Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АрхитектураБиологияГеографияДругоеИностранные языки
ИнформатикаИсторияКультураЛитератураМатематика
МедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогика
ПолитикаПравоПрограммированиеПсихологияРелигия
СоциологияСпортСтроительствоФизикаФилософия
ФинансыХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника

Теплоты на отопление

НОРМИРОВАНИЕ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВОЗДУХА ВНУТРИ И СНАРУЖИ ОТАПЛИВАЕМЫХ ПОМЕЩЕНИЙ | ПОТЕРИ ТЕПЛОТЫ ЧЕРЕЗ ОГРАЖДАЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ ПОМЕЩЕНИЯ | ИНФИЛЬТРУЮЩЕГОСЯ В ПОМЕЩЕНИЕ | Теплопотери через ограждающие поверхности | Расчет инфильтрации наружного воздуха и расчет теплоты, требуемой на его подогрев. | Определение количества инфильтрирующегося воздуха | СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ 1 страница | СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ 2 страница | СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ 3 страница | СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ 4 страница |


Читайте также:
  1. А. РАСЧЕТ ГРАФИКОВ ПОДАЧИ ТЕПЛОТЫ В СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПОГОДНЫХ УСЛОВИЙ
  2. Водяное отопление
  3. ВОДЯНОЕ ОТОПЛЕНИЕ
  4. Заявление на перерасчет платы за отопление
  5. Из формулы (51.1) следует, что в СИ количество теплоты выражается в тех же единицах, что работа и энергия, т. е. в джоулях (Дж).
  6. Кислород массой 320 г нагревают при постоянном давлении от 300 до 310 К. Определить количество теплоты, поглощенное газом, изменение внутренней энергии и работу расширения газа.
  7. Количество теплоты, выделяющееся при сгорании топлива.

 

Производственные, жилые и другие здания в холодный период года, когда температура наружного воздуха становится ниже внутренней, теряют теплоту через ограждения Qогр и на нагрев инфильтрирующегося воздуха Qи.

В то же время в их помещения поступает теплота, выделяемая технологическими аппаратами, людьми, осветительными приборами и др., Qтв, а также от размещенных в здании отопительных систем Qо. Поддержание фиксированных значений температур воздуха внутри здания возможно только в тех случаях, когда в любой момент времени его суммарные теплопотери Qтп = Qогр + Qи (кривая 3 на рис. 2.3) будут

полностью компенсироваться суммарными теплопритоками Qтв + Qо, т.е. будет выполняться соотношение:

 

(2.38)

 

Используя уравнения (2.1) и (2.28), из (2.38) получаем выражение для определения количества теплоты Qо.здпр, кВт, необходимое для отопления промышленного здания с непрерывным технологическим процессом с постоянным температурным режимом:

 

 

, (2.39)

где: – показатель инфильтрации, (°С)0.667; dtт.в= Qтв/(qо·Vзд) – эквивалентная температура внутренних тепловыделений, °С, представляющая собой численное значение понижения температуры внутреннего воздуха Dtв при сохранении уровня теплопотерь помещения, но при прекращении поступления внутренних тепловыделений.

 

Температура наружного воздуха t , °С

 

Рис.2.3. Графики изменения величины теплопотерь промышленного здания и теплопритоков в него, при различных температурах наружного воздуха: 1 – потери теплоты через ограждающие конструкции, Qогр ; 2а и 2б – затраты теплоты на покрытие теплопотерь с инфильтрацией, соответственно, при расчетной скорости ветра, Q''и и при безветрии, Q'и; 3 – полные теплопотери здания при безветрии, Qтп= Qорг+Q'и; 4а и 4б - соответственно, величина теплопритоков в здание за счет внутренних тепловыделений в смену с максимальным числом работающего оборудования и обслуживающего персонала, Qт.вмакс и в смену с минимальным числом персонала и работающего оборудования, Qт.вмин; 5 – необходимый теплоприток в здание от системы отопления, Qо = Qт.п - Qт.вмин.

