Integrovaná spotreba tepla na vykurovanie. Spotreba tepla na vykurovanie. Počiatočné údaje pre návrh vykurovacieho systému

Výpočet spotreby tepla na vykurovanie. Vykurovanie je najväčším spotrebiteľom tepla. Dĺžka spotreby tepla pre potreby vykurovania zodpovedá dĺžke vykurovacieho obdobia, t.j. počtu dní so stabilnou priemernou dennou dennou teplotou vonkajšieho vzduchu tn, pod stanoveným limitom. Napríklad podľa stavebných noriem a pravidiel SNiP II-A. 6-72 „Stavebná klimatológia a geofyzika. Konštrukčné normy“ zodpovedá tomuto limitu pri vonkajšej teplote vzduchu +8°C. Akonáhle táto teplota klesne pod alebo nad stanovenú hranicu, vykurovací systém sa zodpovedajúcim spôsobom zapne alebo vypne.

Spotreba tepla na vykurovanie závisí nielen od klimatických podmienok, ale aj od konštrukčných vlastností budovy a jej umiestnenia.

Tepelná energia je poskytovaná budovám na udržanie daného teplotného režimu v nich. V tomto prípade sa predpokladá, že tepelná energia úplne kompenzuje tepelné straty – prestupom a infiltráciou. Pri daných obvodových konštrukciách sú straty prestupom tepla determinované najmä teplotou vonkajšieho vzduchu t a tepelnými stratami infiltráciou, okrem toho rýchlosťou vetra a vlhkosťou vzduchu. Zmena spotreby tepla je teda nepriamo úmerná zmene tn a priamo úmerná zmene rýchlosti vetra a vlhkosti vzduchu. Minimálna spotreba tepla zodpovedá začiatku vykurovacieho obdobia. Keď tn klesá, potreba tepla sa zvyšuje a stáva sa maximom pri minime tn.

Integrovaný a paralelný rozvoj všetkých častí projektu vedie k potrebe predbežného hodnotenia celkových tepelných strát budov. V tomto prípade sa spravidla používa metóda približného výpočtu pomocou zväčšených meračov. Pre prenosové tepelné straty je zväčšený merač mernou tepelnou charakteristikou budovy q o Predstavuje množstvo tepla potrebné na kompenzáciu tepelných strát jedným meter kubický budovy za jednotku času s teplotným rozdielom jedného stupňa medzi vnútorným vzduchom t vnútorným a vonkajším vzduchom t vonkajším. Špecifická charakteristika q o sa mení nepriamo úmerne k objemu budovy. Pre niektoré budovy je to uvedené v tabuľke. 1.

Takýto merač na výpočet tepelných strát infiltráciou neexistuje. V praxi sa ich približná hodnota pri určovaní tepelných strát prestupom zohľadňuje príslušným koeficientom, ktorý závisí od mnohých faktorov: výška a objem priestorov, umiestnenie a plocha otvorov, počet trhlín v obvode. konštrukcie a veľkosť ich otvoru, ako aj vonkajšia teplota vzduchu, rýchlosť a smer vetra. Na základe praktických údajov možno stanovený koeficient považovať za rovný: pre verejné budovy 0,1-0,3; Pre priemyselné budovy v prítomnosti jednoduchého zasklenia a bez špeciálnych tesnení na dverách a bránach, ako aj pre veľké verejné budovy- 0,3-0,6; pre veľké dielne s veľkými dverami - 0,5-1,5 a dokonca 2.

Stôl 1.

Priemerná teplota vzduchu v budovách a špecifické tepelné charakteristiky budov daného objemu.

Pokračovanie tabuľky 1.

Pre obytné a verejné budovy možno maximálnu spotrebu tepla na vykurovanie určiť agregovaným ukazovateľom priradeným k jednému meter štvorcovýživotný priestor. Tento indikátor je vhodné použiť v prípade, keď je známe iba množstvo obytnej plochy plánovanej na uvedenie do prevádzky v danej oblasti. Maximálna hodinová spotreba tepla na vykurovanie bytových domov na 1 m 2 obytnej plochy pri vonkajších teplotách 0, -10, -20, -30, -40 o C sa rovná: 90; 130; 150; 175; 185 W/m2. V tomto prípade sa predpokladá spotreba tepla na vykurovanie verejných budov 25 % spotreby tepla na obytné budovy.

Maximálnu výpočtovú spotrebu tepla Q o , W na vykurovanie za stanovených tepelnotechnických podmienok budovy, vztiahnutú na jej objem a rozdiel teplôt, určuje vzorec

kde je koeficient zohľadňujúci tepelné straty infiltráciou; - špecifické vykurovacie charakteristiky objektu, W/(m 3 K); - korekčný faktor vykurovacej charakteristiky pre teplotu vonkajšieho vzduchu; s určitým zaokrúhľovaním možno určiť podľa vzorca; - objem objektu podľa vonkajších meraní bez podpivničenia, m 3; - priemerná teplota vzduchu vo vykurovanom objekte, o C; - teplota vonkajšieho vzduchu, o C: pri návrhu vykurovania sa berie podľa klimatologických údajov ako priemer najchladnejších päťdňových dní z ôsmich zím za 50-ročné obdobie.

Teplota vzduchu v miestnosti je stanovená buď sanitárnymi normami, resp technologických procesov berúc do úvahy požiadavky hygienických noriem. Priemerná teplota vzduchu v niektorých budovách je uvedená v tabuľke 1.

