Metodologija za izračun toplotne energije za ogrevanje. Samostojni izračun toplotne obremenitve za ogrevanje: urni in letni kazalniki Izračun porabe toplote za ogrevanje stavbe

1.1.1 Ocenjena največja poraba toplote (W) za ogrevanje stanovanjskih, javnih in upravnih stavb je določena z agregiranimi kazalniki.

= q o ∙ V (t v t n.r.),

=1.07∙0.38∙19008(16-(-25))=239588.2

Kjer je q o specifična ogrevalna karakteristika stavbe pri t n.r. = 25С (W/m  С);

  korekcijski faktor, ki upošteva podnebne razmere območja in se uporablja v primerih, ko se projektna temperatura zunanjega zraka razlikuje od  25С, V prostornina stavbe po zunanji meritvi, m 3;

t in je ocenjena temperatura zraka v ogrevanem objektu, t n.r.  projektna temperatura zunanjega zraka za projektiranje ogrevanja, C, glej Dodatek 2.

Izračun je bil narejen za naročnika št. 1, šola. Za vse druge je bil izračun narejen z uporabo zgoraj predlagane formule; rezultati so navedeni v tabeli 2.2.





t in je ocenjena temperatura zraka v ogrevanem objektu, t n.r.  projektna temperatura zunanjega zraka za projektiranje ogrevanja, C, glej Dodatek 2.

1.1.2.Povprečni toplotni tok (W) za ogrevanje

Kje t n.r.s.  izračunana povprečna temperatura zunanjega zraka za načrt ogrevanja, C (Priloga 2).

1.2 Določitev porabe toplote za prezračevanje.

1.2.1 Največja poraba toplote za prezračevanje, Q v max, W

Q in max = q in  V   (t in  t n.v.)

Q in max =1,07190080,29(16-(-14))

Kjer je q in specifična značilnost stavbe za načrtovanje prezračevalnega sistema.

1.2.2.Povprečna poraba toplote za prezračevanje, Q v povprečju, W

Q v av = Q v max 

t in je ocenjena temperatura zraka v ogrevanem objektu, t n.r.  projektna temperatura zunanjega zraka za projektiranje ogrevanja, C, glej Dodatek 2.

Q v av =176945,5 

1.3. Določitev porabe toplote za oskrbo s toplo vodo.

1.3.1 Povprečna poraba toplote za oskrbo s toplo vodo industrijskih stavb, Q povpr.w.s., W

Q g.w.s. povprečje =

kjer je  stopnja porabe tople vode (l/dan) na mersko enoto (SNiP 2.04.01.85),

m – število merskih enot;

c  toplotna kapaciteta vode С = 4187 J/kg  С;

t g, t x  temperatura tople vode, ki se dovaja v sisteme oskrbe s toplo vodo in hladne vode, С;

h je predvideno trajanje dobave toplote za oskrbo s toplo vodo, C/dan, h/dan.

t in je ocenjena temperatura zraka v ogrevanem objektu, t n.r.  projektna temperatura zunanjega zraka za projektiranje ogrevanja, C, glej Dodatek 2.

1.3.2 Povprečna poraba toplote za oskrbo s toplo vodo stanovanjskih in javnih zgradb, Q g.w.s., W

kjer je m število ljudi,

  stopnja porabe vode za toplo vodo. pri temperaturi 55 °C na osebo na dan (SNiP 2.04.0185, Dodatek 3)

t x  temperatura hladne vode (pipa) v ogrevalnem obdobju (če ni podatkov, vzeto enako 5С)

с  toplotna kapaciteta vode, C = 4,187 kJ/(kgС)

1.3.3. Največja poraba toplote za oskrbo s toplo vodo,
,W

134332,9

t in je ocenjena temperatura zraka v ogrevanem objektu, t n.r.  projektna temperatura zunanjega zraka za projektiranje ogrevanja, C, glej Dodatek 2.

Tabela 2.1

Ime potrošnikov

Prostornina, V, tisoč m 3

Število prebivalcev m, oseb

Specifične lastnosti objekta, W/m C

Stopnja porabe tople vode, a, l/dan.

3. Kotlovnica

4. Študentski dom

5. 9-nadstropna stavba 1

6. 9-nadstropna stavba 2

7. Farmacija

8. Klinika

Notranja temperatura, t in	Projektna temperatura		Poraba toplote						Skupna poraba toplote, Q, W.
	za ogrevanje	za prezračevanje	za ogrevanje		za prezračevanje
1. Šola +16
2.Det.
vrt +20
3. Kotlovnica +16
4. Študentski dom +18
5. 9 nadstropna stavba 1 +18
6. 9 nadstropna stavba 2 +18
7. Lekarna +15

8. Klinika +20

1.3.4. Letna poraba toplote stanovanjskih in javnih zgradb

;

a) Za ogrevanje

;

b) Za prezračevanje

c) Za oskrbo s toplo vodo

kjer n o, n r – oziroma trajanje ogrevalne dobe in trajanje delovanja sistema za oskrbo s toplo vodo v sekundah/leto, (ura/leto).

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

t r – temperatura tople vode.

d) Skupna letna poraba toplote za ogrevanje, prezračevanje in oskrbo s toplo vodo

Izračun porabe toplote za ogrevanje. Ogrevanje je največji porabnik toplote. Trajanje porabe toplote za potrebe ogrevanja ustreza trajanju ogrevalnega obdobja, to je številu dni s stabilno povprečno dnevno temperaturo zunanjega zraka tn, pod določeno mejo. Na primer, v skladu z gradbenimi normami in pravili SNiP II-A. 6-72 “Gradbena klimatologija in geofizika. Design Standards« ustreza tej meji z zunanjo temperaturo zraka +8°C. Takoj, ko ta temperatura pade pod ali nad navedeno mejo, se ogrevalni sistem ustrezno vklopi ali izklopi.

Toplotna energija se zagotavlja stavbam za vzdrževanje določenega temperaturnega režima v njih. V tem primeru se predpostavlja, da toplotna energija v celoti nadomesti toplotne izgube – transmisijo in infiltracijo. Pri danih obdajajočih konstrukcijah transmisijske toplotne izgube določata predvsem zunanja temperatura zraka t in toplotne izgube zaradi infiltracije, poleg tega pa še hitrost vetra in zračna vlažnost. Tako je sprememba porabe toplote obratno sorazmerna s spremembo tn in premo sorazmerna s spremembo hitrosti vetra in zračne vlage. Minimalna poraba toplote ustreza začetku ogrevalne dobe. Ko se tn zmanjša, se potreba po toploti poveča in postane največja pri minimalnem tn.

