Теплопотери

Теплопотери

Эта услуга позволяет получить значение тепловой нагрузки дома, удельных теплопотерь на отопление и нагревание инфильтрируемого воздуха в результате естественной вентиляции домов.

РАСЧЕТЫ ТЕПЛОВЫХ НАГРУЗОК ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИСТОЧНИКА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

1. Расход теплоты на отопление

Календарный год (с точки зрения работы системы отопления) делят на теплый и холодный периоды. Теплый характеризуется температурой наружного воздуха tс > 8 оС, а холодный – tс ≤ 8 оС.

В холодный период года температура внутри помещений (tвн) больше температуры внешнего воздуха (tс), поэтому через внешние ограждения будут осуществляться потери теплоты в окружающую среду Qвтри (см. рис. 1.1).

Рис. 1.1. Схематическое изображение потерь теплоты помещением

Для компенсации суммарных потерь теплоты ΣQвтри в помещении необходимо подавать такой же поток теплоты от системы отопления Qо, то есть ΣQвтри = Qо.

Виды расхода теплоты на отопление:

1. Максимальные (расчетные) расходы теплоты – Qo, [Вт, кВт, МВт]. Определяются по температуре наружного воздуха tз=tр.о (расчетная температура для проектирования отопления).

tр.о – это средняя температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки из восьми наиболее суровых зим за последние 50 лет.

tр.о зависит от населенного пункта [например, для Киева tр.о=-22о С, для Симферополя tр.о=-16о С и т.д.].

2. Средние расходы теплоты Qо ср., [Вт, кВт, МВт]. Определяются по tср.о (средняя температура за период отопления), например, для Киева tср.о = -1,1о С.

3. Годовые расходы теплоты на отопление Qo вещь , [Дж, кДж, МДж].

По расчетным расходам теплоты Qo осуществляется выбор устанавливаемого оборудования.

Средние расходы теплоты Qо ср – для определения годового расхода Qo год, а также для расчета технико-экономических показателей.

Годовые расходы теплоты Qo вещь используются для определения расхода топлива на источник теплоснабжения.

А. Расчетные (максимальные) расходы теплоты на отопление

Существует два способа расчета максимальных расходов теплоты на отопление:

1). Точный способ по потерям теплоты в окружающую среду. Используется при наличии готовых построек или проектов этих построек. Дает наиболее правильную информацию.

2). По увеличенным показателям.

Когда отсутствует построенное здание. Известна жилая площадь Fж или внешний объем Vз зданий.

Определение потерь теплоты помещениями

Потери теплоты осуществляются из-за внешних ограждающих конструкций в холодный период года:

• наружные стены;
• окна;
• наружная дверь;
• перекрытие (последний этаж);
• пол (первый этаж).

Утраты теплоты состоят из главных и дополнительных.

Основные потери теплоты определяются по уравнению теплопередачи:

Q = ∑ ки F и ∆ti ni (1.2)

где ки – коэффициенты теплопередачи ограждающих конструкций, Вт/(м 2 ·К); Fi – поверхности ограждающих конструкций, передающих теплоту, м2; ∆ti – расчетная разница температур между внутренним и внешним воздухом, оС; ni – поправочный коэффициент на расчетную разность температур, зависит от геометрического положения ограждающих конструкций или ее типа.

Дополнительные потери теплоты:

1. На ориентацию помещения по сторонам света.

2. На наличие двух и более угловых стен.

3. На инфильтрацию наружного воздуха из-за неплотностей в ограждениях, в основном, в заполнении световых отверстий.

Дополнительные потери теплоты учитываются в процентах от основных.

Дополнительные потери теплоты на инфильтрацию приближенно можно взять в процентах к основным, или определить по точной формуле

Qинф=Lинфcп(tвн–tз), (1.8)

где Lинф – массовый расход инфильтрационного воздуха из-за ограждения, кг/с; cп – теплоемкость воздуха, Дж/(кг·К).

Особенности определения тепловых затрат через пол

Площадь пола делится на 4 зоны, шириной по 2 м (для первой, второй и третьей зон, а четвертой – все, что осталось) – см. рис. 1.7.

