Тепловизионное обследование зданий

ройства и разработана математическая модель изменения интенсивности закрутки потока вдоль трубы с учетом ее длины, шероховатости внутренней стенки и начальной интенсивности закрутки.

4. Определены тепловые характеристики ВЗСМ на основных режимах горения, а также получена аналитическая зависимость изменения длины факела от коэффициента избытка воздуха а и интенсивности закрутки потока на выходе из трубы ф* ..

5. Полученные результаты численно-экспериментальных исследований могут использоваться для разработки проектировочного расчета ВЗСМ для КС и топок котлов турбоустановок. Для обеспечения высокой эксплуатационной надежности ВЗСМ необходим выбор следующих оптимальных параметров: начальной интенсивности закрутки потока с учетом шероховатости внутренней стенки вихревой трубы; коэффициента избытка воздуха; величины относительного конфузоного сужения; давлений воздуха и газа.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Сторожук, Я.П. Камеры сгорания стационарных газотурбинных и парогазовых установок [Текст] / Я.П. Сторожук,— J1.: Машиностроение, 1978,- 230 с.

2. Винтовкин, A.A. Горелочные устройства промышленных печей и топок. Конструкции и технические характеристики [Текст] / A.A. Винтовкин, М.Г. Ладыгичев, B.J1. Гусовский, Т.В. Калинова,— М.: Инжиниринг, 1999.— 553 с.

3. Щенников, К.А. Новые запальные системы вихревого типа для газотурбинных установок и других энергетических объектов [Текст] / К.А. Щенников, В.Г. Тырышкин, И.С. Бодров // Теплоэнергетика,- 1986. № 5,- С. 55-56.

4. Щукин, В.К. Теплообмен, массообмен и гидродинамика закрученных потоков в осесимметрич-ных каналах [Текст] / В.К. Щукин, A.A. Халатов,— М.: Машиностроение, 1982,— 290 с.

5. Толмачев, В.В. Вихревой способ передачи и стабилизации фронта пламени для совершенство-

вания электроискровых газовых запальных устройств энергетических установок [Текст] / В.В. Толмачев // Аэрокосмическая техника и высокие технологии— 2002: Матер. Всеросс. научно-техн. конф. / Под ред. Ю.В. Соколкина и A.A. Чекалкина,— Пермь: ПГТУ, 2002,- 263 с.

6. Арсеньев, Л.В. Стационарные газотурбинные установки [Текст] / Л.В. Арсеньев, В.Г. Тырышкин, И.А. Богов [и др.].— Л.: Машиностроение, 1989,- 543 с.

7. Маев, В.А. Запальные устройства камер сгорания НЗЛ [Текст] / В.А. Маев, A.B. Сударев, В.М. Веселовский // Энергомашиностроение,— 1970. № 12,- С. 34-35.

8. Ольховский, Г.Г. Опыт проектирования, наладки и промышленного освоения газотурбинных установок типа ГТ-100 [Текст] / Г.Г. Ольховский, И.С. Бодров, В.Я. Резниченко, Ю.Г. Корсов,— М.: Энергомашиностроение, 1978,— 52 с.

УДК 69.058.7

И. Д. Аникина, Г. П. Поршнев, В.В. Сергеев ТЕПЛОВИЗИОННОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ ЗДАНИЙ

Согласно статье 15, п. 2ФЗ№ 261 «Об энергосбережении, повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» основными целями энергетического обследования являются [ 1 ]:

получение объективных данных об объеме используемых энергетических ресурсов;

определение показателей энергетической эффективности;

определение потенциала энергосбережения и повышения энергетической эффективности;

разработка перечня типовых общедоступных мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности и проведение их стоимостной оценки.

Дополнительно по соглашению между лицом, заказавшим проведение энергетического обследования, илицом, его проводящим, может предусматриваться разработка по результатам энергетического обследования отчета, содержащего перечень мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности, отличных от типовых общедоступных мероприятий в этом направлении.