Obr.1. Tabuľky spotreby tepla pre potreby vykurovania A- strážnik; b- sezónne

Vzorec (1) možno použiť na určenie hodinovej spotreby tepla počas ktoréhokoľvek obdobia vykurovacieho obdobia dosadením hodnoty tn zodpovedajúcej tomuto obdobiu. Napríklad začiatok vykurovacej sezóny sa vyznačuje minimálnou spotrebou tepelnej energie. V tomto momente je odhadovaná teplota vonkajšieho vzduchu najvyššia, t n =8 o C.

Ako vyplýva zo vzorca (1), zmena spotreby tepla so zmenou tn má lineárnu závislosť. Aby sme poznali charakter zmeny počas sezóny, stačí určiť spotrebu tepla pri maximálnych t n a minimálnych hodnotách t n.o. . Typicky je takáto zmena znázornená graficky (obr. 1). Na obr A Na zvislú os sú vynesené hodnoty vonkajšej teploty vzduchu a na zvislú os spotreba tepla. Body A a B zodpovedajú maximálnej a minimálnej spotrebe tepla. Riadok AB - lineárna závislosť- zmena hodinovej spotreby tepla v chladnom období. Pomocou tohto grafu môžete určiť hodinovú spotrebu tepla na vykurovanie v ľubovoľnej hodnote £n v rámci stanovených limitov. Na to je potrebné obnoviť kolmicu z bodu danej hodnoty t n na osi x k priesečníku s priamkou AB. Priesečník bude zodpovedať požadovanej spotrebe tepla. Takže na obr. 1 A Bodkovaná čiara znázorňuje určenie priemernej hodinovej spotreby tepla pri priemernej teplote vonkajšieho vzduchu počas vykurovacieho obdobia.

V priemyselných dielňach, ako aj v mnohých verejných budovách, počas prestávok v práci, ako aj cez víkendy a sviatky nie je potrebné udržiavať teplotu v miestnosti na danej úrovni, a preto vynaložiť maximum množstvo tepla. V tomto čase je teplota vzduchu v miestnosti znížená na +5°C a je zabezpečená špeciálnym núdzovým ohrevom. Hodinovú spotrebu tepla počas tohto obdobia je možné určiť podľa vzorca (1), pričom . Redukčná hranica je daná podmienkami spoľahlivej prevádzky stavieb. Zníženie spotreby tepla v tomto období sa zohľadňuje pri stanovení ročnej potreby.

V danom klimatickom regióne je ročná spotreba tepla určená počtom dní vo vykurovacom období a hodnotami pre každý deň alebo priemerom tn za celé posudzované obdobie. Stupeň rovnomernosti spotreby tepla budovou denne a týždenne sa určuje v závislosti od prevádzkového režimu podniku.

Ročná potreba tepelnej energie MW na vykurovanie administratívnych a priemyselných budov s prihliadnutím na jej zníženie vo vonkajšku pracovný čas, ako aj cez víkendy a predsviatky, sú určené výrazom

kde je počet prevádzkových hodín podniku za deň; - počet dní vo vykurovacom období; - množstvo dní voľna a prázdniny počas vykurovacej sezóny; - teplota vonkajšieho vzduchu, priemerná za vykurovacie obdobie, o C; 24 je počet hodín za deň; teplota vzduchu v budove v mimopracovných hodinách, o C.

Pre budovy s rovnomernou spotrebou tepla počas dňa, napríklad obytné a niektoré verejné budovy s nepretržitou prevádzkou, je vzorec (2) zjednodušený, pretože =0, =24,

Na zabezpečenie prevádzkového režimu prevádzky zariadení na dodávku tepla sa počas celého vykurovacieho obdobia určuje zmena vykurovacieho zaťaženia v čase. Najvhodnejšie je znázorniť ročnú spotrebu tepla v čase graficky - Obr. 1 b, kde na vodorovnej osi sú postupne vynesené hodiny státia pri rovnakých teplotách, počínajúc od minima, so zvyšujúcim sa súčtom a na zvislej osi je spotreba tepla zodpovedajúca týmto teplotám.

Pre konkrétny objekt začína dopravná stavba identifikáciou počtu hodín pri rovnakej teplote. Potom sa pomocou vzorca (1) s prihliadnutím na možné zníženie spotreby tepla v mimopracovných hodinách vypočíta požadovaná spotreba tepla. Získané výsledky sa vynesú do súradnicovej siete grafu, pričom sa vynesú na kolmice nakreslené na vodorovnej osi v bodoch zmien vonkajších teplôt. Z bodov spotreby tepla nakreslených na kolmice nakreslite čiary rovnobežné s osou x, dĺžku, rovná sa číslu zostať na rovnakých teplotách. Pravé horné rohy výsledných obdĺžnikov sú spojené hladkou krivkou. Táto krivka charakterizuje spotrebu tepla na vykurovanie daného objektu a je základom pre vypracovanie prevádzkového režimu sústavy zásobovania teplom.

Graf spotreby tepla v priebehu roka je možné zostrojiť pomocou grafu hodinovej spotreby. Na tento účel sa hodinové náklady prenášajú na súradnice zodpovedajúce vonkajším teplotám ročného harmonogramu. Priesečníky hodinovej spotreby tepla s ordinátami zodpovedajúcimi maximálnym teplotným hodnotám v danom intervale sú spojené hladkou krivkou. Oblasť ohraničená osou x, maximálnou a minimálnou súradnicou a hladkou krivkou (pozri obr b krivka A 1 B 1) je úmerná ročnej spotrebe tepla. Pri priemernej teplote za vykurovacie obdobie bude tvar ročného grafu podmienene vyzerať ako obdĺžnik, v ktorom ordináta zodpovedá priemernej hodinovej spotrebe tepla (pozri bodkovanú čiaru na obr. 1). b).

