3. Расходы тепловой энергии на теплоснабжение зданий

3.1 Общие положения

При решении любых вопросов, связанных с теплоснабжением зданий, необходимо знать тепловые нагрузки, которые являются базой для всех последующих теплотехнических расчетов и подбора оборудования. Под тепловой нагрузкой понимают расчетный максимальный часовой расход теплоты на отопление Q_о.р, вентиляцию Q_в.р или горячее водоснабжение Q_гв зданий, а также их сумму. Эти величины определяются при выполнении проектов зданий, поэтому часто называются проектными тепловыми нагрузками.

При проектировании и эксплуатации тепловых сетей обычно используются часовые расходы воды или пара, причем в качестве единицы массы чаще всего используют тонну и измеряют расход теплоносителя G в тоннах в час (т/ч). В этом случае при выполнении расчетов тепловых сетей и теплообменных аппаратов наиболее удобной единицей измерения тепловой энергии Q в технической системе единиц является Мкал/ч (тыс. ккал/ч), а в международной системе единиц (СИ) МДж/ч (тыс. кДж/ч). В новой литературе для измерения тепловой мощности сейчас чаще используют кВт (кДж/с), что при часовых расходах G и секундных расходах Q приводит к усложнению формул для определения Q или G из-за введения в них переводного коэффициента 3600 с/ч.

В технической системе единиц удельная теплоемкость воды равна с=1 ккал/(кгград), а в СИ с = 4,19 кДж/(кгград). Если тепловой поток измеряется в кВт, тогда численное значение величины "с" в уравнении теплового баланса будет равно с = 4,191000/3600 = 1,163. Для сохранения универсальности используемых в методических указаниях формул будем в дальнейшем величину "с" называть не теплоемкостью, а коэффициентом, учитывающим единицы измерения теплоты и равным: с = 1, с = 1,163 или c = 4,19.

При разработке новой системы теплоснабжения проектирование источника теплоты (ТЭЦ или котельной), а также магистральных и распределительных тепловых сетей обычно ведется ранее, чем проектирование систем теплопотребления отдельных зданий.

В таких случаях расходы теплоты на отопление Q_о и вентиляцию Q_в приходится рассчитывать по удельным тепловым характеристикам зданий в зависимости от их объемов V_н, если они известны или по укрупненным показателям максимального теплового потока на 1 м² общей площади F_ж жилых зданий. На горячее водоснабжение расходы теплоты Q_гв определяют в зависимости от количества потребителей горячей воды в зданиях, используя нормативно-справочную литературу. Эти же способы часто используются при наладочных расчетах действующих тепловых сетей.

3.2. Определение часовых расходов теплоты на отопление и вентиляцию зданий по тепловым характеристикам

Если известны назначение и строительный объем здания, то максимальный часовой расход теплоты на его отопление Q_о.р определяется по формуле :

, (3.1)

где с - коэффициент, учитывающий единицы измерения теплового потока (МДж/ч, Мкал/ч, кВт) и соответственно равный с = 4,19, с = 1,0 или c = 1,163;

 - поправочный коэффициент, учитывающий зависимость тепловой характеристики здания q_о от расчетной температуры наружного воздуха t_н.р;

q_о - удельная тепловая (отопительная) характеристика здания, зависящая от его назначения и объема, значения которой в ккал/(чградм³),

V_н - строительный объем здания по наружному обмеру, куб. м, который берется из генплана или из паспорта здания, составленного на основании проекта или по данным бюро технической инвентаризации;

t_вн - усредненная температура внутреннего воздуха в здании;

t_н.р - расчетная температура наружного воздуха;

Средние температуры внутреннего воздуха в зданиях принимаются равными:

• для детских садов, больниц, поликлиник t_вн = 21С;

• для административных, бытовых и большинства общественных зданий t_вн = 18С;

• для школ и предприятий общественного питания t_вн = 16С;

• для магазинов t_вн= 15С; для деревообделочных цехов t_вн = 18С;

• для большинства производственных цехов t_вн = 16С;

• для складов t_вн = 14С;

• для гаражей t_вн=10С и т.д.

В жилых зданиях, общежитиях и гостиницах, расположенных в районах с расчетной температурой наружного воздуха t_н.р= -31С и ниже, температура внутреннего воздуха принимается равной t_вн= 21С, а в районах с t_н.р= -30С и выше - t_вн= 19 С .

Для определения коэффициента  может также использоваться формула

, (3.2)

Тепловая энергия в вентиляционных установках расходуется в отопительном периоде на нагрев наружного воздуха в калориферах приточных систем вентиляции или воздушно-тепловых завес. В жилых зданиях системы организованного притока подогретого воздуха согласно СНиП “Отопление, вентиляция и кондиционирование” отсутствуют и, следовательно, расход теплоты на их вентиляцию не учитывается.

Тепловая нагрузка (максимальный часовой расход теплоты) на вентиляцию производственных и общественных зданий Q_в.р в МДж/ч, Мкал/ч или кВт при отсутствии проектных данных определяется по формуле

(3.3)

где q_в - удельная вентиляционная характеристика здания, зависящая от его назначения и объема V_н; значения q_в в ккал/(чградм³) приведены в и в прил.3.