Для достижения этих целей решается ряд задач, в число которых входят:

независимая оценка фактического состояния энергопользования предприятия;

определение показателей энергетической эффективности;

выявление причин возникновения потерь топливно-энергетических ресурсов;

оценка доли затрат и возможности снижения издержек предприятия по каждому из направлений энергопользования;

определение приоритетных направлений энергосбережения;

оценка потенциала энергосбережения по выбранным направлениям;

экспертиза энергетической эффективности проводимых или планируемых на предприятии инноваций;

разработка эффективных мероприятий для реализации выявленного потенциала энергосбережения;

разработка предложений по организации системы энергоменеджмента на предприятии; составление программы энергосбережения; разработка энергетического паспорта; Значительное внимание при проведении энергетического аудита уделяется тепловизион-ному обследованию, которое позволяет обнаружить как строительные дефекты, так и возможные ошибки в проекте [2]. Оно заключается в тепловизионной съемке фасада здания, результатом которой является фотография этого фасада в инфракрасном изображении, где по оттенкам цвета можно установить поле температур на поверхности стены и по этому судить об относительно большей или меньшей величине теплового потока через выбранный участок площади [3].

Возможные цели тепловизионного обследования зданий:

выявление скрытых дефектов теплоизоляции ограждающих конструкций методами тепловизионного контроля;

Энергетика

определение теплопотерь здания и проверка соответствия теплоизоляции нормативам;

составление энергетического паспорта здания поданным отчета тепловизионного обследования;

использование результатов тепловизионного обследования в судебном процессе.

Тепловизионное обследование зданий позволяет определить:

скрытые дефекты теплоизоляции или конструктивные недоработки (некачественный монтаж оконных блоков, дефекты теплоизоляции стыков между панелями, мостики холода);

реальные теплопотери и сравнение их с нормативными;

места возможного запотевания стен; недоработки в разводке отопительной системы, засоренность батарей; места протеканий в кровле; места прокладки труб или электрических нагревателей в обогреваемых полах.

Факторами риска в городских многоэтажных домах чаще всего являются закладные элементы в стеновых панелях, недостаточная теплозащита и промерзание углов, недостаточное утепление стен, перекрытий, покрытий цокольных этажей, нарушения швов и стыков между сборными конструкциями, нарушение технологии утепления (особенно мансард), использование несоответствующих проекту материалов или отступление от проекта.

Метод тепловизионного обследования основан на дистанционном измерении тепловизором полей температур поверхностей ограждающих конструкций, между внутренними и наружными поверхностями которых создан перепад температур, и вычислении относительных сопротивлений теплопередаче участков конструкции, значения которых, наряду с температурой внутренней поверхности, принимают за показатели качества их теплозащитных свойств [4].

Какой метод использовать при расчете теплового потока через наружные ограждения зданий по данным, полученным с помощью тепловизионного обследования?

При расчете теплоотдачи через наружную поверхность здания используется закон Ньютона — Рихмана:

С? = аэф

где 0 — тепловой поток через наружную поверхность здания, Вт; 1СТ — температура наружной

стенки здания, °С; ?нар — температура наружного воздуха, °С; Г— площадь рассматриваемой поверхности, м1; аэф — эффективный коэффициент теплопередачи, Вт/(м2-°С), рассчитываемый по формуле

аэф акон + арад'

Методика расчета теплопотерь состоит в следующем:

1. Готовим исходные данные: 1СТ — получаем по данным тепловизионной съемки, °С; Тсг= гсг + 273. К;

^нар—температура наружного воздуха, измеренная при проведении тепловизионного обсле-

где акон — коэффициент теплопередачи конвек- д0Вания, °С; Гна„ =^на„+ 273, К;

циеи, Вт/(м2°С); а — коэффициент теплопередачи излучением, Вт/(м2 °С);

Теплообмен в турбулентном пограничном слое определяется следующим уравнением:

N11/ = 0,037(Яе/)°'8(Рг)0'4,

где N11/ — число Нуссельта или безразмерный коэффициент теплоотдачи; Яе, — число Рей-нольдса; Рг — число Прандтля.