II.1.2. Výpočet spotreby tepla na vetranie

Vo ventilačných systémoch sa teplo vynakladá na ohrev čerstvého vzduchu. privádzaný vzduch na nastavenú teplotu. Spotreba tepla W je určená množstvom, teplotou a vlhkosťou ohriateho vzduchu

kde je tepelná kapacita vzduchu, kJ/(kg K); - hustota vzduchu, kg/m3; V - objem privádzaného vzduchu, m 3 / h; a - teplota vzduchu za ohrievačom a pred ním, o C; 1/3,6 - tepelný energetický ekvivalent na premenu kJ/h na W, t.j. teplo, J, v termálna energia, spotrebované za jednotku času, W.

Objem privádzaného vzduchu zodpovedá objemu odpadového vzduchu. Táto rovnosť je základným pravidlom pri riešení vzduchovej bilancie miestnosti. Objem odvádzaného vzduchu sa vypočíta z podmienky zabezpečenia vzdušného prostredia, ktoré spĺňa požiadavky hygienických noriem, na základe množstva škodlivých emisií (prach, plyny, aerosól, vlhkosť atď.) v miestnosti. Objem odvádzaného vzduchu je navyše ovplyvnený prijatým spôsobom výmeny vzduchu.

Organizácia výmeny vzduchu v miestnostiach je riešená najmä jednou z dvoch možností. Tam, kde je možné škodlivé emisie odstraňovať priamo v mieste ich vzniku, je najúčinnejšie lokálne vetranie. V tomto prípade sa objem odvádzaného vzduchu stáva minimálnym, pretože je vetraný len obmedzený pracovný priestor v miestnosti. V tomto prípade sa spotreba tepla vypočíta pomocou vzorca (4).

Ak sa škodlivé emisie rozšíria po celom objeme, použije sa všeobecné vetranie, ktoré vytvorí požadované vzduchové podmienky v miestnosti riedením škodlivých emisií čistým privádzaným vzduchom. Výmena vzduchu na tomto princípe si vyžaduje najväčší objem vetraného vzduchu, a teda aj najväčšiu spotrebu tepla.

Pri vývoji systému zásobovania teplom sa spotreba tepla a potreby celkového vetrania posudzujú podobne ako pri vykurovaní, spravidla pomocou agregovaných meračov. Taký meter je špecifická tepelná ventilačná charakteristika, súvisiace s objemom budovy. Predstavuje množstvo tepla potrebného na vyvetranie 1 m 3 budovy za jednotku času s rozdielom teplôt 1 o.

Pomocou špecifickej charakteristiky sa spotreba tepla pre potreby všeobecného vetrania W, vztiahnutá na objem budovy, určí podľa vzorca

kde je špecifická ventilačná charakteristika budovy, W/(m 3 K); - teplota vonkajšieho vzduchu, °C; pri návrhu vetrania sa berie podľa klimatologických údajov ako priemer za najchladnejšie obdobie, ktoré predstavuje 15 % vykurovacej sezóny.

Pre niektoré sériovo vyrábané budovy je hodnota charakteristík vetrania uvedená v tabuľke. 1.

Konkrétnu vetraciu charakteristiku možno určiť aj frekvenciou výmeny a objemom vetranej miestnosti

kde m je výmenný kurz, čo je pomer množstva privádzaného vzduchu za jednotku času 1 hodiny k objemu vetranej miestnosti.

Maximálnu spotrebu tepla pre potreby celkového vetrania verejných budov navyše určuje agregovaný ukazovateľ pre oblasti, kde je známy len objem obytnej plochy plánovanej na výstavbu. Tento ukazovateľ sa vzťahuje na 1 m 2 obytnej plochy a v závislosti od vonkajšej teploty vzduchu pri 0, -10, -20, -30 a 40 o C sa rovná: 9; 13; 15; 17,5 a 18,5 W/m2.

Teplota vonkajšieho vzduchu nameraná pri výpočte tepla na vetranie nie je pre všetky miestnosti rovnaká. Závisí to od zvoleného spôsobu výmeny vzduchu. Pri výpočte lokálneho vetrania sa berie rovnaké ako pri vykurovaní, t.j. Hodnota tejto teploty pri celkovom vetraní je vyššia ako pri vykurovaní. Tu je definovaný ako priemer za najchladnejšie obdobie s trvaním rovnajúcim sa 15 % vykurovacej sezóny. Prípustné zvýšenie hladiny pri vonkajších teplotách počas najchladnejšieho obdobia je spôsobené možnosťou zvýšenia recirkulácie vzduchu. V období nízkych vonkajších teplôt sa požadovaná teplota privádzaného vzduchu dosahuje primiešavaním teplejšieho vzduchu odoberaného z vetranej miestnosti do vonkajšieho vzduchu. Vďaka tomu sa zníži objem privádzaného vzduchu čerstvý vzduch dodávané na vykurovanie a podľa toho sa znižuje potreba tepelnej energie pre potreby všeobecného vetrania. Treba poznamenať, že uvedené zvýšenie v dôsledku zníženia potreby tepelnej energie počas hodín jej maximálnej spotreby je povolené iba pre všeobecné vetranie a potom v tých miestnostiach, v ktorých je povolená recirkulácia vzduchu. V dielňach, kde vzhľadom na charakter škodlivých emisií nie je povolená recirkulácia vzduchu, sa ako návrhová teplota berie teplota vykurovania bez ohľadu na prijatý spôsob výmeny vzduchu, t.j.

