Тепловое потребление

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВедение

Тепловое потребление  — одна из основных статей топливно-энергетического  баланса нашей страны. На удовлетворение тепловой нагрузки страны расходуется  ежегодно более 600 млн. т.у.т., т.е. около 30 % всех используемых первичных топливно-энергетических ресурсов. Под теплоснабжением понимают систему обеспечения теплом зданий и сооружений. Централизованные системы теплоснабжения обеспечивают наиболее экономное использование топлива и имеющие наиболее высокие экономические показатели.

Централизованное  теплоснабжение базируется на использовании  крупных районных котельных РК, характеризующихся  значительно большими КПД, чем мелкие отопительные установки. Теплофикация, т.е. централизованное теплоснабжение на базе комбинированной выработки тепла и электроэнергии, является высшей формой централизованного теплоснабжения. Она позволяет сократить расход топлива на 20-25%. Кроме экономии топлива централизация теплоснабжения имеет большое социальное значение, способствуя повышению производительности труда, вытесняя малоквалифицированные профессии, улучшая условия труда и повышая культуру производства.

Промышленные предприятия  и жилищно-коммунальный сектор потребляют огромное количество теплоты на технологические  нужды, вентиляцию, отопление и горячее водоснабжение.

Производственные и отопительные котельные должны обеспечить бесперебойное и качественное теплоснабжение предприятий и потребителей жилищно-коммунального сектора. Повышение надежности и экономичности теплоснабжения в значительной мере зависит от качества работы котлоагрегатов и рационально спроектированной тепловой схемы теплоснабжения.

 

1 Климатическая характеристика района строительства

1.1  Район строительства: город Надым (по заданию)

                                              

2. Расчетные параметры наружного воздуха

 

Таблица 1.1 – Расчетные  параметры наружного воздуха [1, табл.1*]

Температура воздуха  наиболее холодной пятидневки, ºС обеспеченностью 0,92;  text	Период со среднесуточной температурой £ 8 °С		Максимальная из средних  скоростей ветра по румбам за январь, м/с
	Продолжительность, сут. zht	Средняя температура воздуха, °С tht
-45	283	- 11,6	-

 

3.  Зона влажности территории Российской Федерации: 3 – «сухая»           [2, прил. В]     

 

4.  Влажностный режим помещений зданий: «нормальный» [2, табл.1].

 

Таблица 1.2 – Оптимальные  и допустимые нормы температуры  и относительной влажности [3 табл. 1]

Период года	Наименование помещения	Температура воздуха, tint , °С		Относительная влажность, φint , %
Холодный	Жилая комната в районах  с температурой наиболее холодной пятидневки (обеспеченностью 0,92) минус 31 °С и ниже	оптималь-ная	допусти-мая	оптималь-ная	допусти-мая, не более
		19-21	18-25	45-30	60

 

Расчетная средняя температура  внутреннего воздуха здания t_int = 21°С.

 

Обоснование: Параметры  воздуха внутри жилых и общественных зданий из условия комфортности следует  определять согласно таблице 1 - для  холодного периода года, и таблице 2 - для теплого периода года [4].

Параметры воздуха внутри зданий производственного назначения следует принимать согласно ГОСТ 12.1.005 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений.

Расчетная температура  воздуха внутри жилых и общественных зданий t_int ,°С, для холодного периода года должна быть не ниже минимальных значений оптимальных температур, приведенных в таблице 1 [3]  согласно ГОСТ 30494.

Расчетная средняя температура  внутреннего воздуха здания, t_int ,°С, принимаемая для расчета ограждающих конструкций группы зданий по поз.1 таблицы 4 [2] по минимальным значениям оптимальной температуры соответствующих зданий по ГОСТ 30494 (в интервале 20-22 °С), для группы зданий по поз.2 таблицы 4 - согласно классификации помещений и минимальных значений оптимальной температуры по ГОСТ 30494(в интервале 16-21 °С), зданий по поз.3 таблицы 4 - по нормам проектирования соответствующих зданий.

 

1.5  Условия эксплуатации ограждающих конструкций: «А» [2, табл.2].     

 

2 Теплотехнический расчет ограждающих 
     конструкций по нормативным показателям

Теплотехнический расчет ограждающих конструкций по нормативным  показателям заключается в определении коэффициента теплопередачи ограждающих конструкций (по минимальному R_reg.), при котором температура на внутренней поверхности ограждения будет выше температуры точки росы внутреннего воздуха и будет удовлетворять теплотехническим требованиям:  
R_o ³ R_reg.

Расчет выполняется  в соответствии со СНиП 23-02-2003 «Тепловая  защита зданий» и  СП 23-101-2004 «Проектирование  тепловой защиты зданий».

Теплотехническому расчету подлежат: наружные стены, чердачные перекрытия и бесчердачные покрытия, перекрытия над не отапливаемыми подвалами, окна.

 

2.1  Определение теплотехнических параметров

 

2.1.1  Градусо-сутки  отопительного периода  D_d ,°С∙сут.  [2, формула 2]  

Dd = (tint – tht) ∙ zht , Dd = (21 – (–11,6)) 283=9225,8 °С∙сут,

(2.1)

где   D_d – градусо-сутки отопительного периода, °С·сут, для конкретного пункта;

t_int – расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, °С, принимаемая для расчета ограждающих конструкций группы зданий по табл. 1 [4] по минимальным значениям оптимальной температуры соответствующих зданий по ГОСТ 30494 (в интервале 20…22 °С).

t_ht, z_ht – средняя температура наружного воздуха, °С  и продолжительность, сут, отопительного периода, принимаемые по СНиП 23-01-99* для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 10 °С – при проектировании лечебно-профилактических, детских учреждений и домов-интернатов для престарелых, и не более 8 °С –  в остальных случаях.