Integriran in vzporeden razvoj vseh delov projekta vodi do potrebe po predhodni oceni skupnih toplotnih izgub stavb. V tem primeru se praviloma uporablja metoda približnega izračuna z uporabo povečanih metrov. Pri prenosnih toplotnih izgubah je povečani meter specifična toplotna ogrevalna karakteristika stavbe q o. Predstavlja količino toplote, potrebno za kompenzacijo toplotnih izgub enega kubičnega metra stavbe na časovno enoto s temperaturno razliko ene stopinje. med notranjim zrakom t in in zunanjim zrakom t n. Specifična karakteristika q o se spreminja v obratnem sorazmerju z volumnom stavbe. Za nekatere zgradbe je podana v tabeli. 1.

Tega števca za izračun toplotnih izgub zaradi infiltracije ni. V praksi se njihova približna vrednost pri določanju transmisijskih toplotnih izgub upošteva z ustreznim koeficientom, ki je odvisen od številnih dejavnikov: višine in prostornine prostorov, lokacije in površine odprtin, števila razpok v ogradi. konstrukcije in velikost njihove odprtine ter zunanja temperatura zraka, hitrost in smer vetra. Na podlagi praktičnih podatkov se lahko navedeni koeficient šteje za enak: za javne zgradbe 0,1-0,3; za industrijske zgradbe z enojno zasteklitvijo in brez posebnih tesnil na vratih in vratih, pa tudi za velike javne zgradbe - 0,3-0,6; za velike delavnice z velikimi vrati - 0,5-1,5 in celo 2.

Tabela 1.

Povprečna temperatura zraka v stavbah in specifične toplotne značilnosti zgradb določene prostornine.

Nadaljevanje tabele 1.

Za stanovanjske in javne stavbe se največja poraba toplote za ogrevanje lahko določi z agregiranim kazalnikom na kvadratni meter bivalne površine. Ta indikator je primeren za uporabo v primeru, ko je znana samo količina stanovanjskega prostora, načrtovanega za obratovanje na določenem območju. Največja urna poraba toplote za ogrevanje stanovanjskih stavb na 1 m 2 bivalne površine pri zunanjih temperaturah 0, -10, -20, -30, -40 o C je oziroma enaka: 90; 130; 150; 175; 185 W/m2. V tem primeru je predvidena poraba toplote za ogrevanje javnih zgradb 25 % porabe toplote za stanovanjske stavbe.

Največja računska poraba toplote Q o , W, za ogrevanje pri uveljavljenih toplotnih pogojih stavbe, vezana na njeno prostornino in temperaturno razliko, se določi po formuli

kjer je koeficient, ki upošteva izgubo toplote zaradi infiltracije; - specifične ogrevalne karakteristike objekta, W/(m 3 K); - korekcijski faktor ogrevalne karakteristike za temperaturo zunanjega zraka; z nekaj zaokroževanja se lahko določi s formulo; - prostornina objekta po zunanji meritvi brez kleti, m 3; - povprečna temperatura zraka v ogrevanem objektu, o C; - temperatura zunanjega zraka, o C: pri načrtovanju ogrevanja se po klimatoloških podatkih vzame kot povprečje najhladnejših petdnevnih dni osmih zim v 50-letnem obdobju.

Temperatura zraka v prostoru je določena s sanitarnimi standardi ali s tehnološkimi postopki ob upoštevanju zahtev sanitarnih standardov. Povprečna temperatura zraka v nekaterih stavbah je podana v tabeli 1.

Slika 1. Grafi porabe toplote za potrebe ogrevanja A- stražar; b- sezonsko

S formulo (1) lahko določimo urno porabo toplote v katerem koli obdobju ogrevalne sezone, tako da nadomestimo vrednost tn, ki ustreza temu obdobju. Za začetek kurilne sezone je na primer značilna minimalna poraba toplotne energije. V tem trenutku je ocenjena zunanja temperatura zraka najvišja, t n =8 o C.

Kot izhaja iz formule (1), ima sprememba porabe toplote s spremembo tn linearno odvisnost. Če želite poznati naravo spremembe skozi sezono, je dovolj, da določite porabo toplote pri največjih t n in najmanjših vrednostih t n.o. . Običajno je taka sprememba predstavljena grafično (slika 1). Na sliki 1 A Na abscisni osi so narisane vrednosti temperature zunanjega zraka, na ordinatni osi pa poraba toplote. Točki A in B ustrezata največji in najmanjši porabi toplote. Premica AB - linearna odvisnost - sprememba urne porabe toplote v hladnem obdobju. S pomočjo tega grafa lahko določite urno porabo toplote za ogrevanje pri kateri koli vrednosti £n znotraj navedenih meja. Da bi to naredili, je potrebno obnoviti pravokotno točko dane vrednosti t n na osi abscise do presečišča s črto AB. Presečišče bo ustrezalo želeni porabi toplote. Torej, na sl. 1 A S pikčasto črto je prikazana določitev povprečne urne porabe toplote pri povprečni zunanji temperaturi zraka v ogrevalnem obdobju.

V industrijskih delavnicah, pa tudi v številnih javnih zgradbah med prekinitvijo dela, pa tudi med vikendi in prazniki ni treba vzdrževati temperature v prostoru na določeni ravni in s tem porabiti največ količino toplote. V tem času se temperatura zraka v prostoru zniža na +5°C in je zagotovljeno posebno zasilno ogrevanje. Urno porabo toplote v tem obdobju je mogoče določiti s formulo (1), pri čemer . Mejo zmanjšanja narekujejo pogoji za zanesljivo delovanje konstrukcij. Zmanjšanje porabe toplote v tem obdobju se upošteva pri določanju letne potrebe.

V določenem podnebnem območju je letna poraba toplote določena s številom dni v ogrevalnem obdobju in z vrednostmi za vsak dan ali s povprečjem tn za celotno obravnavano obdobje. Stopnja enakomernosti porabe toplote v stavbi dnevno in tedensko se določi glede na način delovanja podjetja.