 

Из (2.39) следует, что расход теплоты на отопление зданий возрастает при понижении температуры наружного воздуха (кривая 5 на рис.2.3) от нуля при t = tно до максимальной величины Qпро.р.зд при tн = tБн.х и Qт.в = Qт.вмин. При переменном режиме работы технологического оборудования, сменности работы и т.п., тепловыделения могут быть переменными во времени. В этом случае, расчетное количество теплоты Qо.р.здпр, кВт, необходимое для отопления промышленного здания определяется:

 

(2.40)

 

где: tБн.х ¾ расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления по параметрам группы Б; dtт.вмин = Qтвмин/(qо·Vзд) – эквивалентная температура внутренних тепловыделений при минимальном значении Qт.вмин, °С.

 

При дальнейшем понижении tн ниже tн.х.Б расход теплоты на отопление оставляют постоянным и равным Qпро.р.зд (кривая 5 на рис.2.3).

В производственных цехах, при наличии в них внутренних тепловыделений, включение в работу системы отопления и выключение ее из работы производят при температуре tн.опр, полученной из условия Qогр + Qи - Qт.вмин = 0:

 

(2.41)

 

Производственные здания промышленного предприятия различаются своими объемами и отопительными характеристиками, а в их помещениях могут наблюдаться или поддерживаться существенно отличающиеся друг от друга значения внутренних тепловыделений, показателей инфильтрации, температуры внутреннего воздуха. Эти обстоятельства приводят к тому, что начало отопительного периода и закономерности изменения отпуска теплоты из систем отопления в разных зданиях и цехах не могут быть едиными, а должны быть индивидуальными для каждого цеха или здания.

Температура наружного воздуха t ,°С

Рис.2.4. Зависимость расхода теплоты на отопление от наружной температуры воздуха:
1 – промышленное здание в рабочую смену; 2 – промышленное здание в нерабочий период (дежурное отопление); 3 – жилое здание


Суммарных расход теплоты на отопление всех Мзд зданий предприятия Qпро, кВт определяют путем суммирования расходов теплоты каждого здания или корпуса, подсчитанных по (2.40) (кривая 1 на рис. 2.4):

 

(2.42)

 

Для жилых, детских, лечебных и аналогичных помещений со стабильным температурным режимом, внутренние тепловыделения при определении потребности в теплоте для отопления не учитываются, так как они малы и нерегулярны. Затраты теплоты на инфильтрацию этих помещений в холодный период года, когда все щели в окнах и дверях уплотняют, рассчитывают только путем увеличения на 5-10% отопительной характеристики зданий.

С учетом изложенного, для жилых и административных зданий выражения (2.38), (2.39) преобразуются к виду:

 

Qо = 1,1Qогр. (2.43)

 

(2.44)

 

Из уравнения (2.44) следует, что потребность в подводе теплоты для систем отопления этих зданий исчезает при повышении наружной температуры tн до уровня температуры воздуха внутри помещений. Следовательно, температура начала работы отопления должна быть численно равной tвр. Однако зданий, не имеющих внутренних тепловыделений, практически не существует и учитывая тепловую инерционность ограждений, строительные нормы и правила [6] рекомендуют включать системы отопления в этих зданиях при устойчивом понижении в течение трех суток подряд суточной температуры наружного воздуха tнсс до 8°С и выключать из при соответственно повышении tнсс выше 8°С. Таким образом, температура начала отопления директивно устанавливается: tжн.о = 8°С.

Для производственных зданий и корпусов с переменным режимом работы (одно или двухсменный), а также для торговых, зрелищных и аналогичных предприятий, в которых люди находятся меньшую часть суток, расход теплоты на отопление и необходимую мощность отопительных систем определяют раздельно для рабочего и нерабочего времени. В рабочий период для производственных зданий используют выражение (2.39), а для зданий торговых, зрелищных и аналогичных предприятий (2.44). В нерабочее время в помещениях этих зданий включают «дежурное» отопление, которое при отсутствии внутренних тепловыделений поддерживает в них температуру воздуха tдвр < tовр но не ниже 5°С. Расход теплоты на дежурное отопление Qод, кВт (кривая 2 на рис. 2.4) определяют:

- для производственных цехов:

(2.45)

 

- для торговых и аналогичных предприятий:

 

(2.46)

 

Максимальная мощность «дежурного» отопления Qдо.р.зд, кВт:

- для производственных зданий:

 

(2.47)

- для торговых и аналогичных предприятий:

 

(2.48)

 

На рис. 2.4 приведены графики изменения Qо = f(tн) по выражениям (2.45), (2.46) и (2.47) при Qпро.р.зд = Qжо.р.зд.