Число Нуссельта характеризует теплообмен на границе «стенка — жидкость» и определяется по формуле

Л/ 2 ^

Ни, =

У

где /—длина участка, на котором считаются теп-лопотери; X — коэффициент теплопроводности, Вт/(м °С).

Число Рейнольдса

Щ =

Щ1

V

где — скорость набегающего потока, м/с; V — кинематический коэффициент вязкости, м2/с, характеризует соотношение сил инерции и сил вязкости.

Число Прандтля для газов практически не зависит ни от температуры, ни от давления данного газа и является величиной постоянной [5].

Плотность теплового потока, переданного излучением, можно определить, используя закон Ньютона — Рихмана

^рад а

рад

(^ст

нар

а также закон Стефана — Больцмана

Г \4 /

^рад С0ес

100

т л

нар

7оо~

где с0 = 5,67 — излучательная способность абсолютно черного тела, Вт/(м2К4); ест — коэффициент теплового излучения стенки; Тст — температура наружной стенки здания, К; Гнар — температура наружного воздуха, К.

нар 'нар

Г— площадь рассматриваемой поверхности; выбираем для расчета теплопотерь площадь участка 1м2;

/—длина участка, на котором считаются теп-лопотери; выбираем ее равной 1 м;

X — коэффициент теплопроводности воздуха; выбирается по атмосферному давлению и температуре наружного воздуха при проведении тепловизионного обследования, Вт/(м -°С);

н>0 — скорость набегающего потока, или скорость ветра при проведении тепловизионной съемки (съемку рекомендуется проводить при небольших скоростях ветра), м/с;

V — кинематический коэффициент вязкости воздуха; выбирается по атмосферному давлению и температуре наружного воздуха при проведении тепловизионного обследования, м2/с;

Рг — число Прандтля для воздуха; выбирается по атмосферному давлению и температуре наружного воздуха при проведении тепловизионного обследования;

с0= 5,67 Вт/(м2 К4) — излучательная способность абсолютно черного тела;

ест — коэффициент теплового излучения стенки; выбирается в зависимости от материала наружной поверхности здания;

2. Из уравнения (5) находим число Рейнольдса Я с,, а из уравнения (3) — число Нуссельта N11/. После этого мы можем определить коэффи-

а

зуя уравнение (4):

N11, У

п =--—

^кон ^

3. Из уравнения (7) находим плотность теплового потока переданного излучением драд. Затем, используя уравнение (6), находим коэффициент теплопередачи излучением

арад

•»рад

а

тивный коэффициент теплопередачи.

4

Энергетика^

Термограмма фасада жилого дома по адресу ул. Ленинградская,

д. 85/12

5. Находим тепловой поток через наружную поверхность здания Q, используя уравнение (1).

По предложенной методике были рассчитаны теплопотери ограждающих конструкций здания по адресу: г. Санкт-Петербург, ул. Ленинградская, д. 85/12.

Тепловизионное обследование здания проводилось 25.03.2010 с 05 часов 39 мин. по московскому времени при температуре наружного воздуха —7,8 °С и относительной влажности 49,6 % в соответствии с требованиями следующих нормативных документов: ГОСТ 26629-85 «Методы тепловизионного контроля качества теплоизоляции ограждающих конструкций» и СНиП 2302—2003 «Тепловая защита зданий».

При электрофизических исследованиях параметров температуры и влажности воздуха и контроле качества теплоизоляции ограждающих конструкций использовали следующие приборы: тепловизор Land TI814 (зав. № 1561) и измеритель влажности и температуры Compart N8004 (зав. № 57577/8) с зондом температуры и влажности.

По данным рис. 1 были рассчитаны величины тепловых потоков участков наружного ограждения здания со следующими исходными данными: /нар = -7,8 °С; Гиар = /нар + 273 = 265,2 К; F = 1 м2, / = 1 м; X = 2,36'Ю-2 Вт/(м°С); w0 = 2 м/с; v= 12,43-Ю-6 м2/с; Рг = 0,712; с0= 5,67 Вт/(м2 К4);

В таблице приведены величины тепловых потоков в зависимости от температуры наружной стенки, полученной по данным тепловизионного обследования.