Spotreba tepla na vetranie, ako aj na vykurovanie, závisí od vonkajšej teploty. Pri miestnom a celkovom vetraní bez recirkulácie vzduchu je táto závislosť podobná ako pri vykurovacom (obr. 2 A, čiara AB).

Pri všeobecnom vetraní s recirkuláciou vzduchu je obdoba pozorovaná len v rozsahu vonkajších teplôt od +8 do t. (linka BV). Pri ďalšom poklese teploty vonkajšieho vzduchu, teda keď t n. t n.v. , spotreba tepla sa nemení a zostáva na úrovni t n.v. Počas celého najchladnejšieho obdobia je čiara toku GB rovnobežná s osou x.

Ročná spotreba tepla na vetranie MW sa určuje na hodinovej báze s príslušným spôsobom výmeny vzduchu v závislosti od počtu hodín prevádzky vetracieho systému.

S celkovým vetraním s recirkuláciou vzduchu: s prestávkami počas dňa a cez víkendy

Ak existujú informácie o trvaní mierne chladného obdobia (pre niektoré mestá pozri tabuľku 2), výpočty pomocou vzorcov (7) - (10) sú výrazne zjednodušené.

Prevádzkový režim vetracieho systému je vyvinutý na základe ročného harmonogramu spotreby tepla. Konštrukcia tohto grafu (obr. 2 b) sa vyrába podobne ako vykurovanie pre vetracie systémy bez recirkulácie vzduchu. Existuje špeciálna funkcia pre všeobecné vetranie. Tu je graf rozdelený na dve časti: prvá (vľavo) - zodpovedá najchladnejšiemu obdobiu a má počas tohto obdobia stálu spotrebu tepla. Čiara G 1 B 1 je rovnobežná s osou x, spotreba tepla je určená plochou obdĺžnika O - G 1 - B 1 - 0,15 n o. Druhá časť, zodpovedajúca mierne chladnému obdobiu, má premenlivú spotrebu tepla - riadok B 1 B 1.

Tabuľka 2

Priemerná teplota vonkajšieho vzduchu a trvanie mierne chladného obdobia vo vykurovacom období

Predtým, ako začnete nakupovať materiály a inštalovať systémy zásobovania teplom pre dom alebo byt, je potrebné vykonať výpočty vykurovania na základe plochy každej miestnosti. Základné parametre pre návrh vykurovania a výpočet tepelnej záťaže:

• Námestie;
• Počet okenných blokov;
• Výška stropu;
• Umiestnenie miestnosti;
• Strata tepla;
• Odvod tepla radiátorov;
• Klimatická zóna (vonkajšia teplota vzduchu).

Nižšie opísaná metodika sa používa na výpočet počtu batérií pre oblasť miestnosti bez dodatočných zdrojov vykurovania (teplé podlahy, klimatizácie atď.). Vykurovanie možno vypočítať dvoma spôsobmi: pomocou jednoduchého a zložitého vzorca.

Pred začatím návrhu dodávky tepla sa oplatí rozhodnúť, ktoré radiátory budú inštalované. Materiál, z ktorého sú vykurovacie batérie vyrobené:

• Liatina;
• Oceľ;
• hliník;
• Bimetal.

Hliníkové a bimetalové radiátory sa považujú za najlepšiu možnosť. Najvyšší tepelný výkon majú bimetalové zariadenia. Liatinové batérie Zohrievajú sa dlho, no po vypnutí kúrenia zostáva teplota v miestnosti pomerne dlho.

Jednoduchý vzorec na návrh počtu sekcií vo vykurovacom radiátore:

K = Sх(100/R), kde:

S - plocha miestnosti;

R – výkon sekcie.

Ak sa pozrieme na príklad s údajmi: miestnosť 4 x 5 m, bimetalový radiátor, príkon 180 W. Výpočet bude vyzerať takto:

K = 20*(100/180) = 11,11. Takže pre miestnosť s rozlohou 20 m2 je na inštaláciu potrebná batéria s najmenej 11 sekciami. Alebo napríklad 2 radiátory s 5 a 6 lamelami. Vzorec sa používa pre miestnosti s výškou stropu do 2,5 m v štandardnej sovietskej budove.

Takýto výpočet vykurovacej sústavy však nezohľadňuje tepelné straty objektu, ani teplotu vonkajšieho vzduchu domu a počet okenných jednotiek. Preto by sa pri finalizácii počtu hrán mali brať do úvahy aj tieto koeficienty.

Výpočty pre panelové radiátory

V prípade, že sa plánuje inštalácia batérie s panelom namiesto rebier, použije sa nasledujúci objemový vzorec:

W = 41xV, kde W je výkon batérie, V je objem miestnosti. Číslo 41 je norma pre priemerný ročný vykurovací výkon 1 m2 obytnej plochy.

Ako príklad si môžeme vziať miestnosť s rozlohou 20 m2 a výškou 2,5 m. Hodnota výkonu radiátora pre objem miestnosti 50 m3 sa bude rovnať 2050 W alebo 2 kW.