Letna potreba po toplotni energiji, MW, za ogrevanje upravnih in industrijskih stavb, ob upoštevanju njenega zmanjšanja v prostem času, pa tudi med vikendi in prazniki, je določena z izrazom

kjer je število delovnih ur podjetja na dan; - število dni v kurilnem obdobju; - seštevek vikendov in praznikov v kurilnem obdobju; - temperatura zunanjega zraka, povprečna za ogrevalno dobo, o C; 24 je število ur v dnevu; temperatura zraka v objektu v prostem času, o C.

Za stavbe z enakomerno porabo toplote čez dan, na primer stanovanjske in nekatere javne stavbe z 24-urnim delovanjem, je formula (2) poenostavljena, saj =0, =24,

Za zagotovitev operativnega načina delovanja naprav za oskrbo s toploto se sprememba ogrevalne obremenitve skozi čas določi v celotnem ogrevalnem obdobju. Najprimerneje je grafično prikazati letno porabo toplote skozi čas – sl. 1 b, kjer so na abscisni osi zaporedno z naraščajočo vsoto narisane ure stanja pri enakih temperaturah, začenši od najnižje, na ordinatni osi pa je poraba toplote, ki ustreza tem temperaturam.

Za določen objekt se prometna konstrukcija začne z določitvijo števila ur pri isti temperaturi. Nato se s formulo (1) ob upoštevanju morebitnega zmanjšanja porabe toplote v prostem času izračuna potrebna poraba toplote. Dobljene rezultate vnesemo na koordinatno mrežo grafa in jih narišemo na navpičnici na absciso v točkah spremembe zunanjih temperatur. Iz točk porabe toplote, ki so narisane na pravokotnicah, se narišejo črte, vzporedne z osjo abscise, z dolžino, ki je enaka številu enakih temperatur. Zgornji desni koti nastalih pravokotnikov so povezani z gladko krivuljo. Ta krivulja označuje porabo toplote za ogrevanje določenega objekta in je osnova za razvoj načina delovanja sistema za oskrbo s toploto.

Graf porabe toplote skozi vse leto lahko sestavimo z grafom urne porabe. V ta namen se urni stroški prenesejo na ordinate, ki ustrezajo zunanjim temperaturam letnega urnika. Presečišča urne porabe toplote z ordinatami, ki ustrezajo najvišjim temperaturnim vrednostim v danem intervalu, so povezane z gladko krivuljo. Območje, omejeno z osjo x, največjo in najmanjšo ordinato ter gladko krivuljo (glej sliko 1 b krivulja A 1 B 1) je sorazmerna z letno porabo toplote. Pri povprečni temperaturi ogrevalnega obdobja bo oblika letnega grafa pogojno izgledala kot pravokotnik, v katerem ordinata ustreza povprečni urni porabi toplote (glej črtkano črto na sliki 1). b).

II.1.2. Izračun porabe toplote za prezračevanje

V prezračevalnih sistemih se toplota uporablja za ogrevanje svežega dovodnega zraka na vnaprej določeno temperaturo. Porabo toplote, W, določajo količina, temperatura in vlažnost ogrevanega zraka

kjer je toplotna kapaciteta zraka, kJ/(kg K); - gostota zraka, kg/m3; V - prostornina dovodnega zraka, m 3 / h; in - temperatura zraka za grelnikom in pred njim, o C; 1/3,6 - ekvivalent toplotne energije za pretvorbo kJ/h v W, tj. toplote, J, v porabljeno toplotno energijo na enoto časa, W.

Volumen dovodnega zraka ustreza volumnu odpadnega zraka. Ta enakost je osnovno pravilo pri reševanju zračne bilance prostora. Količina odstranjenega zraka se izračuna iz pogoja zagotavljanja zračnega okolja, ki ustreza zahtevam sanitarnih standardov, glede na količino škodljivih emisij (prah, plini, aerosol, vlaga itd.) V prostoru. Poleg tega na količino odstranjenega zraka vpliva sprejeta metoda izmenjave zraka.

Organizacija izmenjave zraka v prostorih je rešena predvsem z eno od dveh možnosti. Kjer je možno odstraniti škodljive izpuste neposredno na mestu njihovega nastanka, se izvaja najučinkovitejše lokalno prezračevanje. V tem primeru postane količina odstranjenega zraka minimalna, saj se prezračuje le omejen delovni prostor v prostoru. V tem primeru se poraba toplote izračuna po formuli (4).

Če se škodljive emisije razširijo po celotnem volumnu, uporabimo splošno prezračevanje, ki ustvari potrebne zračne razmere v prostoru z redčenjem škodljivih emisij s čistim dovodnim zrakom. Izmenjava zraka po tem principu zahteva največjo količino prezračevanega zraka in s tem največjo porabo toplote.

Pri razvoju sistema oskrbe s toploto se poraba toplote in potrebe po splošnem prezračevanju ocenjujejo podobno kot pri ogrevanju, običajno z uporabo zbirnih števcev. Tak meter je posebna toplotna prezračevalna karakteristika, vezano na volumen stavbe. Predstavlja količino toplote, ki je potrebna za prezračevanje 1 m 3 stavbe v časovni enoti pri temperaturni razliki 1 o.

Z uporabo specifične karakteristike se poraba toplote za potrebe splošnega prezračevanja, W glede na prostornino stavbe, določi po formuli

kjer je specifična prezračevalna karakteristika stavbe, W/(m 3 K); - temperatura zunanjega zraka, °C; pri projektiranju prezračevanja se po klimatoloških podatkih vzame kot povprečje za najhladnejše obdobje, ki znaša 15 % kurilne sezone.

Za nekatere zgradbe serijske proizvodnje je vrednost prezračevalnih karakteristik navedena v tabeli. 1.

Specifično karakteristiko prezračevanja lahko določimo tudi s frekvenco izmenjave in prostornino prezračevanega prostora

kjer je m menjalni tečaj, ki je razmerje med količino dovodnega zraka, dobavljenega na časovno enoto 1 ure, in prostornino prezračevanega prostora.

Poleg tega je največja poraba toplote za potrebe splošnega prezračevanja javnih zgradb določena z agregiranim kazalnikom za območja, kjer je znana le količina bivalnih površin, predvidenih za gradnjo. Ta indikator se nanaša na 1 m 2 bivalnega prostora in je glede na temperaturo zunanjega zraka pri 0, -10, -20, -30 in 40 o C enako: 9; 13; 15; 17,5 in 18,5 W/m2.