 

2.1.2 Нормируемое значение сопротивления теплопередаче R_reg, (м²∙°С)/Вт, ограждающей конструкции [2, п. 5.3, табл.4, формула 1]

Rreg = a∙Dd + b   где a, b – коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы для соответствующих групп зданий и соответствующих видов конструкций за исключением графы 6 для группы зданий в поз.1, где для интервала  8000 °С·сут: a = 0,000025;  b = 0,5.

(2.2)

 

     2.1.3 Коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции k, Вт/(м²∙°С)

 

k = 1/ Rreg

(2.3)

 

 2.2 Наружная стена

D_d =9225 °С∙сут

a=0,00035

b=1,4

R_reg = 0,00035∙9225 +1,4=4,628(м² ·°С)/Bт

 

2.2 Перекрытие над неотапливаемым  подвалом 

 

D_d =9225 °С∙сут

a=0,00045

b=1,9

R_reg = 0,00045∙9225 +1,9=6,05(м² ·°С)/Bт

 

 

2.3 Чердачное перекрытие

D_d =9225 °С∙сут

a=0,00045

b=1,9

R_reg =0,00045∙9225 +1,9=6,05(м² ·°С)/Bт

 

2.4 Оконный блок

2.4.1  К заполнениям  световых проемов относят окна, балконные двери, фонари, витрины и витражи.

2.4.2 Нормируемое значение  сопротивления теплопередаче заполнений  световых проемов  R_reg, (м²∙°С)/Вт [2, табл.4]

 

Rreg = a∙Dd + b Dd =9225°С∙сут a=0,000025 b=0,5 Rreg = 0,000025∙9225 + 0,5=0,73(м2 ·°С)/Bт

(2.4)

 

2.4.3 Приведенное сопротивление теплопередаче заполнений световых проемов    (м²∙°С/Вт) принимается по сертификатным данным производителя, либо экспериментально по ГОСТ 26602.1

 

Примечание: в курсовой работе приведенное сопротивление теплопередаче заполнений световых проемов (м²∙°С/Вт) принять в соответствии  [4, табл. 5]

 

 

2.4.4  Заполнение светового проема: оконный блок с тройным остеклением в раздельно-спаренных переплетах из обычного стекла с приведенным сопротивлением теплопередачи                       

= 0,55 (м²×°С)/Вт;                R_reg = .

где – сопротивление теплопередаче заполнения светового проема (м²∙°С)/Вт.

 

2.4.5 Коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции k, Вт/(м²∙°С)

 

k = 1/ k=1/0,55=1,818 Вт/(м2∙°С)

(2.5)

 

5. Теплотехнические характеристики ограждающих конструкций по нормативным показателям

Таблица 2.1

№	Наименование ограждающих  конструкций	Условная толщина, δ, м	Rreg , (м2 ·°С)/Bт	k , Вт/(м2∙°С)
1	Наружная стена	0,4	3,240	0,308
2	Чердачное покрытие	0,6	4,266	0,234
3	Перекрытие над неотапливаемым подвалом	0,5	4,266	0,234
4	Оконный блок	3м2 (условная площадь)	0,55	1,818

 

 

3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКИ  НА ОТОПЛЕНИЕ

3.1 Расход тепловой энергии отопление жилых, общественных и производственных зданий следует принимать в соответствии с индивидуальным проектом здания или сооружения.

При отсутствии проектов в практике энергетиков часто возникает необходимость выявить ориентировочную тепловую мощность системы отопления проектируемых зданий и сооружений, чтобы определить тепловую мощность и источника теплоты при централизованном теплоснабжении, заказать основное оборудование и материалы, определить годовой расход топлива, рассчитать стоимость системы теплоснабжения, генератора теплоты и для решения других народно хозяйственных задач.

Для оценки теплотехнических показателей  принятого конструктивно-планировочного решения расчет потерь теплоты ограждения здания сводится к определению удельной тепловой характеристики здания, q_уд, Вт/(м³∙° С), численно равной теплопотерям 1 м³ здания в Вт при разности температур внутреннего и наружного воздуха (t_int – t_ext), °C.

3.2 Ориентировочное значение  теплопотерь через ограждающие  конструкции здания определяют при оценке нагрузок тепловых сетей и станций по формуле (3.1)

Q₀=a ∙q_уд ∙V_н ∙ (t_int –t _ext),                                         (3.1)

где  Q₀ – ориентировочное значение теплопотерь через ограждающие конструкции здания, Вт;

        а – коэффициент учета района строительства здания определенный по формуле (3.2):

                                                    (3.2)

 

где    q_уд – удельная тепловая характеристика здания, Вт/(м³∙°С), соответствующая расчетной разности температур для основных помещений [7, прил. 4];

          (t_int – t_ext) – расчетная разность температур внутреннего воздуха для основных помещений и наружного воздуха соответственно;

          t_int – t_ext=21–(–45)=70 °С; может быть найдена по формулам или принимается по приложениям

          V_н – объем отапливаемой части здания по внешнему обмеру, м³, (высоту отсчитывают от уровня земли).

Если принять, что теплопотери  на инфильтрацию приблизительно компенсируются тепловыми и технологическими теплопоступлениями, а также исходить из предельно допустимых дополнительных потерь в системе отопления, то установочная мощность системы отопления по укрупненным показателям может быть принята равной:

                                      Q₀=1,07∙ a∙ q_уд ∙V_н (t_int – t_ext),                           (3.3)

3.2.1 определение потребного  количества теплоты на отопление зданий по укрупненным показателям.

a=0,54+22/70=46,42