Výpočet tepelných strát

K hlavným tepelným stratám dochádza cez steny miestnosti. Na výpočet potrebujete poznať súčiniteľ tepelnej vodivosti vonkajšieho a vnútorný materiál dôležitý je aj materiál, z ktorého je dom postavený, hrúbka steny budovy a priemerná vonkajšia teplota. Základný vzorec:

Q = S x AT/R, kde

ΔT – rozdiel medzi vonkajšou a vnútornou optimálnou hodnotou;

S – plocha steny;

R je tepelný odpor stien, ktorý sa zase vypočíta podľa vzorca:

R = B/K, kde B je hrúbka tehly, K je súčiniteľ tepelnej vodivosti.

Príklad výpočtu: dom postavený z mušľovej horniny, kameňa, ktorý sa nachádza v región Samara. Tepelná vodivosť plášťovej horniny je v priemere 0,5 W/m*K, hrúbka steny je 0,4 m. minimálna teplota v zime -30 °C. V dome je podľa SNIP normálna teplota +25 °C, rozdiel je 55 °C.

Ak je miestnosť rohová, tak obe jej steny sú v priamom kontakte s okolím. Plocha vonkajších dvoch stien miestnosti je 4x5 m a 2,5 m vysoká: 4x2,5 + 5x2,5 = 22,5 m2.

R = 0,4/0,5 = 0,8

Q = 22,5 x 55/0,8 = 1546 W.

Okrem toho je potrebné vziať do úvahy izoláciu stien miestnosti. Pri dokončovaní vonkajšej plochy penovým plastom sa tepelné straty znížia približne o 30 %. takže, konečný údaj bude asi 1000W.

Výpočet tepelného zaťaženia (komplikovaný vzorec)

Schéma tepelných strát priestorov

Na výpočet konečnej spotreby tepla na vykurovanie je potrebné vziať do úvahy všetky koeficienty pomocou nasledujúceho vzorca:

CT = 100xSxK1xK2xK3xK4xK5xK6xK7, kde:

S – plocha miestnosti;

K - rôzne koeficienty:

K1 – zaťaženie okien (v závislosti od počtu okien s dvojitým zasklením);

K2 – tepelná izolácia obvodových stien budovy;

K3 – zaťaženie pre pomer plochy okna k ploche podlahy;

K4 – teplotný režim vonkajší vzduch;

K5 – berúc do úvahy počet vonkajších stien miestnosti;

K6 – zaťaženia založené na hornej miestnosti nad vypočítanou miestnosťou;

K7 – berúc do úvahy výšku miestnosti.

Ako príklad môžeme považovať tú istú miestnosť budovy v regióne Samara, ktorá je zvonku izolovaná penovým plastom a má 1 okno s dvojitým sklom, nad ktorým je vykurovaná miestnosť. Vzorec tepelného zaťaženia bude vyzerať takto:

KT = 100*20*1,27*1*0,8*1,5*1,2*0,8*1= 2926 W.

Výpočet vykurovania je zameraný práve na tento údaj.

Spotreba tepla na vykurovanie: vzorec a úpravy

Na základe vyššie uvedených výpočtov je na vykurovanie miestnosti potrebných 2926 W. Pri zohľadnení tepelných strát sú požiadavky: 2926 + 1000 = 3926 W (KT2). Na výpočet počtu sekcií použite nasledujúci vzorec:

K = KT2/R, kde KT2 je konečná hodnota tepelného zaťaženia, R je prestup tepla (výkon) jednej sekcie. Konečný údaj:

K = 3926/180 = 21,8 (zaokrúhlené na 22)

Takže, aby bola zabezpečená optimálna spotreba tepla na vykurovanie, je potrebné inštalovať radiátory s celkom 22 sekciami. Treba brať do úvahy, že najviac nízka teplota– 30 stupňov pod nulou trvá maximálne 2-3 týždne, takže počet môžete pokojne znížiť na 17 sekcií (-25%).

Ak majitelia domov nie sú spokojní s týmto ukazovateľom počtu radiátorov, mali by spočiatku brať do úvahy batérie, ktoré majú veľký vykurovací výkon. Alebo izolujte steny budovy zvnútra aj zvonka moderné materiály. Okrem toho je potrebné správne posúdiť potreby vykurovania bývania na základe sekundárnych parametrov.

Existuje niekoľko ďalších parametrov, ktoré ovplyvňujú dodatočnú spotrebu energie, ktorá má za následok zvýšenie tepelných strát:

1. Vlastnosti vonkajších stien. Vykurovacia energia by mala stačiť nielen na vykurovanie miestnosti, ale aj na kompenzáciu tepelných strát. Stena v kontakte s okolím začne časom prepúšťať vlhkosť v dôsledku zmien vonkajšej teploty vzduchu. Zvlášť dôležité je zabezpečiť dobrú izoláciu a kvalitnú hydroizoláciu pre severné smery. Odporúča sa tiež izolovať povrch domov nachádzajúcich sa vo vlhkých oblastiach. Vysoká ročnej úrovni zrážky nevyhnutne povedú k zvýšeným tepelným stratám.
2. Miesto inštalácie radiátora. Ak je batéria namontovaná pod oknom, vykurovacia energia uniká cez jej konštrukciu. Inštalácia vysokokvalitných blokov pomôže znížiť tepelné straty. Musíte tiež vypočítať výkon zariadenia inštalovaného v okennom parapete - mal by byť vyšší.
3. Konvenčná ročná potreba tepla pre budovy v rôznych časových pásmach. Spravidla sa podľa SNIP počíta priemerná teplota (priemerný ročný ukazovateľ) pre budovy. Požiadavky na teplo sú však výrazne nižšie, ak napríklad chladné počasie a nízke podmienky vonkajšieho vzduchu sú celkovo 1 mesiac v roku.