Temperatura zunanjega zraka, vzeta pri izračunu toplote za prezračevanje, ni enaka za vse prostore. Odvisno je od izbranega načina izmenjave zraka. Pri izračunu lokalnega prezračevanja se vzame enako kot pri ogrevanju, tj. Vrednost te temperature pri splošnem prezračevanju je višja kot pri ogrevanju. Tu je definiran kot povprečje za najhladnejše obdobje s trajanjem 15 % ogrevalne sezone. Dopustno povišanje nivoja pri zunanjih temperaturah v najhladnejšem obdobju je posledica možnosti povečanja kroženja zraka. V času nizkih zunanjih temperatur dosežemo zahtevano temperaturo dovodnega zraka z mešanjem toplejšega zraka, odvzetega iz prezračevanega prostora, v zunanji zrak. Zaradi tega se zmanjša količina dovedenega svežega zraka za ogrevanje, s tem pa se zmanjša tudi potreba po toplotni energiji za potrebe splošnega prezračevanja. Opozoriti je treba, da je navedeno povečanje zaradi zmanjšanja potrebe po toplotni energiji v urah njene največje porabe dovoljeno samo za splošno prezračevanje in nato v tistih prostorih, v katerih je dovoljeno kroženje zraka. V delavnicah, kjer zaradi narave škodljivih izpustov ni dovoljeno kroženje zraka, se kot projektna temperatura vzame temperatura ogrevanja, ne glede na sprejeti način izmenjave zraka, t.j.

Poraba toplote za prezračevanje, tako kot za ogrevanje, je odvisna od zunanje temperature. Pri lokalnem in splošnem prezračevanju brez recirkulacije zraka je ta odvisnost podobna kot pri ogrevanju (slika 2). A, črta AB).

Pri splošnem prezračevanju z recirkulacijo zraka je analogija opazna le v območju zunanjih temperatur od +8 do t. (vrstica BV). Z nadaljnjim znižanjem temperature zunanjega zraka, tj. ko t n. t n.v. , se poraba toplote ne spremeni in ostane na ravni t n.v. V celotnem najhladnejšem obdobju je tokovna linija GB vzporedna z abscisno osjo.

Letna poraba toplote za prezračevanje, MW, se določa urno z ustreznim načinom izmenjave zraka, odvisno od števila ur delovanja prezračevalnega sistema.

S splošnim prezračevanjem z recirkulacijo zraka: s prekinitvami čez dan in ob vikendih

Če obstajajo informacije o trajanju zmerno hladnega obdobja (za nekatera mesta glej tabelo 2), so izračuni po formulah (7) - (10) bistveno poenostavljeni.

Način delovanja prezračevalnega sistema se razvije na podlagi letnega razporeda porabe toplote. Konstrukcija tega grafa (sl. 2 b) se proizvaja podobno kot ogrevanje za prezračevalne sisteme brez recirkulacije zraka. Obstaja posebna funkcija za splošno prezračevanje. Tu je graf razdeljen na dva dela: prvi (levi) - ustreza najhladnejšemu obdobju in ima v tem obdobju konstantno porabo toplote. Črta G 1 B 1 je vzporedna z osjo abscise, poraba toplote je določena s površino pravokotnika O - G 1 - B 1 - 0,15 n o. Drugi del, ki ustreza zmerno hladnemu obdobju, ima spremenljivo porabo toplote - vrstica B 1 B 1.

Tabela 2.

Povprečna zunanja temperatura zraka in trajanje zmerno hladnega obdobja v kurilni sezoni

Pri določanju toplotne obremenitve ogrevalnega sistema se upoštevajo specifične toplotne razmere prostorov. V prostorih s stalnim toplotnim režimom, kamor sodijo industrijske stavbe z neprekinjenim tehnološkim procesom, kmetijske stavbe in javne zgradbe, se toplotna obremenitev ogrevalnega sistema določi iz toplotne bilance prostora. S toplotno bilanco se vzpostavi ravnotežje med toplotnimi izgubami stavbe in dotokom toplote, iz katerega bo poraba toplote za ogrevanje enaka

Q o = Q t + Q m – Q v (1.1)

kjer je Q o - poraba toplote za ogrevanje, kW;

Q t - toplotne izgube stavbe s prenosom toplote skozi zunanje ograjene konstrukcije in infiltracijo zaradi vstopa hladnega zraka v prostor skozi puščanje, kW

Q m - poraba toplote za ogrevanje materialov, ki vstopajo v prostor, kW;

Q int - notranja toplotna disipacija, kW.

Ocenjene (maksimalne) toplotne izgube iz industrijskih zgradb skozi zunanje ograje in infiltracijo se določijo po formuli

Q t max = (1+μ)(t in – t a) q o V 10 -3 (1,2)

kjer je μ koeficient infiltracije;

t a je projektna temperatura zunanjega zraka za izračun ogrevanja, vzeta glede na podnebno regijo (Dodatek B), °C;

t in je povprečna temperatura notranjega zraka posameznih prostorov stavbe, vzeta glede na namen prostora (Priloga D), C;

q o - specifična ogrevalna karakteristika stavbe v odvisnosti od konstrukcijskega volumna stavbe in njene namembnosti (Priloga D), J/(s.m 3 .K);

V je gradbena prostornina samostojne stavbe po zunanjih merah, m3.

Pri izbiri notranje temperature zraka za industrijske zgradbe je treba upoštevati intenzivnost dela. Glede na intenzivnost dela so vse vrste dela razdeljene v tri kategorije: lahka, srednja in težka. Lažja dela vključujejo dela, ki se izvajajo sede in stoje, ki ne zahtevajo sistematičnega fizičnega stresa (postopki izdelave preciznih instrumentov, pisarniško delo itd.) V kategorijo zmernih del spadajo dela, povezana s stalno hojo, prenašanjem uteži do 10 kg (mehanske montažne delavnice). , predelava lesa, proizvodnja tekstila itd.). Kategorija težkega dela vključuje delo s sistematičnim fizičnim stresom (kovače, livarne itd.).