Рис. 1.7. Разделение площади пола на зоны

Термические опоры теплопередачи отдельных зон неутепленного пола (согласно справочной литературе) составляют:

• для первой зоны - r1 =2,15 (м 2 ·К)/Вт;
• для второй зоны – r2 = 4,3 (м 2 ·К)/Вт;
• для третьей зоны – r3 = 8,6 (м 2 ·К)/Вт;
• для четвертой зоны – r4 = 14,2 (м 2 ·К)/Вт.

Если пол расположен на грунте, то потери теплоты через него определяются по формуле

Q=∑ (Fi/ri) (t1-t2)*ni (1.9)

Если в конструкции пола есть утеплитель, теплопроводность которого составляет λу ≤ 1,163 Вт/(м·К), то пол считается утепленным, а потери теплоты вычисляются также по формуле

ro=ri+ry∑(δ/λ) (1.10)

(1.9), где δуi и λуi - толщина, м и теплопроводность, Вт/(м·К), отдельных слоев утеплителя соответственно.

В некоторых промышленных цехах необходимо учитывать расход теплоты на нагрев холодных транспортных средств, сырья и материала.

Q= mc (t -t ì) (1.15)

где mм – массовые расходы холодных транспортных средств, сырья и материала, кг/с; ср – теплоемкость этих веществ, Дж/(кг·К).

Средний расход теплоты на отопление

Qсер=Q(tвн-tср.о)/(tвн-tроз) (1.16)

где tср.о – средняя температура наружного воздуха за отопительный период, например для г. Киева tср.о = - 1,1о С.

B. Годовые расходы теплоты на отопление

А). Для зданий, отапливаемых круглосуточно (жилищные, общественные, а также промышленные с непрерывным технологическим процессом – характеризуются, например, вентиляцией без ограничения)

Qo вещь = Q о.ср. no 24·3600, (1.17)

где no – продолжительность отопительного периода по количеству суток с устойчивой температурой окружающего воздуха tс ≤8о С, например, для г. Киева no = 187 суток.

Б). Для некоторых промышленных зданий с одно- или двухсменной работой с выходными и праздничными днями, когда в помещениях отсутствуют люди, 24 рекомендуется снижать тепловую нагрузку на отопление, то есть годовой расход теплоты на отопление определяется по формуле

Qo вещь = [0,875Qo cр(nо – nнер) + 0,5Qo срnнер]24·3600, (1.18)

где nнер – количество нерабочих суток за отопительный период. 1.2.

2. Расход теплоты на вентиляцию

А. Расчетные (максимальные) расходы теплоты

1). Жилые здания и небольшие офисные помещения Для компенсации расхода теплоты на нагрев нормативного расхода инфильтрационного воздуха

Q=Vн*сп*ρ*(tр.в.-t)*F пл/3600 (1.19)

где Vн – нормативный расход инфильтрационного воздуха, (м 3 /ч)/м 2 пола жилых комнат и кухонь (обычно берут Vн = 3 (м 3 /ч)/м 2 ); F пл – площадь полов жилых комнат и кухонь жилых зданий, м 2 ; сп – теплоемкость воздуха, Дж/(кг·К); ρ – плотность воздуха, кг/м 3 ; tр.в. – расчетная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции (это средняя температура в 13 часов наиболее холодного месяца, например для г. Киева tр.в.= - 10о С).

2). Общественные и производственные здания, в которых приточная механическая вентиляция 2.1). Для общественных зданий, расходы теплоты на отопление которых определяются по п. А, то есть при заданной площади отапливаемых жилых зданий Fж

Qв гр = к1Qo гр, (1.20)

где к1 – процент расхода теплоты на вентиляцию общественных зданий (берут к1 = 0,4 для зданий, построенных к 1985 году и к1 = 0,6 для зданий, построенных после 1985 года).

Б. Годовые расходы теплоты на вентиляцию

Qв вещь =Qв ср (nо – nнер)zв 3600, (1.26)

где zв – продолжительность работы системы вентиляции в течение суток, ч/сут (при вентиляции без ограничения – 24 ч; при вентиляции с ограничением – 16 ч); nнер – количество нерабочих суток за отопительный период.

Расчеты взяты из текста "Источники теплоснабжения и потребители теплоты" Боженко М.Ф.