В процессе термографирования жилого здания по адресу ул. Ленинградская, 85/12 было установлено:

значительные теплопотери наблюдаются в зоне цоколя здания;

температура наружных стен здания превышает температуру окружающего воздуха на 8 градусов, что свидетельствует о значительных тепловых потерях через стены;

в доме имеются два входа в подвальное помещение, на термограммах которых явно видны потери тепла;

в зоне установки батарей централизованного отопления также наблюдаются значительные теплопотери (зоны подоконных проемов);

Таблица 1

Тепловые потери через наружное ограждение здания

Параметр, ед. измер. Значения параметра на пяти участках здания

1 2 3 4 5

°с 4,2 5,0 6,6 7,5 9,5

0,В т 183,79 196,28 221,36 235,52 267,14

повсеместно наблюдались потери тепла через открытые форточки квартир, что может свидетельствовать о плохой регулировке отопительной системы.

Были разработаны рекомендации по уменьшению теплопотерь здания:

1. Использовать современные теплоизоляционные материалы при утеплении жилого дома, применение которых уменьшает теплопотери (на 46,5 % — при использовании в качестве утеплителя минеральной ваты (базальтовой) или пенопласта пенополистерола толщиной 150 мм; на 55,5 % — при использовании пеноплекса и теп-лексатолщиной 150 мм [6]).

2. Эффективнее регулировать отопительную систему. Например, использовать автоматиче-

ское регулирование теплового потока посредством радиаторных термостатических клапанов (РТК), которые предназначены для полного или частичного перекрывания потока теплоносителя, подаваемого системой отопления в отопительный прибор, при повышении температуры воздуха в помещении выше заданного уровня. Правильно подобранный и осознанно эксплуатируемый РТК способен сократить годовое потребление тепловой энергии на 10—20 %.

3. Использовать стеклопакеты вместо обычных окон. Современные стеклопакеты позволяют уменьшить теплопотери окна почти в два раза. Например, для десяти окон размером 1,0x1,6 м экономия достигает киловатта, что в месяц дает 720 киловатт-часов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Федеральный Закон № 261 «Об энергосбережении, повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» от 23.11.2009 г.

2. Аникина, И.Д. Тепловизионное обследование жилых зданий [Текст] / И.Д. Аникина, В.В. Сергеев // XXXIX неделя науки СПбГПУ: Матер. междунар. научно-практ. конф. Ч. 111 — СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2010.

3. Ливчак, В.И. Тепловизионное обследование не может заменить тепловые испытания зданий [Текст] / В.И. Ливчак // Энергосбережение. — 2006,- №5.

4. ГОСТ 26629-85. Методы тепловизионного

контроля качества теплоизоляции ограждающих конструкций [Текст].— М., 1985.

5. Исаченко, В.П. Теплопередача [Текст]: Учебник для вузов / В.П. Исаченко, В.А. Осипова, A.C. Сукомел,— М.: Энергоатомиздат, 1981.

6. Аникина, И.Д. Сравнительный анализ эффективности применения современных теплоизоляционных материалов в жилых домах [Текст] / И.Д. Аникина, A.A. Калютик // XXXVIII неделя науки СПбГПУ: матер, междунар. научно-практ. конф. Ч. 111 — СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2009.

7. СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий [Текст].- М., 2003.

УДК 621.311:621.318

A.C. Адалев, В.Г. Кучинский, Н.С. Мазилкина, E.H. Попков, А.И. Фильчков, В.М.Чайка

ОТКЛЮЧЕНИЕ С ПОМОЩЬЮ ВАКУУМНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ МЕЖФАЗНЫХ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ МОЩНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ С ВОЗБУЖДЕНИЕМ ОТ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ

Электрические машины с возбуждением от постоянных магнитов стали широко использоваться в различных областях. Эти машины обладают глубоким регулированием и высоким

КПД из-за отсутствия электромагнитной системы возбуждения.

Поскольку поле возбуждения такой машины невозможно погасить, то ее поведение при