Koeficient infiltracije je določen z izrazom

kjer je b konstanta infiltracije, za samostojne industrijske zgradbe se vzame b = 0,035 - 0,040 c/m,

g - pospešek prostega pada, m/s;

L je prosta višina stavbe, m. Za javne in upravne stavbe se predpostavlja, da je enaka višini tal. Za industrijske zgradbe se lahko vzamejo vrednosti L = 5-25 m.

w in - povprečna hitrost vetra za najhladnejši mesec (Priloga B), m/s.

Poraba toplote za ogrevanje različnih materialov, ki vstopajo v proizvodni obrat v hladni sezoni, kW

Q m max = ∑G m i · c i (t in – t m), (1.4)

kjer je i število imen materialov;

с і - specifična toplotna kapaciteta materiala (tabela I), kJ / (kg.deg)

t m - temperatura materiala, o C. Približno sprejeto; za kovine in kovinske izdelke t m =t toda, za druge materiale, ki niso v razsutem stanju t m =t toda +10 o C za razsute materiale t m =t toda +20 o C

G mi je masa homogenega materiala, ki vstopa v delavnico, kg/s.

Celotna poraba materiala v industrijskem podjetju, naloge v dodatku B, mora biti razdeljena med delavnice, v skladu z namenom delavnic. Seznam priporočenih materialov je podan v tabeli I.

Tabela 1 - Specifična toplotna kapaciteta nekaterih materialov

Notranje toplotne emisije industrijskih podjetij so precej stabilne in predstavljajo pomemben delež projektirane ogrevalne obremenitve, zato jih je treba upoštevati pri razvoju režima oskrbe s toploto. Viri notranje proizvodnje toplote v industrijskih prostorih so: strojna in električna oprema, ogrevane površine aparatov, inštalacij in cevovodov, površine ogrevanih kopeli, električna razsvetljava, delovni ljudje, hladilni materiali in produkti zgorevanja itd. Spodaj je prikazana metoda za približni izračun sproščanja toplote iz procesne opreme, električne razsvetljave in delovnih ljudi.

Skupna količina notranje proizvodnje toplote v posameznih industrijskih stavbah, kW

V primeru, da ni dejanskih podatkov ali načrtov tehnoloških procesov, se notranji izpusti toplote iz opreme izračunajo z analogi. Za vroče trgovine izpust toplote iz proizvodne opreme in tehnoloških procesov, kW

kjer je q n specifična toplotna intenzivnost prostora (tabela 2), kW/m 3 ;

V - konstrukcijska prostornina prostora, m 3.

Tabela 2 - Specifična toplotna intenzivnost toplih trgovin /18/, kW/m 3

V delavnicah, ki niso razvrščene kot vroče, bo ena glavnih vrst notranjega sproščanja toplote toplota iz tehnološke opreme, opremljene z električnim pogonom. Vnos toplote iz elektromotorjev mehanske opreme in strojev, ki jih poganjajo, kW.

kjer je k sp koeficient povpraševanja po električni energiji (tabela 3);

k p - koeficient ob upoštevanju popolne obremenitve elektromotorjev k p =0,9-1;

k T - koeficient prenosa toplote v prostor Za stroje za rezanje kovin k T = 0,9-1; za ventilatorje in črpalke

η - učinkovitost elektromotorja pri polni obremenitvi η=0,85-0,9;

q el - specifična gostota električne moči (tabela 4), kW/m 2 ;

F je tlorisna površina delavnice, m2.

Tabela 3 - Koeficient porabe električne energije

Tabela 4 - Specifične gostote električnih obremenitev na 1 m2 uporabne površine industrijskih zgradb

Količina toplote, ki vstopa v prostor iz virov umetne razsvetljave, se izračuna s posebnimi indikatorji

kjer je F tlorisna površina prostora, m2;

q os - specifična gostota električne razsvetljave (tabela 4), kW / m 2.
Toplotne emisije ljudi se določajo glede na njihovo porabo energije in temperaturo zraka v prostoru. Skupna količina toplote, kW

kjer je m" število ljudi v sobi;

q l je specifična količina skupne toplote, ki jo sprosti en delavec (tabela 5), ​​kW.

Tabela 5 - Specifična skupna količina toplote, ki jo oddajo odrasli /1/, kW

Za izračun števila delavcev v stavbi lahko uporabite približne formule. Za proizvodne trgovine je število delavcev na izmeno približno enako

za upravne stavbe

kjer je V gradbena prostornina delavnice ali zgradbe, m3.

Ocenjeno porabo toplote za ogrevanje stanovanjskega območja, če ni podatkov o vrsti gradnje in zunanji prostornini stanovanjskih in javnih stavb, v skladu s SNiP P-Z6-73, je priporočljivo določiti po formuli

kjer je qf zbirni kazalnik največje porabe toplote za ogrevanje 1 m 2 bivalne površine (tabela 6), kJ/(s.m 2);

Ff - bivalna površina, določena na podlagi 12 m2 na prebivalca območja, m2;

k 0 - koeficient, ki upošteva porabo toplote za ogrevanje javnih zgradb; v odsotnosti dejanskih podatkov je priporočljivo vzeti k 0 = 0,25

Tabela 6 - Integralni kazalnik največje porabe toplote za ogrevanje stanovanjskih stavb

Ne glede na to, ali gre za industrijsko zgradbo ali stanovanjsko stavbo, morate opraviti kompetentne izračune in sestaviti diagram tokokroga ogrevalnega sistema. Na tej stopnji strokovnjaki priporočajo posebno pozornost pri izračunu možne toplotne obremenitve ogrevalnega kroga, pa tudi količine porabljenega goriva in proizvedene toplote.

Toplotna obremenitev: kaj je to?

Ta izraz se nanaša na količino oddane toplote. Predhodni izračun toplotne obremenitve vam bo omogočil, da se izognete nepotrebnim stroškom za nakup komponent ogrevalnega sistema in njihovo namestitev. Poleg tega bo ta izračun pomagal pravilno in ekonomično enakomerno porazdeliti količino proizvedene toplote po celotni stavbi.

Pri teh izračunih je veliko odtenkov. Na primer material, iz katerega je zgradba zgrajena, toplotna izolacija, regija itd. Strokovnjaki skušajo upoštevati čim več dejavnikov in značilnosti, da dobijo natančnejši rezultat.

