Определение расходов тепла на отопление

Расход тепловой энергии на отопление зависит от климатических условий: температуры наружного воздуха, направления и скорости ветра, влажности воздуха и т.д. Основную роль играет наружная температура.

Тепловая нагрузка отопления имеет сравнительно постоянный суточный график и резко переменный годовой график (рис. 2.1.)

Основная задача отопления заключается в поддержании внутренней температуры помещений на заданном уровне. Для этого необходимо сохранение равновесия между тепловыми потерями здания и теплопритоком. Условие теплового равновесия здания может быть выражено в виде равенства

, ( 2.1)

где Q — суммарные тепловые потери зда­ния; — теплопотери теплопередачей че­рез наружные ограждения; — теплопо­тери инфильтрацией из-за поступления в помещение через неплотности наружных ограждений холодного воздуха; — подвод теплоты в здание через отопи­тельную систему; — внутренние тепло­выделения.

Рис. 2.1. График сезонной нагрузки на отопление

Если не учитывать внутренние тепловыделения , из (2.1) расход тепловой энергии на отопление будет равен

(2.2)

Тепловые потери здания в основном за­висят от первого слагаемого . Поэтому для удобства расчета можно тепловые поте­ри здания представить так:

(2.3)

где — коэффициент инфильтра­ции, представляющий собой отношение теплопотерь инфильтрацией к теплопотерям те­плопередачей через наружные ограждения.

Для жилых зданий коэффициент для общественных и промышленных зданий

Определение расчетного расхода тепла на отопление по теплопотерям производится в типовых индивидуальных проектах здания.

К моменту начала проектирования системы теплоснабжения какого – либо строящегося района, поселка или другого объекта, как правило, отсутствуют точные данные о характере застройки и точных данных о теплопотерях.

Поэтому в практике проектирования тепловых сетей используется приближенный метод определения потребности объекта в теплоте, что необходимо для выбора мощности и оборудования источника теплоснабжения и разработки основных характеристик наружных тепловых сетей.

Этот метод основан на определении тепловых нагрузок (расходов тепла зданиями) по укрупненным показателям.

Теплопотери здания объемом по наружному измерению , периметром в плане Р, м, площадью в плане и высотой Н, м, определяются по формуле

(2.4)

где — коэффициенты тепло­передачи стен, окон, пола нижнего этажа, потолка верхнего этажа; — коэффициент остекления, т.е. отношение площади окон к площади вертикальных ограждений (стен); и — поправочные коэффици­енты на расчетный перепад температур для верхнего и нижнего горизонтальных ограж­дений здания; — усредненная температу­ра внутреннего воздуха отапливаемых по­мещений, °С; — температура наружного воздуха, °С.

Выражение, заключенное в (2.4) в фигурные скобки, представляет собой потерю теплоты теплопередачей через наружные ограждения при разности внутренней и наружной температур 1 , отнесенную к 1 наружного объема здания.

Эта величина называется удельной тепловой характеристикой здания для расчета требуемого расхода тепловой энергии на отопление.

Единица измерения удельной теплопотери здания зависит от принятой единицы измерений коэффициентов теплопередачи. При k в измеряется в ; при k в , измеряется в .

Тогда максимальный часовой расход тепла на отопление

(2.5)

Величина приводится в справочных данных, которые составлены в результате обобщения практических и опытных данных по характеристикам теплопотерь однотипных зданий. Эти данные приведены в прил…

В справочниках величины рассчитаны для

При других величинах (наиболее холодной пятидневки) вводится поправочный коэффициент (поправка на учет местных климатических условий, в частности ):

	-10	-15	-20	-25	-30	-35	-40
	1,45	1,29	1,17	1,08	1,0	0,95	0,9

При отсутствии данных о типе застройки и наружном объеме жилых и общественных зда­ний строительными нормами и правилами (СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети») реко­мендуется определять расчетный расход тепло­ты на отопление жилых и общественных зданий по формуле

(2.6)

где — укрупненный показатель максимально­го расхода теплоты на отопление 1 общей площади жилых зданий (прил. 4), ;

А — общая площадь жилых зданий, ; —коэффициент, учитывающий расход те­плоты на отопление общественных зданий. При отсутствии данных рекомендуется принимать .

Изменение расхода тепловой энергии при изменении имеет линейную зависимость. Чтобы знать характер изменения расхода тепловой мощности в течение всего сезона, достаточно определить потребность в тепловой энергии при максимальной и минимальной температурах наружного воздуха. Обычно такое изменение представляют графически (рис. 2.2). Точки А и В соответствуют максимальному и минимальному расходам тепловой мощности. Линия АВ (линейная зависимость) характеризует изменение расходуемой тепловой мощности в течение отопительного периода. По такому графику можно определить расход тепловой мощности на отопление при любом значении в указанных пределах. Для этого необходимо из точки заданного значения на оси абсцисс восстановить перпендикуляр до пересечения с линией АВ. Точка пересечения будет соответствовать искомому значению расхода тепловой мощности (пунктирной линией показано определение среднего расхода при средней температуре наружного воздуха за отопительный период ).

Среднечасовая тепловая мощность на отопление определяется по формуле

( 2.7)

Значение потребления тепловой мощности на отопление за год равно

(2.8)

где - продолжительность отопительного периода, сут.

Рис. 2.2. Зависимость теплового потока на отопление от температуры наружного воздуха