Poradte! Pre minimalizáciu potreby tepla v zime sa odporúča inštalovať dodatočné zdroje ohrevu vnútorného vzduchu: klimatizácie, mobilné ohrievače atď.

ÚVOD

Spotreba tepelnej energie v Rusku, ako aj na celom svete, sa neustále zvyšuje inžinierske systémy budovy a stavby.

V tomto projekte kurzu je vypočítaný plán rozvoja mestskej mikroštvrť, kde spotrebiteľmi tepelnej energie sú štyri obytné budovy a jedna verejná budova - internát. Táto vykurovacia sieť musí zabezpečiť prietok potrebný na vykurovanie a dodávku teplej vody do všetkých budov. Budova 2 – obytná tri poschodový dom(ubytuje sa v nej 135 osôb), budova 3.4 je päťposchodová obytná budova (ubytuje sa v nej 300 osôb), budova 5 je verejná budova - materská škola (ubytuje sa v nej 150 osôb), budova 1 je štvorposchodová obytná budova (tj. má kapacitu 180 osôb).

Zdrojom tepelnej energie je ústredné kúrenie. V súvislosti s hromadnou bytovou výstavbou vznikla potreba výstavby rozšírených, ústredných vykurovacích bodov, pre ktoré špeciálne pôda, spravidla v centre obytných štvrtí. V uzavretých systémoch zásobovania teplom sa odporúča tepelný výkon takéhoto ústredného vykurovacieho bodu na mikročlánok alebo skupinu budov od 12 do 35 MW(na základe súčtu tepelného toku na vykurovanie a priemerného hodinového prietoku na dodávku teplej vody). Systémy zásobovania teplou vodou pre uzavretý systém prívod tepla je pripojený cez vysokorýchlostné sekcionálne ohrievače vody. Každý z nich pozostáva z niekoľkých sekcií zapojených do série, v ktorých je sieť a voda z vodovodu. Aby bolo možné vyčistiť rúrky od vodného kameňa a nečistôt, vyhrievané voda z vodovodu sa privádza do rúrok a sieť prúdi v medzirúrkovom priestore.

Túto vykurovaciu sieť možno charakterizovať nasledovne. Tepelná sieť zahŕňa dodávku tepelnej energie na vykurovanie a dodávku teplej vody do budov.

Vykurovacie potrubie siete má uzavretý nezávislý štvorrúrkový systém, ktorý sa skladá z vykurovacích potrubí: spiatočky a prívodu, ako aj potrubia na prívod teplej a cirkulačnej vody.

Teplota vody v prívodnom potrubí kúrenia: 130 o C, spätný chod – 70 o C.

Teplota vody v prívodných potrubiach teplej a studenej vody 65 o C a 5 o S. Tepelná sieť zabezpečuje tepelnú energiu piatim budovám na vykurovanie a zásobovanie teplou vodou.

Trasa vykurovacej siete je položená v oblasti mesta Iževsk, ktorej reliéf sa zvyšuje v smere od zdroja tepelnej energie k poslednému spotrebiteľovi. Zdrojom tepelnej energie tepelnej siete je centrálny vykurovací bod (CZT). Trasa má štvorrúrkový systém, ktorý pozostáva z vykurovacích potrubí (prívod a spiatočka) a vodovodných potrubí (teplých a cirkulačných).

Tepelná sieť poskytuje tepelnú energiu piatim budovám na ich vykurovanie, vetranie a zásobovanie teplou vodou.

Návrhová schéma vykurovacej siete

Počiatočné parametre budov

VÝPOČET SPOTREBY TEPLA

Na výpočet sietí zásobovania teplom je potrebné vyvinúť dizajnové schémy. Pre zásobovanie teplou vodou a vykurovanie sa vyvíjajú samostatné konštrukčné schémy, pretože počet uzlov v týchto sieťach sa nie vždy zhoduje. Vývoj výpočtových schém začínam určením počtu sekčných jednotiek systému zásobovania teplou vodou a miestnych vykurovacích bodov vykurovacieho systému.

Počet sekciových jednotiek teplej vody v budove, buď podľa počtu sekcií v budove, alebo pri počte 36 bytov (približne) na sekciovú jednotku, každá sekcia a každé vykurovacie miesto je očíslované. Všetky sekcionálne bloky budú navzájom prepojené rozvodným potrubím. Na výslednej sieti sú umiestnené uzlové body, v ktorých sa rozvetvuje prúd chladiacej kvapaliny. Všetky uzlové body sú očíslované. Plochy medzi uzlovými bodmi sú vypočítané plochy. Náklady v oblastiach medzi sekcionálnymi jednotkami v budovách a na vstupoch do budov sa určujú výpočtom. Prietoky v úsekoch rozvodných potrubí sa určujú súčtom prietokov vody v oblastiach približujúcich sa k uzlu rozvetvenia toku.