Izračun toplotne obremenitve z napakami in netočnostmi vodi v neučinkovito delovanje ogrevalnega sistema. Zgodi se celo, da morate predelati dele že delujoče strukture, kar neizogibno vodi do nenačrtovanih stroškov. In stanovanjske in komunalne organizacije izračunajo stroške storitev na podlagi podatkov o toplotni obremenitvi.

Glavni dejavniki

Idealno izračunan in zasnovan ogrevalni sistem mora vzdrževati nastavljeno temperaturo v prostoru in kompenzirati nastale toplotne izgube. Pri izračunu toplotne obremenitve ogrevalnega sistema v stavbi morate upoštevati:

Namembnost objekta: stanovanjska ali industrijska.

Značilnosti strukturnih elementov stavbe. To so okna, stene, vrata, streha in prezračevalni sistem.

Dimenzije doma. Večji kot je, močnejši mora biti ogrevalni sistem. Nujno je treba upoštevati površino okenskih odprtin, vrat, zunanjih sten in prostornino vsake notranje sobe.

Razpoložljivost prostorov za posebne namene (kopel, savna itd.).

Stopnja opremljenosti s tehničnimi napravami. To je razpoložljivost oskrbe s toplo vodo, prezračevalni sistem, klimatska naprava in vrsta ogrevalnega sistema.

Za ločeno sobo. Na primer, v prostorih, namenjenih skladiščenju, ni treba vzdrževati temperature, ki je ugodna za ljudi.

Število točk za oskrbo s toplo vodo. Več kot jih je, bolj je sistem obremenjen.

Območje zastekljenih površin. Prostori s francoskimi okni izgubijo znatno količino toplote.

Dodatni pogoji. V stanovanjskih stavbah je to lahko število sob, balkonov in lož ter kopalnic. V industriji - število delovnih dni v koledarskem letu, izmene, tehnološka veriga proizvodnega procesa itd.

Podnebne razmere v regiji. Pri izračunu toplotne izgube se upoštevajo ulične temperature. Če so razlike nepomembne, bo za kompenzacijo porabljena majhna količina energije. Pri -40 o C zunaj okna bo to zahtevalo znatne stroške.

Značilnosti obstoječih metod

Parametri, vključeni v izračun toplotne obremenitve, so v SNiP in GOST. Imajo tudi posebne koeficiente toplotne prehodnosti. Iz potnih listov opreme, vključene v ogrevalni sistem, se vzamejo digitalne značilnosti, ki se nanašajo na določen ogrevalni radiator, kotel itd. In tudi tradicionalno:

Največja poraba toplote na uro delovanja ogrevalnega sistema,

Največji toplotni tok, ki izhaja iz enega radiatorja, je

Skupna poraba toplote v določenem obdobju (najpogosteje sezona); če je potreben urni izračun obremenitve ogrevalnega omrežja, je treba izračun izvesti ob upoštevanju temperaturne razlike čez dan.

Izvedeni izračuni se primerjajo s površino prenosa toplote celotnega sistema. Indikator se izkaže za precej natančnega. Nekatera odstopanja se zgodijo. Na primer, za industrijske stavbe bo treba upoštevati zmanjšanje porabe toplotne energije ob vikendih in praznikih, v stanovanjskih prostorih pa ponoči.

Metode za izračun ogrevalnih sistemov imajo več stopenj natančnosti. Da bi zmanjšali napako na minimum, je treba uporabiti precej zapletene izračune. Manj natančne sheme se uporabljajo, če cilj ni optimizacija stroškov ogrevalnega sistema.

Osnovne metode izračuna

Danes se lahko izračun toplotne obremenitve za ogrevanje stavbe izvede z eno od naslednjih metod.

Tri glavne

1. Za izračune se vzamejo agregirani kazalniki.
2. Za osnovo so vzeti kazalniki strukturnih elementov stavbe. Tu bo pomemben tudi izračun notranje prostornine zraka, ki se uporablja za ogrevanje.
3. Vsi objekti, vključeni v ogrevalni sistem, so izračunani in sešteti.

En primer

Obstaja tudi četrta možnost. Ima precej veliko napako, ker so vzeti kazalniki zelo povprečni ali pa jih je premalo. Ta formula je Q iz = q 0 * a * V H * (t EN - t NRO), kjer:

• q 0 - specifična toplotna karakteristika stavbe (najpogosteje določena z najhladnejšim obdobjem),
• a - korekcijski faktor (odvisen od regije in je vzet iz že pripravljenih tabel),
• V H je prostornina, izračunana vzdolž zunanjih ravnin.

Primer enostavnega izračuna

Za stavbo s standardnimi parametri (višine stropov, velikosti prostorov in dobre toplotnoizolacijske lastnosti) je mogoče uporabiti preprosto razmerje parametrov, prilagojeno za koeficient glede na regijo.

Predpostavimo, da se stanovanjska stavba nahaja v regiji Arkhangelsk in je njena površina 170 kvadratnih metrov. m toplotna obremenitev bo enaka 17 * 1,6 = 27,2 kW / h.

Ta definicija toplotnih obremenitev ne upošteva številnih pomembnih dejavnikov. Na primer konstrukcijske značilnosti strukture, temperatura, število sten, razmerje med površinami sten in okenskimi odprtinami itd. Zato takšni izračuni niso primerni za resne projekte ogrevalnih sistemov.

Odvisno je od materiala, iz katerega so izdelani. Najpogosteje se danes uporabljajo bimetalni, aluminijasti, jekleni in veliko redkeje litoželezni radiatorji. Vsak od njih ima svoj indikator prenosa toplote (toplotne moči). Bimetalni radiatorji z razdaljo med osema 500 mm imajo v povprečju 180 - 190 W. Aluminijasti radiatorji imajo skoraj enako zmogljivost.

Prenos toplote opisanih radiatorjev se izračuna na odsek. Jekleni radiatorji so neločljivi. Zato je njihov prenos toplote določen glede na velikost celotne naprave. Tako bo na primer toplotna moč dvorednega radiatorja širine 1100 mm in višine 200 mm 1010 W, jeklenega panelnega radiatorja širine 500 mm in višine 220 mm pa 1644 W. .

Izračun ogrevalnega radiatorja po površini vključuje naslednje osnovne parametre:

Višina stropa (standardna - 2,7 m),

Toplotna moč (na kvadratni meter - 100 W),

Ena zunanja stena.