Обычно в помещении цеха монтируют одну систему отопления, а переход от рабочего к «дежурному» режиму ее работы и наоборот осуществляют выключением или включением определенной части отопительных приборов.

Годовое количество теплоты для отопления зданий определяется с целью выявления потребностей в топливе, для разработки режимов работы оборудования источников теплоты и т.п. Подсчет годовой потребности в теплоте на последующие годы Qог, кВт·ч/год, проводят для усредненного эталонного года с продолжительностью стояния ni, ч каждого значения температуры наружного воздуха tнi, °С (см.приложение 1). При подсчете годовой потребности в теплоте сначала для каждого значения температуры наружного воздуха tнi за время отопительного периода (tно ³ tн.i ³ tбн.х) по формулам (2.39) – для промышленных зданий, (2.44) – для жилых, (2.45) –для «дежурного» отопления подсчитывают расходы теплоты Qоi и Qдоi на отопление каждого здания.

Годовой расход теплоты на отопление j-го здания промышленного предприятия с непрерывным режимом работы или жилого Qогj, кВт · ч/год определяют, суммируя произведения годового времени стояния ni, ч, данной температуры tнi на соответствующий расход теплоты Qoi:

 

(2.49)

 

Годовой расход теплоты на отопление всех Мзд зданий предприятия с непрерывным режимом работы или жилого микрорайона Qог, кВт · ч/год:

 

(2.50)

 

Для зданий с переменным температурным режимом допускается, что время работы основной и дежурной систем отопления при любой температуре наружного воздуха tнi в течение отопительного периода распределяется пропорционально отношению времени работы каждой из систем за неделю (nонед и nднед) к общей продолжительности недельного времени nнед .

С учетом указанного допущения подсчет годового расхода теплоты j-го здания Qоро.г.j проводится раздельно для основной Qоо.г.j и дежурной Qдо.г.j систем его отопления с последующим суммированием:

 

(2.51)

где: Кр.нед=nонед/nнед и (1-Кр.нед)=nднед/nнед ¾ относительная продолжительность работы соответственно основной и «дежурной» систем отопления.

 

Годовой расход теплоты на отопление всех Мзд зданий с переменным температурным режимом работы Qпро.г, кВт · ч/год:

(2.52)

 

В течение суток температура наружного воздуха tн не остается постоянной (кривая 1 на рис. 2.5). Изменение ее вызывает изменение теплопотерь здания (кривая 3 на рис. 2.5), и для поддержания стабильного значения температуры воздуха внутри помещения tвр (кривая 8 на рис. 2.5) должен соответственно меняться график теплопритока от системы отопления.

В помещениях с высокими и повышенными уровнями требований к температурному режиму отопительные установки или приборы систем отопления необходимо обеспечивать средствами автоматизированного поддержания температуры воздуха внутри цеха.

Суточный график отпуска теплоты от систем отопления этих зданий (кривая 4 на рис. 2.5) повторяет с некоторым запаздыванием суточный

график изменения теплопотерь, и температура воздуха в помещении (кривая 6 на рис. 2.5) колеблется незначительно.

Для выявления суточного графика отпуска теплоты от систем отопления в помещениях с низкими и средними уровнями требований к температурному режиму определяют средние значения температуры наружного воздуха за каждую смену (кривая 2 на рис. 2.5). Отпуск теплоты из отопительных систем этих зданий (кривая 5 на рис. 2.5) осуществляют в соответствии с уровнем усредненного значения температуры наружного воздуха за предшествующую смену. Температура воздуха в помещении (кривая 7 на рис. 2.5) в этом случае колеблется значительнее.

