вт.

Изменение температуры в нижней зоне остекления, при разных мощностях нагрузки нагревателя, с течением времени от начала
Изменение температуры в нижней зоне остекления, при разных мощностях нагрузки нагревателя, с течением времени от начала работы нагревателя показано на рис.2. За температуру нижней зоны остекления принималась температура, которую показывала термопара, установленная на остеклении выше нижнего его края на 100 мм. Из рисунка следует, что чем большую мощность подаем на нагреватель, тем больше времени требуется для выхода температуры остекления на равновесное состояние. При режиме обогрева 50 Вт/м время выхода на стационарный режим составляло немногим более 60 мин, причем достижение уровня в 90% от равновесной температуры происходило в течение первых 30 мин.

На рис.3 приведена аппроксимирующая зависимость результатов проведенных экспериментов, показывающая, какое максимальное
На рис.3 приведена аппроксимирующая зависимость результатов проведенных экспериментов, показывающая, какое максимальное повышение температуры на внутренней поверхности стекла происходит вследствие подачи той или иной электрической мощности на нагревательный элемент. По этому рисунку можно определить величину мощности, которую необходимо подать на нагреватель для обеспечения требуемой температуры на поверхности остекления в нижней зоне и, наоборот, зная мощность на нагревателе, можно определить, какая температура будет в этом случае на поверхности остекления.

Во второй серии экспериментов проводился обогрев холодного межстекольного промежутка, для этого стеклопакет устанавливался со стороны теплого помещения, а одинарное остекление — с холодной стороны. Сравнение распределения температур по высоте остекления со стороны помещения при нагреве различных воздушных прослоек при одной и той же мощности тепловыделения (50 Вт/м) показало, что при тепловыделении в тепловой воздушной прослойке температура внутреннего остекления оказалась более чем на 4°С выше, чем при обогреве холодной воздушной прослойки.

Сопоставление распределений тепловых потоков с теплой и холодной стороны при тепловыделениях в различных прослойках при тройном остеклении показано на рис.4.

Сравнение показывает, что при обогреве теплой воздушной прослойки тепловые потоки и с теплой и с холодной стороны окна


Сравнение показывает, что при обогреве теплой воздушной прослойки тепловые потоки и с теплой и с холодной стороны окна меньше, чем при тепловыделении в холодной воздушной прослойке. Это свидетельствует о том, что эффективность использования тепла нагревателя выше при обогреве тепловой воздушной прослойки.

В заключение следует отметить, что при тепловыделении в воздушных прослойках трехслойного остекления наряду с увеличением температуры внутреннего остекления, ее более равномерным распределением по поверхности остекления, уменьшением потерь из помещения, общие тепловые потери, включающие в себя часть тепла нагревателя, уходящие на улицу, растут с увеличением мощности тепловыделений. Уменьшить общие тепловые потери и усилить эффект роста температуры внутреннего остекления позволяет использование совместно с тепловыделением в воздушных прослойках специальных теплоотражающих покрытий на стеклах.

В третьей серии экспериментов были повторены эксперименты первой серии, но обычный стеклопакет был заменен на стеклопакет с теплоотражающим покрытием, которое было нанесено на поверхность стекла с внутренней стороны стеклопакета. Данное покрытие, выполненное на основе серебра путем вакуумного напыления, пропускает до 80% энергии в видимом диапазоне и отражает до 95% в инфракрасном.

На рисунке 5 приведено сравнение уменьшения относительных теплопотерь из помещения через тройное остекление при обогреве
На рисунке 5 приведено сравнение уменьшения относительных теплопотерь из помещения через тройное остекление при обогреве

Dq/qo=(qo–q)/qo


по высоте остекления с теплой стороны при одинаковых нагрузках на нагревателе, 100 Вт/м, для стеклопакета с покрытием и без покрытия. На рисунке принято qo — плотность теплового потока без нагрева, q — плотность теплового потока с нагревом. Из рисунка видно, что при нагреве для первого варианта, т.е. когда используется тройное остекление без теплоотражающего покрытия, относительное уменьшение тепловых потерь меньше, чем при варианте тройного остекления с применением теплоотражающего покрытия. Это говорит о том, что эффективность использования энергии нагревателя выше при использовании теплоотражающего покрытия.

Таким образом, в результате проведенных экспериментальных исследований установлено:

  • Для тройного остекления при тепловыделениях на единицу длины нижнего края остекления 50-100 Вт/м в нижней части межстекольного воздушного промежутка, расположенного ближе к теплому помещению, наблюдалось значительное повышение температуры нижней зоны остекления со стороны помещения.
  • Среднее время выхода температуры остекления на стационарный режим при тепловыделении в нижней части межстекольного воздушного промежутка при нагрузке 50 Вт/м составляло около одного часа, причем достижение уровня в 90% от этой температуры происходило за первые полчаса.
  • При многослойном остеклении наиболее эффективно и экономически оправдано проводить обогрев нижней части воздушного промежутка, ближайшего от теплого помещения.
  • При применении теплоотражающего покрытия при тройном остеклении наблюдается больший положительный эффект от обогрева межстекольного пространства, чем без покрытия.


Сайт Bronepol.ru посвящён вопросам применения современных строительных материалов и технологий в условиях промышленного и гражданского строительства. Информационные разделы проекта содержат описания отечественных и импортных строительных технологий и регламенты на строительные и отделочные материалы.
Со всеми вопросами и пожеланиями, пожалуйста, обращайтесь на e-mail: info[@]bronepol.ru