Spotreba tepla na vykurovanie

V projekte kurzu je najlepšie použiť metódu približného stanovenia spotreby tepla na vykurovanie a vetranie bytových a verejných budov na základe ich tepelných charakteristík.
Orientačnú spotrebu tepla na vykurovanie obytných a verejných budov určuje vzorec pre maximálnu hodinovú spotrebu tepla:

kde je maximálna hodinová spotreba tepla na vykurovanie objektu, W;

Tepelnotechnické charakteristiky budovy, W/(); akceptované podľa tabuľky v príručke;

a – koeficient, ktorý zohľadňuje spotrebu tepla na ohrev vonkajšieho vzduchu vstupujúceho do budov infiltráciou cez netesnosti v plotoch; vziať do úvahy a=(1.05…1.1);

K – korekčný faktor zohľadňujúci zmeny vypočítanej vonkajšej teploty; akceptované podľa tabuľky v príručke;

Vonkajší objem budovy, ;

Priemerná teplota vzduchu v budove, ; akceptované podľa noriem;

- výpočtová teplota vonkajšieho vzduchu pre návrh vykurovania, ; pre Udmurtia.

Pre 3-poschodovú budovu:

Pre 4-poschodovú budovu:

Pre 5-poschodovú budovu:

Pre 5-poschodovú budovu:

MATERSKÁ ŠKOLA 2 poschodia:

1.2 Spotreba tepla na vetranie
Hodnoty spotreby tepla na vetranie verejných budov sa určujú podľa vzorca:
(1.2)

kde je spotreba tepla na vetranie verejných budov, W;

- špecifické pre vetranie tepelný výkon, W/( ); prijaté podľa údajov tabuľky;

Vonkajší objem budovy,

- vnútorná teplota vzduchu v budove, ; akceptované pre konkrétnu budovu podľa noriem;

Odhadovaná teplota vonkajšieho vzduchu pre návrh vetrania, ; prijatý do Udmurtie ;

- korekcia na výpočtovú teplotu vonkajšieho vzduchu, prevzatá podľa tabuľky metodického materiálu.

Pre verejnú budovu:

1.3 Spotreba tepla na dodávku teplej vody
Spotreba tepla na zásobovanie teplou vodou bytových a verejných budov je určená zmenou entalpie vody:

kde je maximálna spotreba tepla na dodávku teplej vody, W;

s- tepelná kapacita vody; s= 4,187 kJ/ (kg x; );

- hustota vody; - 983,2 kg/m3:

- druhá spotreba horúca voda, l/s;

- teplota horúcej vody;

- teplota studená voda, .

Výpočet spotreby tepla na vykurovanie. Indikátor závisí od dennej doby, účelu miestnosti a typu budovy, vonkajšej teploty, trvania vykurovacieho obdobia, prítomnosti vyhrievaných plôch v miestnosti atď.

Spotreba tepla počas pracovnej doby (MJ/h) sa vypočíta podľa konkrétnych tepelných charakteristík:

V závislosti od dennej doby spotreba tepla na vykurovanie (MJ/h) priemyselných podnikov určený vzorcom

Teplota vzduchu v miestnosti počas pracovnej doby musí zodpovedať odporúčaniam pre prevádzku vetracích jednotiek.

Hodinovú spotrebu tepla v mimopracovnom čase určuje vzorec použitý pri výpočte spotreby tepla v pracovnom čase s prihliadnutím na pokles teploty vzduchu v miestnosti v mimopracovnom čase na 5 °C.

Konkrétny tepelný výkon závisí od účelu miestnosti a typu budovy. Napríklad pre výrobné priestory nachádza sa v jednopodlažnej budove, q 0 je 0,75-2,1 MJ/(m 3 . h. K); pre priemyselné priestory nachádzajúce sa vo viacpodlažnej budove - 0,20 - 1,05 kJDm 3. časť K); pre domácnosť a pomocné priestory- 1,4 - 2,5 kJDm3-h-K); pre sklady - 2,50 - 3,35 kJDm 3 -h. TO); pre administratívne budovy - 1,7 - 2,6 kJDm 3. časť K).

Korekčný faktor a závisí od vonkajšej teploty. Takže pre verejné budovy pri t H0 = -10° C a = = 1,45; pri tHo = -20 °C a = 1,17 atď.

po hodinách

V závislosti od prítomnosti vyhrievaných plôch v miestnosti sa tepelný príkon (MJ) vypočíta podľa nasledujúcich vzorcov:

z vyhrievaných povrchov zariadení

z vyhrievaného materiálu

z elektrického pohonu

V závislosti od vykurovacieho obdobia sa spotreba tepla (MJ) vypočíta podľa týchto vzorcov: počas pracovnej doby

Vykurovací systém priemyselných podnikov musí zabezpečiť tepelnú rovnováhu medzi množstvom tepla nakupovaného z vykurovaných plôch technologické vybavenie, ohrievaný materiál, ľudia atď. a množstvo tepelných strát vonkajšími plášťami budov.

od pracujúcich ľudí

Tepelné straty stavebnými uzávermi priestorov pozostávajú z tepelných strát cez steny budovy, krytiny, dverné a okenné otvory.

Prenos tepla Q cez steny budovy a okenné otvory prebieha v troch etapách: zo vzduchu v miestnosti do vnútorný povrch steny budov Q h cez steny budovy Q 2 a z vonkajšieho povrchu stien v životné prostredie Q 3.

Množstvo tepla strateného stenami budovy sa vypočíta pomocou vzorca

Približné tepelné straty (kJ/h) priestorov sú určené vzorcom

Ak má výrobná budova veľa okien, potom je vhodné počítať s dodatočnou spotrebou tepla na vykurovanie na základe tepelných strát okenné otvory počas vykurovacej sezóny.