Для определения экономичных режимов работы энергетического оборудования, генерирующего теплоту в котельных, ТЭЦ и других источниках теплоты, выбора оптимальных параметров, используемых теплоносителей и других технико-экономических сопоставлений вариантов элементов систем теплоснабжения широко используют годовой график тепловых нагрузок по продолжительности их стояния (график Россандера), изображенный кривыми 1, 2, 3 и 4 на рис.2.6.

При построении этого ступенчатого графика для отопительной нагрузки по оси абсцисс нарастающим итогом от tбн.х до tно откладывают продолжительности ni, ч, стояния каждой температуры наружного воздуха tнi, °С, за отопительный период, а по оси ординат соответствующие теплопоступления из системы отопления Qоi, кВт, при каждом значении этих температур tнi, °С. Численные значения Qоi можно определять непосредственно по (2.39 – 2.42) или использовать их графическую интерпретацию (см. рис. 2.4). Для промышленных зданий со стабильным температурным режимом (рис. 2.6), откладываемая по оси абсцисс величина , ч, есть годовая продолжительность работы системы отопления предприятия (здания), а площадь под ступенчатой кривой 2 эквивалентна годовой потребности в теплоте предприятия (здания) Qо.гпр, кВт · ч/год. При том же расчетном расходе теплоты жилым районом (зданием) продолжительность отопительного периода и годовая потребность в теплоте Qжо.г, кВт · ч/год, эквивалентная площади под кривой 1 на рис. 2.6, выше чем у промышленных зданий.

Для зданий с переменным температурным режимом (рис. 2.6) график Россандера для основной системы отопления строят аналогично, только по оси абсцисс нарастающим итогом откладывают величины произведений

р.нед · ni), которые представляют собой продолжительности стояния каждого значения tнi в период ежегодного времени ее работы.

 


Рис. 2.5. Суточный график изменения температуры наружного и внутреннего воздуха, а также расхода теплоты отопительной системы: а – график изменения температур наружного воздуха; б – график изменения расходов теплоты; в – изменение температур внутри помещений; 1 – фактическое изменение температуры наружного воздуха; 2 – усредненная за смену температура наружного воздуха; 3 – фактическое изменение теплопотерь помещения; 4 – суточный график отпуска из отопительных систем теплоты в помещения с повышенным уровнем требований к температурному режиму; 5 – то же, но в помещения с низким и средним уровнем требований к температурному режиму; 6 – расчетная температура воздуха внутри помещения; 7 – характер реальных изменений температуры воздуха в помещениях с повышенным уровнем требований к температурному режиму; 8 – то же, но в помещениях с низким и средним уровнями требований к температурному режиму.

Годовое время работы основной системы отопления в этих зданиях , ч, а площадь под ступенчатой кривой 3 эквивалентна ее годовой потребности в теплоте Qоо.г, (кВт · ч)/год. Для дежурного отопления этих зданий построение проводят аналогично, только по оси абсцисс нарастающим итогом от точки nоо откладывают произведения (1 - Кр.нед)ni, которые представляют продолжительность стояния tнi в период ежегодной продолжительности его работы. По оси ординат откладывают тепловые нагрузки «дежурного» отопления Qдо.i, кВт при соответствующих значениях температур наружного воздуха tнi, °С. Годовое время работы «дежурного» отопления площадь под ломаной линией 4 эквивалентна годовой потребности в теплоте Qдо.г, кВт · ч/год, данной системы. Общая годовая потребность в теплоте для систем отопления потребителей с переменным температурным режимом Qо.г=Qоо.г+Qдо.г, а общая продолжительность работы отопительных систем n'о.пр=nоо+nдо, ч.

Как правило, общая продолжительность работы отопительных систем в зданиях с переменным температурным режимом n'о больше, чем время работы системы в зданиях с постоянным режимом nо.пр, и менее, чем время работы отопительных систем жилых зданий nож . В том же соотношении находятся и годовые расходы теплоты на отопление этих потребителей.

На рис. 2.6 представлен график часовой продолжительности тепловой нагрузки систем отопления за отопительный период [1].

Громоздкие и трудоемкие расчеты по определению текущих и годовых расходов теплоты на отопление промышленных и жилых зданий рекомендуется проводить на ЭВМ с использованием соответствующего программного обеспечения, к примеру, MathCAD.