Ti izračuni kažejo, da za vsakih 10 kvadratnih metrov. m zahteva 1.000 W toplotne moči. Ta rezultat se deli s toplotno močjo enega odseka. Odgovor je zahtevano število radiatorskih delov.

Za južne regije naše države, pa tudi za severne, so bili razviti padajoči in naraščajoči koeficienti.

Povprečen izračun in natančen

Ob upoštevanju opisanih dejavnikov se povprečni izračun izvede po naslednji shemi. Če na 1 kv. m zahteva 100 W toplotnega toka, nato pa prostor 20 m2. m mora prejeti 2000 vatov. Radiator (priljubljeni bimetalni ali aluminijasti) iz osmih odsekov proizvede približno 2.000 razdelimo na 150, dobimo 13 odsekov. Toda to je precej povečan izračun toplotne obremenitve.

Natančen izgleda malce strašljivo. Pravzaprav nič zapletenega. Tukaj je formula:

Q t = 100 W/m 2 × S(prostor)m 2 × q 1 × q 2 × q 3 × q 4 × q 5 × q 6 × q 7, kje:

• q 1 - vrsta zasteklitve (navadna = 1,27, dvojna = 1,0, trojna = 0,85);
• q 2 - izolacija stene (šibka ali odsotna = 1,27, stena, položena z 2 opekama = 1,0, moderna, visoka = 0,85);
• q 3 - razmerje med skupno površino okenskih odprtin in površino tal (40% = 1,2, 30% = 1,1, 20% - 0,9, 10% = 0,8);
• q 4 - ulična temperatura (najmanjša vrednost je vzeta: -35 o C = 1,5, -25 o C = 1,3, -20 o C = 1,1, -15 o C = 0,9, -10 o C = 0,7);
• q 5 - število zunanjih sten v prostoru (vse štiri = 1,4, tri = 1,3, kotna soba = 1,2, ena = 1,2);
• q 6 - vrsta računskega prostora nad računskim prostorom (hladno podstrešje = 1,0, toplo podstrešje = 0,9, ogrevana bivalna soba = 0,8);
• q 7 - višina stropa (4,5 m = 1,2, 4,0 m = 1,15, 3,5 m = 1,1, 3,0 m = 1,05, 2,5 m = 1,3).

S katero koli od opisanih metod lahko izračunate toplotno obremenitev stanovanjske hiše.

Približen izračun

Pogoji so naslednji. Najnižja temperatura v hladni sezoni je -20 o C. Soba 25 kvadratnih metrov. m s trojno zasteklitvijo, okni z dvojno zasteklitvijo, višino stropa 3,0 m, stene iz dveh opek in neogrevano podstrešje. Izračun bo naslednji:

Q = 100 W/m 2 × 25 m 2 × 0,85 × 1 × 0,8 (12 %) × 1,1 × 1,2 × 1 × 1,05.

Rezultat, 2356,20, je deljen s 150. Posledično se izkaže, da je treba v prostoru z določenimi parametri namestiti 16 odsekov.

Če je potreben izračun v gigakalorijah

Če na odprtem ogrevalnem krogu ni števca toplotne energije, se izračun toplotne obremenitve za ogrevanje stavbe izračuna po formuli Q = V * (T 1 - T 2) / 1000, kjer:

• V - količina vode, ki jo porabi ogrevalni sistem, izračunana v tonah ali m 3,
• T 1 - številka, ki označuje temperaturo tople vode, merjeno v o C in za izračun se vzame temperatura, ki ustreza določenemu tlaku v sistemu. Ta indikator ima svoje ime - entalpija. Če temperature ni mogoče odčitati na praktičen način, se zatečejo k povprečnemu odčitku. Je znotraj 60-65 o C.
• T 2 - temperatura hladne vode. V sistemu ga je precej težko izmeriti, zato so bili razviti stalni indikatorji, ki so odvisni od zunanje temperature. Na primer, v eni od regij je v hladni sezoni ta indikator enak 5, poleti - 15.
• 1.000 je koeficient za takojšnjo pridobitev rezultata v gigakalorijah.

V primeru zaprtega kroga se toplotna obremenitev (gcal/uro) izračuna drugače:

Q iz = α * q o * V * (t in - t n.r.) * (1 + K n.r.) * 0,000001, kje

Izračun toplotne obremenitve se izkaže za nekoliko povečan, vendar je to formula, navedena v strokovni literaturi.

Vse pogosteje se za povečanje učinkovitosti ogrevalnega sistema zatekajo k zgradbam.

To delo se izvaja v temi. Za natančnejši rezultat morate opazovati temperaturno razliko v zaprtih prostorih in na prostem: mora biti najmanj 15 o. Fluorescentne sijalke in žarnice z žarilno nitko se ugasnejo. Priporočljivo je, da odstranite preproge in pohištvo, kolikor je to mogoče; zrušijo napravo in povzročijo nekaj napak.

Anketiranje poteka počasi in podatki se skrbno beležijo. Shema je preprosta.

Prva faza dela poteka v zaprtih prostorih. Napravo postopoma premikamo od vrat do oken, pri čemer posebno pozornost namenjamo vogalom in drugim stikom.

Druga faza je pregled zunanjih sten objekta s termokamero. Spoje še skrbno pregledamo, predvsem povezavo s streho.

Tretja faza je obdelava podatkov. Najprej to naredi naprava, nato se odčitki prenesejo v računalnik, kjer ustrezni programi dokončajo obdelavo in izdelajo rezultat.

Če je raziskavo izvajala pooblaščena organizacija, bo na podlagi rezultatov dela izdala poročilo z obveznimi priporočili. Če je bilo delo opravljeno osebno, se morate zanesti na svoje znanje in po možnosti na pomoč interneta.

Pojasnila za kalkulator letne porabe toplotne energije za ogrevanje in prezračevanje.

Začetni podatki za izračun:

• Glavne značilnosti podnebja, kjer se hiša nahaja:
  • Povprečna temperatura zunanjega zraka v ogrevalnem obdobju t o.p;
  • Trajanje ogrevalnega obdobja: to je obdobje v letu, ko povprečna dnevna temperatura zunanjega zraka ne presega +8°C - z o.p.
• Glavna značilnost klime v hiši: ocenjena notranja temperatura zraka t b.r., °C
• Glavne toplotne značilnosti hiše: specifična letna poraba toplotne energije za ogrevanje in prezračevanje, vezana na stopinjo-dan ogrevalnega obdobja, Wh/(m2 °C dan).

