ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКИ НА ОТОПЛЕНИЕ

В практике энергетиков часто возникает необходимость выявлять ориентировочную тепловую мощность системы отопления проектируемых зданий и сооружений, чтобы определить тепловую мощность источника теплоты при централизованном теплоснабжении, заказать основное оборудование и материалы, определить годовой расход топлива, рассчитать стоимость системы теплоснабжения, генератора теплоты, и для решения других народно-хозяйственных задач.

3.1 Для оценки теплотехнических показателей принятого конструктивно-планировочного решения расчет потерь теплоты ограждения здания сводится к определению удельной тепловой характеристики здания, q_уд, Вт/(м²∙°С),численно равно теплопотерям 1м³ здания в Вт, при разности температур внутреннего и наружного воздуха (t_int – t_ext), ^оС.

3.2 Метод I определение тепло потерь через ограждающие конструкции (объемным показателям)

Ориентировочное значение тепло потерь через ограждающие конструкции здания определяют при оценке нагрузок тепловых сетей и станций по формуле

[ 3.1 ]

Q₀=a · q_уд ·V_н · (t_int - t_ext), ( 10)

где: Q₀ – ориентировочное значение теплопотерь через ограждающую
конструкцию здания, Вт;

a - коэффициент учета района строительства здания определенный по формуле [ 3.2 ]:

a = 0,54 + 22 / t_int – t_ext ( 11 )
где: q_уд – удельная тепловая характеристика здания, Вт/(м²∙°С),
соответствующая расчетной разности температур для основных

помещений;
t_int – t_ext = 20 – (-35 ) = 55 ^оС; может быть найдена по формуле или
принимается по приложению [ 7 ];
(t_int - t_ext) – расчетная разность температур внутреннего воздуха для
основных помещений и наружного воздуха соответсветственно;
V_н – объем отапливаемой части здания по внешнему обмеру, м³, (высоту отсчитывают от уровня земли).

Если принять, что теплопотери на инфильтрацию приблизительно компенсируются тепловыми и технологическими теплопопоступлениями, а так же исходить из предельно допустимых дополнительных потерь в системе отопления, то установленная мощность системы отопления по укрупненным показателям может быть принята равной:

Q₀ = 1,07 · a · q_уд· V_н (t_int - t_ext) (12)

где: 1,07 – поправочный коэффициент учитывающий доплнительные потери в
системе отопления:

3.2.1 Вычисление по формуле (11):

a = 0,54+22/55=0,98~1

3.2.2 Вычисление объема отапливаемой части по внешнему обмеру

Определение площади основания жилых зданий

S₉=615 м²
S₅=615 м²

S₁₂=205 м²

Определение высоты жилых зданий

Н₉=28,25 м

Н₅=16,25 м

Н₁₂=37,25 м

Определение объема отапливаемой части жилых зданий по внешнему обмеру:

V_Н=Н₁·S₁ (13)
V_Н9=615·28,25=17373 м³
V_Н5= 615·16,25=9993 м³
V_Н12= 205·37,25=7636 м³

Таблица 3.1 – результаты расчетов по первому методу

3.3 Метод II определение удельной тепловой характеристики (по площади с учетом доли остекления)

Удельная тепловая характеристика здания, q_уд, Вт/ (м²·⁰С), может быть ориентировочно найдена по формуле:

, Вт/ (м²·⁰С) (14)

где: d – доля остекления стен здания;

A – площадь наружных стен здания, м²;

S – площадь здания вплане, м²;

V_н – объем отапливаемой части здания по внешнему обмеру, м³

Таблица 3.2 Результаты расчетов по второму методу

q_уд5=1,16·((1+2·0,45)·538+615)/9993=0,37 Вт/ (м²·⁰С)

q_уд9=1,16·((1+2·0,47)·907,6+615)/17373=0,21Вт/ (м²·⁰С)

q_уд12=1,16·((1+2·0,33)·712+205)/7636=0,21Вт/ (м²·⁰С)

3.4 Метод III определение удельной тепловой характеристики ( метод Ермолаева )

Удельная тепловая характеристика здания любого назначения, более точно может быть определена по формуле предложенной Н.С. Ермолаевы

(15)

где: P,S,H – периметр, площадь, высота здания

К_н,с, К_ок, К_nm, К_пл – коэффициенты теплопередачи наружных стен, окон,

перекрытий, Вт/ (м²·⁰С)

Таблица 3.3 – Результаты расчета по методу Ермолаева

q_уд5=1,08·(121,6/615·(0,27+0,45(1,82-0,27))+(0,9·0,2+0,6·0,2)/16,25)=

=0,223 Вт/ (м²·⁰С)

q_уд9=1,08·(121,6/615·(0,27+0,47(1,82-0,27))+(0,9·0,2+0,6·0,2)/28,25)=

=0,222 Вт/ (м²·⁰С)

q_уд12=1,08·(57,6/205·(0,27+0,33(1,82-0,27))+(0,9·0,2+0,6·0,2)/37,25)=

=0,244 Вт/ (м²·⁰С)

3.5 Сравнение удельной тепловой характеристики различных методов

Таблица 3.4 – Сравнение удельной тепловой характеристики

Вывод: наиболее точным является метод Ермолаева, так как он использует коэффициенты теплопередачи наружных стен, окон, перекрытий. Как видно из таблицы 3.4, удельная тепловая характеристика по методу Ермолаева значительно меньше, чем полученная в I и II методе. Что показывает важность использования современных теплоизолирующих материалов, их использование позволяет значительно снизить бесполезные потери теплоты.

3.6 Потребное количество тепла на отопление за рассматриваемый период

При укрупненных расчетах потребное количество теплоты определяется по формуле:

(16)

где: t_ht – средняя температура наружного воздуха за рассматриваемый

период для данной местности, ^оС;

z_ht – продолжительность работы систем отопления за рассматриваемый

период в сутках;

t_int – усредненная расчетная температура воздуха внутри отапливаемых

помещений;

t_ext – расчетная температура наружного воздуха для отопления конкретно-

го помещения;

Q_o – потребное количество тепла на отопление здания с учетом всех

потерь теплоты;

3,6 – коэффициент перевода Вт в кДж/ч.

Таблица 3.5 – Результаты расчетов по формуле (16)

Таблица 3.6 – Общее количество теплоты за период

Полное количество теплоты необходимое для отопления района находится как сумма необходимого количества теплоты для каждой группы зданий:

(17)