Расчет тепловых потерь через наружные ограждения помещений зданияСтр 1 из 4Следующая ⇒
Тепловой расчет системы отопления
Назначение системы отопления состоит в обеспечении требуемого теплового режима во всех помещениях здания в холодный период года. Эта цель достигается установкой отопительных приборов, суммарная теплоотдача которых в каждом помещении компенсирует тепловые потери через наружные ограждения. Систему отопления проектируют на расчетную температуру наружного воздуха наиболее холодного периода года (средняя температура tрн наиболее холодной пятидневки в данном населенном пункте из восьми зим за 50-летний период). Для города Смоленска tрн = -27°C.
Расчет тепловых потерь через наружные ограждения помещений здания
1. Максимально допустимая плотность теплового потока через наружное ограждение, Вт/м2, qmax = αв ×∆tн
qmax нс = 8,7 7 = 60,9 Вт/м2; qmax пт = 8,7 5,5 = 47,85 Вт/м2; qmax пл = 8,7 2,5 = 21,75 Вт/м2,
где αв ≈ 8,7 Вт/(м2°С) – средний коэффициент теплоотдачи от воздуха к внутренней по верхности ограждающей конструкции; ∆tн = tв t´ст – нормируемая (по санитарно-гигиеническим требованиям) разность температур воздуха внутри помещения tн и внутренней поверхности ограждения tст. ∆tннс = 7°C - наружных стен; ∆tнпт = 5,5°C – покрытия и чердачные перекрытия; ∆tнпл = 2,5°C – покрытия над подвалами и подпольями.
2. Максимально допустимый коэффициент теплопередачи для ограждающей конструкции, Вт/(м2°К). kmax = qmax /(tв – tрн)
где - поправочный коэффициент на расчетную разность температур (tв – tрн), учитывает положение наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху. Значение коэффициента принимаются: а) для наружных стен Ψнс = 1; б) для чердачных перекрытий Ψпт = 0,9; в) для перекрытий над не отапливаемыми подвалами без световых проемов, расположенных выше уровня земли, Ψпл = 0,6.
3. Требуемое по санитарно-гигиеническим условиям термическое сопротивление в процессе теплопередачи для каждой ограждающей конструкции, м2ºС/Вт, Rmin = 1/kmax.
4. Необходимая минимальная толщина наружных стен δклmin , м. Из выражения для термического сопротивления в процессе передачи теплоты через плоскую стенку Rminнс = 1/αв + δклmin /λкл + δшт/ λшт + 1/αннс Имеем δклmin = λкл(Rminнс – 1/αв – δшт/λшт – 1/αннс).
Значения коэффициентов теплопроводности λкл и λшт, Вт/(м2°С) см. в задании выше; αннс ≈ 23,2 Вт/(м2°С) – коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности стен к наружному воздуху. Найденные значения δкл min округляем до стандартной толщины кладки δкл: Для вестибюля - полтора кирпича. Для лестничной клетки и санузла - два кирпича. Для остальных помещений - два кирпича.
5. Расчетный коэффициент теплопередачи для наружных стен, Вт/(м2°С), kнсрасч. = 1/(1/αв + δкл/λкл + δшт/λшт + 1/αннс)
6. Расчетное термическое сопротивление теплопередачи, м2ºС/Вт; Rрасч.нс =1/kрасч.нс.
Проверяем условия предпочтения: kрасч.нс < kmaxнс или Rнсрасч. > Rminнс, где запас не должен превышать 15%.
Допускается и kрасч.нс > kmaxнс, но не более чем на 5%.
Для вестибюля: 1,54 < 1,56 Вт/(м2°С), или 0,6494 > 0,64 м2ºС/Вт.
Для лестничной клетки и санузла: 1,236 < 1,42 Вт/(м2°С), или 0,809 > 0,71 м2ºС/Вт.
Для остальных помещений: 1,236 < 1,35 Вт/(м2°С), или 0,809 > 0,74 м2ºK/Вт.
Условия выполняются.
Поскольку в задании на курсовую работу не указаны прочие ограждающие конструкции (ПТ, ПЛ и др.), то принимаем: а) для пола первого этажа kрасч.пл = kmaxпл; б) для потолка второго этажа kрасч.пт = kmaxпт, т.е. найденные ранее максимально допустимые значения этих величин (см. п. 2). Для окон и наружной двери принять: kдо = 2,9 Вт/(м2°С); kдд = 2,33 Вт/(м2°С).