Podnebne značilnosti.

Podnebne parametre za izračun ogrevanja v hladnem obdobju za različna mesta Rusije najdete tukaj: (Klimatološki zemljevid) ali v SP 131.13330.2012 “SNiP 23-01–99* “Gradbena klimatologija”. Posodobljena izdaja"
Na primer, parametri za izračun ogrevanja za Moskvo ( Parametri B) so:

• Povprečna temperatura zunanjega zraka v ogrevalnem obdobju: -2,2 °C
• Trajanje ogrevalne dobe: 205 dni. (za obdobje, ko povprečna dnevna temperatura zunanjega zraka ne presega +8°C).

Temperatura zraka v prostoru.

Izračunano notranjo temperaturo zraka lahko nastavite sami ali pa jo vzamete iz standardov (glej tabelo na sliki 2 ali v zavihku tabela 1).

Izračuni uporabljajo vrednost D d - stopinja-dan ogrevalnega obdobja (DHD), °С×dan. V Rusiji je vrednost GSOP številčno enaka zmnožku razlike v povprečni dnevni zunanji temperaturi zraka v ogrevalnem obdobju (OP) t o.p in izračunano notranjo temperaturo zraka v objektu t v.r za trajanje OP v dnevih: D d = ( t o.p – t v.r) z o.p.

Specifična letna poraba toplotne energije za ogrevanje in prezračevanje

Standardizirane vrednosti.

Specifična poraba toplotne energije za ogrevanje stanovanjskih in javnih zgradb v ogrevalnem obdobju ne sme presegati vrednosti, navedenih v tabeli v skladu s SNiP 23.02.2003. Podatke lahko vzamemo iz tabele na sliki 3 ali izračunamo na zavihku Tabela 2(revidirana različica iz [L.1]). Z njim izberite konkretno vrednost letne porabe za vašo hišo (površina/število nadstropij) in jo vnesite v kalkulator. To je značilnost toplotnih lastnosti hiše. To zahtevo morajo izpolnjevati vsi stanovanjski objekti v gradnji za stalno bivanje. Izhaja iz osnovne in standardne specifične letne porabe toplotne energije za ogrevanje in prezračevanje, normirane po letih izgradnje osnutek odredbe Ministrstva za regionalni razvoj Ruske federacije "O odobritvi zahtev za energetsko učinkovitost stavb, objektov, struktur", ki določa zahteve za osnovne značilnosti (osnutek iz leta 2009), za značilnosti, standardizirane od trenutka odobritve reda (pogojno oz. N.2015) in iz leta 2016 (N.2016).

Ocenjena vrednost.

To vrednost specifične porabe toplotne energije lahko navedemo v načrtu hiše, lahko jo izračunamo na podlagi projekta hiše, njeno velikost lahko ocenimo na podlagi realnih toplotnih meritev ali količine letno porabljene energije za ogrevanje. Če je ta vrednost navedena v Wh/m2 , potem ga je treba deliti z GSOP v °C na dan, dobljeno vrednost je treba primerjati z normalizirano vrednostjo za hišo s podobnim številom nadstropij in površino. Če je nižja od normirane vrednosti, potem hiša izpolnjuje zahteve glede toplotne zaščite, če ne, je treba hišo izolirati.

Vaše številke.

Vrednosti začetnih podatkov za izračun so podane kot primer. Svoje vrednosti lahko vnesete v polja z rumenim ozadjem. V polja na roza ozadju vnesite referenčne ali računske podatke.

Kaj lahko povedo rezultati izračuna?

Specifična letna poraba toplotne energije, kWh/m2 - lahko se uporabi za oceno , potrebna količina goriva na leto za ogrevanje in prezračevanje. Glede na količino goriva lahko izberete kapaciteto rezervoarja (zalogovnika) za gorivo in pogostost njegovega polnjenja.

Letna poraba toplotne energije, kWh je absolutna vrednost letno porabljene energije za ogrevanje in prezračevanje. S spreminjanjem vrednosti notranje temperature lahko vidite, kako se ta vrednost spreminja, ocenite prihranek ali izgubo energije zaradi spreminjanja temperature, ki se vzdržuje v hiši, in vidite, kako netočnost termostata vpliva na porabo energije. To bo videti še posebej jasno v smislu rubljev.

Stopinjski dnevi kurilne sezone,°C dan - karakterizira zunanje in notranje podnebne razmere. Če specifično letno porabo toplotne energije kWh/m2 delimo s tem številom, dobimo standardizirano karakteristiko toplotnih lastnosti hiše, nevezano na podnebne razmere (to lahko pomaga pri izbiri načrta hiše in toplotnoizolacijskih materialov).

Na točnost izračunov.

Na ozemlju Ruske federacije se pojavljajo določene podnebne spremembe. Študija razvoja podnebja je pokazala, da trenutno preživljamo obdobje globalnega segrevanja. Po ocenjevalnem poročilu Roshidrometa se je podnebje Rusije spremenilo bolj (za 0,76 °C) kot podnebje Zemlje kot celote, najpomembnejše spremembe pa so se zgodile na evropskem ozemlju naše države. Na sl. Slika 4 prikazuje, da se je povišanje temperature zraka v Moskvi v obdobju 1950–2010 zgodilo v vseh letnih časih. Najpomembnejša je bila v hladnem obdobju (0,67 °C v 10 letih [L.2]).

Glavni značilnosti ogrevalnega obdobja sta povprečna temperatura ogrevalne sezone, °C, in trajanje tega obdobja. Njihova realna vrednost se seveda vsako leto spreminja, zato so izračuni letne porabe toplotne energije za ogrevanje in prezračevanje hiš le ocena realne letne porabe toplotne energije. Rezultati tega izračuna omogočajo primerjati .

Uporaba:

Literatura:

• 1. Pojasnitev tabel osnovnih in normiranih kazalnikov energetske učinkovitosti za stanovanjske in javne stavbe po letih izgradnje
  V. I. Livchak, dr. tehn. znanosti, neodvisni strokovnjak
• 2. Novi SP 131.13330.2012 „SNiP 23-01–99* „Gradbena klimatologija“. Posodobljena izdaja"
  N. P. Umnyakova, dr. tehn. znanosti, namestnik direktorja za znanstveno delo NIISF RAASN