 

 

Рис. 2.6. График продолжительности тепловой нагрузки отопления (график Россандера): 1 – жилое здание; 2 – промышленное здание с постоянным температурным режимом в отапливаемом помещении; 3 – промышленное здание с переменным температурным режимом в рабочий период; 4 – то же, в период работы дежурного отопления.

 

Изменения климатических параметров в течение года обычно характеризуется изменениями их среднемесячных значений, полученных по данным многолетних наблюдений. Кривые годовых изменений имеют плавный характер и приближаются по своему очертанию к правильным гармоническим. Годовой ход изменения температуры наружного воздуха следует за годовым ходом интенсивности солнечной радиации с некоторым запаздыванием, что связано с нестационарным характером теплообмена в приземном слое. Годовой минимум температуры наружного воздуха обычно приходится на январь. Изменение в течение года влажности воздуха, а для большинства районов России и скорости ветра, связаны с температурой.

Гармонический характер изменения параметров климата позволяет определить их функцией времени года в виде тригонометрического ряда. Изменение любого параметра климата «у» (температуры tн, интенсивности солнечной радиации J, энтальпии hн) можно считать равным [2]:

 

У = УГ + АУ∙cos(2πz / 365), (2.53)

 

где: Уг – среднегодовое значение параметра; Ау – амплитуда изменения параметра; z – период времени от момента максимума, сут.

Значения величин, входящих в формулу (2.53), для различных климатических параметров и географических районов могут быть получены по данным метеорологических наблюдений, приведенным, в частности, в [5]. Для примера, в табл. 2.7 приведены параметры климата для Москвы.

Таблица 2.7

Параметры климата Москвы [2]

Параметры климата Температура воздуха, tн,0С Энтальпия hн, Дж/кг Интенсивность солнечной радиации, J, Вт/м2, при ориентации поверхности
Горизон-тальной Ю С З, В
Среднегодовое значение Уг Амплитуда АУ Месяц максимума Месяц минимума 4.1   14,15 VII I   VII I   VI XII   VI I   VI I   VI I

 

 

Пример расчета тепловой нагрузки системы отопления здания

Исходные данные:

Наружные параметры здания A,B,H: 90х30х8 м.

Город: Иркутск.

Условия труда II-A.

Расположение продольной оси здания: З-В.

Материал стен: глиняный кирпич на цементно-песчаном растворе с двусторонней штукатуркой (Прил.3):

· плотность глиняного кирпича: кг/м3

· теплоемкость глиняного кирпича: Дж/(кг · К)

· теплопроводность глиняного кирпича: Вт/(м · К)

· плотность песчано-цементной штукатурки: кг/м3

· теплоемкость песчано-цементной штукатурки: Дж/(кг · К)

· теплопроводность песчано-цементной штукатурки: Вт/(м · К)

· толщина штукатурки: м

Конструкция и материал пола: пол на грунте,

под полом утепляющий слой - Вт/(м · К), м

(К · м2)/Вт

Конструкция и материал потолка: железобетонные плиты с керамзитовой засыпкой, над потолком чердак с кровлей из черепицы:

· толщина железобетонных плит: м

· теплопроводность керамзитового гравия: Вт/(м · К)

· плотность железобетонных плит: кг/м3

· теплоемкость железобетонных плит: Дж/(кг · К)

· теплопроводность железобетонных плит: Вт/(м · К)

Параметры окон:

· площадь окон: м2

· верхняя отметка окон: м

· нижняя отметка окон: м

Количество людей, работающих в смену: чел.

Количество установленных в цеху электродвигателей и мощность каждого из них: , кВт

Количество установленных теплообменных аппаратов и тепловая мощность каждого из них: , кВт

Внешний вид здания с указанием габаритных размеров приведен на рис. 2.7.


Дата добавления: 2015-07-16; просмотров: 74 | Нарушение авторских прав


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯ, ПОСТУПАЮЩИЕ В ПОМЕЩЕНИЕ| Параметры воздуха внутри помещения

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.023 сек.)