Výpočet sa vykonáva podľa vzorca

Ak stena neakumuluje teplo, môžeme to predpokladať

kde K je koeficient prestupu tepla v závislosti od typu zasklenia; F 0 K - plocha okna, m 2; n 0 - počet dní vykurovacieho obdobia; t – prevádzkový čas, h; / vn p — teplota vo vnútri budovy počas pracovnej doby, °C; *n.v - priemerná teplota vykurovacieho obdobia, °C.

V závislosti od typu zasklenia budov koeficient prestupu tepla môže mať nasledovné hodnoty, kJ/(m 2 - K): jednovrstvové zasklenie - 4,5; dvojvrstvové zasklenie s drevenými párovými okennými krídlami - 2,9; dvojvrstvové zasklenie s kovovými párovými krídlami - 3,25; dvojvrstvové zasklenie s drevenými samostatnými krídlami - 2,67; dvojvrstvové zasklenie s kovovými samostatnými krídlami - 3.02.

1.1.1 Predpokladaná maximálna spotreba tepla (W) na vykurovanie bytových, verejných a administratívnych budov je určená agregovanými ukazovateľmi

= q o ∙ V (t v t n.r.),

=1.07∙0.38∙19008(16-(-25))=239588.2

Kde q o je špecifická vykurovacia charakteristika budovy pri t n.r. = 25С (W/m  С);

  korekčný faktor, ktorý zohľadňuje klimatické podmienky územia a používa sa v prípadoch, keď sa návrhová teplota vonkajšieho vzduchu líši od  25С, V objem budovy podľa vonkajšieho merania, m 3; t in je odhadovaná teplota vzduchu vo vnútri vykurovanej budovy, t n.r.  návrhová teplota vonkajšieho vzduchu pre návrh vykurovania, C, pozri prílohu 2.

Výpočet bol urobený pre predplatiteľa č. 1, školu. Pre všetky ostatné sa výpočet vykonal pomocou vyššie navrhnutého vzorca, výsledky sú uvedené v tabuľke 2.2.

1.1.2.Priemerný tepelný tok (W) na vykurovanie





Výpočet bol urobený pre predplatiteľa č. 1, školu. Pre všetky ostatné sa výpočet vykonal pomocou vyššie navrhnutého vzorca, výsledky sú uvedené v tabuľke 2.2.

Kde t n.r.s.  vypočítaná priemerná teplota vonkajšieho vzduchu pre návrh vykurovania, C (príloha 2).

1.2 Stanovenie spotreby tepla na vetranie.

1.2.1 Maximálna spotreba tepla na vetranie, Q v max, W

Q v max = q v  V   (t v  t n.v.)

Q v max =1,07190080,29(16-(-14))

Kde q in je špecifická charakteristika budovy pre návrh ventilačného systému.

1.2.2.Priemerná spotreba tepla na vetranie, Q v priem., W

Q v av = Q v max 

Q v av =176945,5 

Výpočet bol urobený pre predplatiteľa č. 1, školu. Pre všetky ostatné sa výpočet vykonal pomocou vyššie navrhnutého vzorca, výsledky sú uvedené v tabuľke 2.2.

1.3. Stanovenie spotreby tepla na dodávku teplej vody.

1.3.1 Priemerná spotreba tepla na zásobovanie teplou vodou priemyselných objektov, Q avg.w.s., W

Q g.w.s. priemer =

kde  je miera spotreby teplej vody (l/deň) na jednotku merania (SNiP 2.04.01.85),

m – počet merných jednotiek;

c  tepelná kapacita vody С = 4187 J/kg  С;

t g, t x  teplota teplej vody, respektíve dodávanej do systému prívodu teplej vody a studenej vody, С;

h je predpokladaná doba dodávky tepla na dodávku teplej vody, C/deň, h/deň.

1.3.2 Priemerná spotreba tepla na zásobovanie teplou vodou bytových a verejných budov, Q g.w.s., W

Výpočet bol urobený pre predplatiteľa č. 1, školu. Pre všetky ostatné sa výpočet vykonal pomocou vyššie navrhnutého vzorca, výsledky sú uvedené v tabuľke 2.2.

kde m je počet ľudí,

  miera spotreby vody na teplú vodu. pri teplote 55 °C na osobu a deň (SNiP 2.04.0185, príloha 3)

c  spotreba vody na dodávku teplej vody sa predpokladá na 25 l/deň na osobu;

t x  teplota studenej vody (kohútik) počas vykurovacieho obdobia (pri absencii údajov sa rovná 5С)

с  tepelná kapacita vody, C = 4,187 kJ/(kgС)

1.3.3.Maximálna spotreba tepla na dodávku teplej vody,
,W

134332,9

Výpočet bol urobený pre predplatiteľa č. 1, školu. Pre všetky ostatné sa výpočet vykonal pomocou vyššie navrhnutého vzorca, výsledky sú uvedené v tabuľke 2.2.

Tabuľka 2.1

1.3.4. Ročná spotreba tepla bytových a verejných budov

a) Na vykurovanie

;

b) Na vetranie

;

c) Na dodávku teplej vody

kde n o, n r sú v tomto poradí trvanie vykurovacieho obdobia a trvanie prevádzky systému zásobovania teplou vodou v sec/rok, (hodina/rok).

Typicky n r = 30,2·10 5 s-rok (8400 h/rok);

t r – teplota teplej vody.

d) Celková ročná spotreba tepla na vykurovanie, vetranie a dodávku teplej vody