7. Основные теплопотери через наружные ограждения. Основные теплопотери через каждое наружное ограждение находим по уравнению теплопередачи: Qосн = kрасч.F(tв – tнр)Ψ
где F- площадь поверхности соответствующего наружного ограждения, м2. Измерение площади поверхности наружного ограждения F, м2, произведено по чертежам плана и разреза здания (см. рис.1), и сведено в табл.1. Подвал без световых проемов.
Таблица 1
49140,13
8. Полные теплопотери через наружные ограждения:
Qполн = Qосн + Qдоб,
где Qдоб – добавочные теплопотери, Вт. Qдоб определяются в процентах к основным теплопотерям в зависимости от ориентации ограждения по сторонам света (рис. 2 [1]), от скорости обдувания их ветром (на ветер), на угловые помещения на поступление холодного воздуха (для наружных дверей с кратковременным открыванием), на высоту. Добавку на высоту вводят для помещений общественных зданий высотой более 4 м; она составляет 2% на каждый метр высоты свыше 4 м, но не более 15%. Добавку на высоту следует учесть для двухсветного зала (помещения 101). Добавка на высоту не распространяется на лестничные клетки.
Теплопотери подсчитаны отдельно для каждого помещения и внесены в таблицу №1. Qполн зд= ∑Qполн = 49140.13 Вт.
9. Удельная тепловая характеристика здания, Вт/м3ºС,
qот = Qполн./Vзд.(tв – tнр),
где Qполн. – полные теплопотери через наружные ограждения для здания в целом, Вт; Vзд –объем здания по наружному обмеру, м3, определяют умножением площади здания по внешнему очертанию стен на его высоту от уровня земли до карниза (размер Ф = 9,2 м).
V = (20 12) 9,2= 2208 м3; qот = 49140,13/2208(18-(-27)) =0,49 Вт/м30С.
10. Расчетная тепловая мощность системы отопления здания, Вт
Qот = Qполн + Qин,
где Qин – расход тепла на нагревание воздуха, поступающего в помещения при инфильтрации, Вт.
В целях упрощения расчета в курсовой работе принимаем Qин = 0, т.е. Qот = Qполн=49140,13 Вт
11. Годовой расход тепла на отопление, кВтч/год,
Qгодот = φот Qот τот,
где φот = (tв – tотср)/(tв – tнр) – относительная отопительная нагрузка, средняя за отопительный период; tотср – средняя за отопительный период температура наружного воздуха, 0С(см. табл.11[1]), tотср = -5,8; Qот – расчетная тепловая мощность системы отопления здания, кВт; τот = 24n – продолжительность отопительного периода, ч/год (значение n см. в табл.1[1]). nот = 215 сут. τот = 24 215 = 5160 ч/год. Найдем φот относительную отопительную нагрузку за отопительный период: φот = (18 – (-5,8))/(18 – (-27)) = 0,529; Найдем годой расход тепла на отопление:
Qгодот = 0,529 49140,13 5160 = 134134864,5 Вт·ч/год = 134134,8 кВт·ч/год.
Выразим расход тепла на отопление в МДж/год. Так как 1кВт = 1кДж/с, то 1кВтч = 3600 кДж = 3,6 МДж. Qгодот = 134134,8 кВтч/год = 482885,3 МДж/год
12. Годовой расход топлива на отопление, т/год (для твердого топлива), тыс.м3/год (для газообразного топлива).
Bотгод = Qотгод/Qнрηкуηтс ,
где Qотгод - расход тепла на отопление, МДж/год; Qнр = низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг(МДж/т)- для твердого и жидкого топлива; кДж/м3(МДж/тыс.м3) – для газообразного топлива; ηку – КПД теплогенерирующей установки; ηтс – коэффициент, учитывающий потери тепла в тепловых сетях;
Bотгод = 482885,3 / 39 0,75 0,75 = 6963 м3/год
В данной курсовой работе приняты значения: ηкуηтс ≈ 0,75 – для центральных котельных, работающих на жидком и газообразном топливе, так как в нашем случае топливом является мазут. а) низшая теплота сгорания Qнр = 39000 кДж/м3; б) стоимость используемого для отопления топлива Sт = 2300 руб./м3; в) стоимость отпускаемой теплогенерирующей установкой теплоты (с учётом транспортировки), плату за тепловую энергию, используемую на нужды отопления жилых и общественных зданий, SQот = 900 руб./ГКалл; г) стоимость потребляемой электрической энергии, Sэ = 2,02 руб./кВт; д) дать оценку годовых затрат на теплопотребление SQотгод , и топливной составляющей Sтгод , руб./год; SQотгод = SQот Qотгод =900 4,19 482,885 = 1820959 руб./год; Sтгод = Sт Bотгод = 2300 6963 = 16015430 руб./год. ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|