Определение расходов теплоты, отпускаемой потребителям из тепловых сетей

2.

Определение расходов теплоты, отпускаемой потребителям из тепловых сетей, является первым этапом при проектировании этих сетей, а также при разработке схем теплоснабжения. Такое определение должно производится отдельно по каждому виду теплопотребления, а в точных расчетах – по каждому зданию или группе однотипных зданий.

Отпуск теплоты из водяных теплосетей может производится прежде всего в системы отопления, вентиляции или кондиционирования воздуха зданий, предназначенные для поддержания в помещениях заданных нормами комфортных условий, в первую очередь температуры воздуха , а также его состава независимо от колебаний температуры наружного воздуха .

Определение потребности в теплоте систем отопления, вентиляции или кондиционирования воздуха базируется на анализе тепловых балансов отдельных помещений или зданий в целом в течении отопительного периода. В расходной части этих балансов учитываются, прежде всего, тепловые потери помещений или зданий в окружающую среду  через их ограждающие конструкции (наружные стены со световыми проемами и дверьми, верхние покрытия, полы, расположенные на грунте или над неотапливаемыми подвалами). Вторым слагаемым  являются расходы теплоты на подогрев наружного воздуха, поступающего в помещения за счет инфильтрации или подачи системами приточной вентиляции . В приходной части этих балансов согласно нормам [  ] должно учитываться поступление теплоты в воздух помещений в результате  внутренних  тепловыделений  в них  , связанных с пребыванием                                                                                                            

людей и теплоотдачей осветительных и других электрических и газовых приборов, а в производственных помещениях – также с тепловыми потерями печей, аппаратуры и трубопроводов. Некоторые количества теплоты периодически поступают в помещения через остекление световых проемов за счет солнечной радиации (инсоляции) .

В результате тепловой баланс помещений или зданий в целом может быть представлен в виде

                                    (2.1.)

Отсюда

                                (2.1а)

Значения , ,  и  непрерывно изменяются в сезонном, суточном и даже часовом разрезах. Особенно подвержены таким изменениям слагаемые  и . Более устойчивыми являются значения  в связи с влиянием тепловой инерции ограждающих конструкций, в основном наружных стен, благодаря которой кратковременные колебания температуры наружного воздуха слабо отражаются на температурах внутренних поверхностей этих ограждений, а стало быть, и воздуха в помещениях.

Определение тепловых потерь зданий через их ограждающие конструкции производится по нормам [  ] отдельно по каждому из основных видов этих конструкций (наружные стены, заполнения световых проемов, покрытия, полы) с последующим суммированием по формуле

                                           (2.2)

Здесь  - расчетная поверхность данного вида ограждающей конструкции, м², а  - сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, м²*К/Вт. При этих значениях  по формуле (2.2) выражаются в ваттах. Коэффициент  зависит от ориентации ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху.

Определение значений  для ограждающих конструкций, однородных по толщине, производится по формуле

                                             (2.3)

Здесь  и  - значения коэффициентов теплоотдачи соответственно от воздуха помещения к внутренней поверхности ограждающих конструкций и от их наружной поверхности в атмосферу, Вт/(м²*К). В качестве расчетных значений этих коэффициентов для отопительного периода рекомендуется принимать = 8,7 Вт/(м²*К) и =23 Вт/(м²*К). Влияние ветра на эти значения подлежит учету только при расчетах для летнего периода. Значения , м, и , Вт/(м*К), соответствуют толщине и теплопроводности ограждающей конструкции.

При выборе температур необходимо использовать данные по следующим характерным температурам наружного воздуха :

–  абсолютной минимальной температуре за весь период наблюдений ;

–  средней температуре наиболее холодной пятидневки  за 30-50-летний период;

–  средней температуре наиболее холодного периода , средняя длительность которого соответствует 15% общей продолжительности отопительного периода в области наиболее низких температур, но не более 25 суток.

После определения значений максимальных тепловых потерь  для расчетного режима эти значения для любого другого режима могут быть подсчитаны по формуле

                                            (2.4)

Расходы теплоты на подогрев наружного воздуха, поступающего в вентилируемые помещения при любом режиме, подсчитываются по формуле

                 (2.5)

Здесь , кг/с, и , м³/с – соответственно массовые и объемные расходы поступающего в помещение наружного воздуха при его исходной температуре ; 1000 Дж/(кг*К) – средняя массовая удельная теплоемкость воздуха при давлении 0,1 Мпа и в обычном для расчетов интервале температур (от –25 до +25 ^оС); 1,25 кг/м³ – средняя плотность воздуха в этом интервале.

От расходов теплоты , подсчитываемых по формуле (2.5), следует отличать поступление ее в помещения за счет работы калориферов систем вентиляции или воздушного отопления. Эта величина определяется по формуле

                  (2.6)

Здесь , кг/с, и , м³/с, - соответственно массовый и объемный расходы воздуха через калориферы при его температуре на входе в калориферы  и на выходе их них .

Покрытие расходов теплоты  за счет инфильтрации воздуха в помещении