Определение расчетных потерь теплоты в отапливаемом здании.

При проектировании требуется выполнять 2 тепловых баланса:

1. Определение расчетных тепловых потерь отдельных помещений и здания в целом в Вт, КВт (Дж/с, КДж/с) с целью дальнейшего расчета системы отопления и подбора оборудования.

2. Годовой тепловой баланс здания с учетом регулярных теплопоступлений (технологические в производственных зданиях, от людей и бытовых приборов в жилых зданиях)в КВт·ч или КДж в год.

Определение расчетных потерь теплоты в отапливаемом здании:

Расчетные потери теплоты здания определяются суммой расчетных потреь теплоты каждого помещения. Q_зд=ΣQ₄; где

Q₄ – расчетные потери теплоты отдельного помещения, определяемые из следующего теплового баланса тепловых потоков:

Q₄= ΣQ+Q_i-Q_h(1-η₁), Вт; где

Q – основные и добавочные потери теплоты через отдельные ограждения помещения.

Q_i – расход теплоты на нагрев инфильтрующегося через отдельные ограждающие конструкции помещения наружного воздуха. Здесь следует принимать во внимание 2 воздушных потока:

1. Всегда имеющий место под воздействием теплового гравитационного перепада и ветрового перепада давлений между внутренним и наружным воздухом.

2. С другой стороны нормируется абсолютно необходимый воздухообмен из расчета 3м³ на 1м² площади жилой комнаты. Количество теплоты, необходимое при этом на нагревание этого наружного вентиляционного воздуха определяется по расчетному выражению: Q_i=F_пл(t_p-t_ext) (*) (при высоте потолка h≈3м).

Данное выражение получено при подстановке численных значений в следующее выражение: Q_i=0,28·С·Σ[G_i·(t_p-t_ext)k], Вт; где

С – теплоемкость воздуха, кДж/кг;

G_i – расход воздуха через отдельные ограждения, кг/с;

k – коэффициент, учитывающий разнонаправленность тепловых и воздушных потоков в ограждении;

0,28 – переводной коэффициент из секунд в часы и из КДж в Дж.

При расчетах необходимо вычислить для каждого помещения значения Q_i по выражению (*), тогда найденное Q_i - вентиляционное, а также значения Q_{i т.в.} на нагрев воздуха под воздействием тепловых и ветровых препадов давления. Затем следует сравнить эти 2 значения и за расчетное принять большее из них.

Примечание: для условий Беларуси для 5-тиэтажного жилого дома будет иметь место неравенство Q_i>>Q_{i т.в.}.

Для жилых помещений Q_k=21F_п (F_п – площадь пола).

Теплопоступления от людей ≈150Вт/чел. Теплопоступления учитываем в виде формулы Q_h(1-η₁), где

η₁ – коэффициент, учитывающий степень автоматизации системы отопления:

η₁=0,2 – для системы без регулирования;

η₁=0,4 – для системы отопления с регулированием в тепловом пункте;

η₁=0,8 – при индивидуальном регулировании.

Таким образом чем выше степень автоматизации, тем выше расчетная мощность системы отопления.

Примечание: при снижении температуры воздуха в выходные и праздничные дни необходимо:

1. Учитывать теплоемкость объекта регулирования, а именно теплоемкость внутренних стен, оборудования и пр. При высокой теплоемкости объекта естественное охлаждение объекта может происходить двое-трое суток. Это исключает возможность использования понижения температуры для экономии теплоты.

2. При обосновании снижения температуры в выходные дни желательно предусмотреть запас мощности системы отопления (отразить это в задании на проектирование) с целью осуществления «натопа» в период подъема температуры. При проектировании низкотемпературных систем с конвективными отопительными приборами планировать дополнительную мощность нет необходимости, т.к. онареализуется за счет повышения температуры теплоносителя в период натопа (например от 50°С до 90°С).

33. Расчетные основные и добавочные теплопотери через ограждающие конструкции здания Q=kA(t_p-t_ext)(1+∑β)n, Вт k=1/R_T – коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/м²К – соответствуют тепловому потоку в Вт через плоскую стенку площадью 1м² со стороны вторичного теплоносителя, которые создается под действием разности температур между первичным и вторичным теплоносителем Δt=1°С(К). t_р – расчетная температура в помещение для данного местоположения ограждения. Для помещений высотой менее 4м температуру принимают равной температуре нормируемой в рабочей или обслуживаемой зоне: t_р=t_w,z. Для вертикальных ограждений выше 4м от пола: t’_рh=(t_w,z+ t_рh)/2. Значение t_рh определятся взависимости от уровня теплопоступлений и характера инжениерных систем по формуле: t_рh= t_w,z+(h-2) Δt. Δt=0,3…0,7°С – для помещений без значительных теплопоступлениями; Δt=0,7…2,0°С – для помещений со значительными теплопоступлениями. Для жилых комнат при наличие двух и более наружных вертикальных ограждений следует принимать за расчетную (t_р+2) °С.

t_ext – температура холодной пятидневки, n – поправочный коэффициент на расчетную разность температур, призванный заменить реальную разность: (t_p-t_x)=(t_p-t_ext) n. В период унификации строительных сооружений нормируется, и было обосновано в настоящий период бессмысленно. Поэтому нормирование n – бессмысленно и абсурдно. Поэтому для каждого конкретного случая следует определить t_x по формуле: , где - произведение коэффицента теплопередачи на площадь соответственно внутреннего ограждения, теплопровода и наружного ограждения неотапливаемого помещения, для которого рассчитывают температуру t_x, °С;

t_р – расчетная температура в воздуха в учетом повышения ее в зависимости от высоты от помещений более 4м, °С; t_Т – температура теплоносителя в теплопроводе, °С; t_ext – расчетная температура наружного воздуха для холодного периода года, °С.

Данная формула получена как общий вид решения теплового баланса.

Qтеплопоступления=Qтеплопотерь β – добавочные потери теплоты в долях от основных потерь теплоты от наружных стен, дверей и окон при ориентации север, восток, северо-восток, северо-запад – β=0,1; юго-восток, запад – β=0,05. В угловых помещениях дополнительно β=0,05 на каждую стену, двери, окно. Для наружных дверей необорудованных воздушной или воздухо-тепловой завесами при высоте Н, м β=0,2Н – для тройных дверей с двумя тамбурами между ними, β=0,27Н – для двойных дверей с тамбурами между ними; β=0,34Н – для двойных дверей без тамбура.

Примечание. В методичках некоторых стран ориентация ограждения учитывается не в виде добавок в %, а путем реального учета коэффициента теплопередачи α_н=10…100. А – расчетная площадь каждого ограждения со стороны вторичного теплоносителя. Например: Площадь пола и потока определяется в пределах внутренней поверхности наружной ограждения. Вертикальный размер определятся по наружной поверхности.