Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Тепловой и воздушный режим зданий. Учебно-практическое пособие
.pdf
61
ние
Тепловой поток на отопление
Оптимальная температура внутреннего воздуха для проектирования отопления принята по рекомендациям [15]. Температуру окончания отопительного периода принимаем 8 °С по [9].
Далее по формулам (2.7) и (2.6) определим относительный тепловой поток на отопление с учетом бытовых теплопоступлений и без
него. Результаты расчета сведем в табл. 2.2 и 2.3 и отобразим в виде
графиков (рис. 2.8 и 2.9).
Таблица 2.2
Относительный тепловой поток на отопление здания с учетом
бытовых теплопоступлений
Температура наружного
воздуха, °С
-23 1,0000 100,00
-20 0,9200 92,00
-15 0,7867 78,67
-10 0,6534 65,34
-5 0,5201 52,01
0 0,3867 38,67
5 0,2534 25,34
8 0,1734 17,34
Относительный тепловой
поток на отопление
Тепловой поток на отопле
при текущей температуре
наружного воздуха, кВт
Таблица 2.3
Относительный тепловой поток на отопление здания без учета
бытовых теплопоступлений
Температура наружного
воздуха, °С
-23 1,0000 100,00
-20 0,9268 92,68
-15 0,8049 80,49
-10 0,6829 68,29
-5 0,5610 56,10
0 0,4390 43,90
5 0,3171 31,71
8 0,2439 24,39
Относительный тепловой
поток на отопление
при текущей температуре
наружного воздуха, кВт
62
Q, %
-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
tн, С
Рис. 2.8. Относительный тепловой поток на отопление здания с учетом быто-
вых теплопоступлений
Q, %
-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
tн, С
Рис. 2.9. Относительный тепловой поток на отопление здания без учета быто-
вых теплопоступлений
63
Температура воды на подаче
Температура воды на подаче
По формулам (2.12), (2.13) найдем температуры подаваемой и
обратной воды в системе отопления, результаты расчетов сведем в
табл. 2.4 и 2.5, и отобразим в виде графиков (рис. 2.10 и 2.11).
Таблица 2.4
Температуры подаваемой и обратной воды в системе отопления с
учетом бытовых теплопоступлений
Температура наружного
воздуха, °С
-23 90,00 70,00
-20 85,33 66,93
-15 77,39 61,65
-10 69,22 56,15
-5 60,76 50,36
0 51,93 44,19
5 42,54 37,48
8 36,51 33,04
в систему отопления, °С
Температура воды на возвра-
те из системы отопления, °С
Таблица 2.5
Температуры подаваемой и обратной воды в системе отопления
без учета бытовых теплопоступлений
Температура наружного
воздуха, °С
-23 90,00 70,00
-20 85,61 67,08
-15 78,17 62,07
-10 70,53 56,87
-5 62,65 51,43
0 54,48 45,70
5 45,91 39,56
8 40,49 35,61
в систему отопления, °С
Температура воды на возвра-
те из системы отопления, °С
64
t, С
-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
Температура воды
на подаче в
систему отопления
Температура воды
на возврате из
системы отопления
0
tн, С
Рис. 2.10. Температуры подаваемой и обратной воды в системе отопления с
учетом бытовых теплопоступлений
t, С
-30 -20 -10 0 10
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
Температура в оды
на подаче в
сист ему от опления
Температура в оды
на возв рате из
сист емы
отопления
0
tн, С
Рис. 2.11. Температуры подаваемой и обратной воды в системе отопления без
учета бытовых теплопоступлений
Контрольные вопросы к главе 2
1. Теплопотери помещения, структура теплопотерь.
65
2. Трансмиссионные теплопотери.
3. Добавочные теплопотери.
4. Теплопотери на нагрев инфильтрационного воздуха.
5. Коэффициент теплопередачи ограждения и термическое сопротивление ограждения.
6. Правила обмера вертикальных ограждений.
7. Правила обмера горизонтальных ограждений.
8. Расчет основных теплопотерь через ограждение.
9. Расчет добавочных теплопотерь через ограждения.
10. Расчет затрат тепла на нагрев инфильтрационного воздуха.
11. Типовые помещения в здании, отличия структуры теплопотерь ти-
повых помещений.
12. Доля теплопотерь по типам в различных типовых помещениях.
13. Характер изменения трансмиссионных теплопотерь в отопитель-
ном периоде.
14. Характер изменения полных теплопотерь в отопительном периоде.
15. Качественное регулирование теплоотдачи отопительных приборов.
16. Зависимость теплоотдачи отопительных приборов от температуры
подаваемой воды.
17. Определение требуемой температуры подаваемой в отопительный
прибор воды.
18. Определение температуры возвращаемой из отопительного прибо-
ра воды.
19. Причины неравномерности изменения теплопотерь в отопительном
периоде.
20. Причины неравномерности изменения температуры подаваемого
теплоносителя систем отопления в отопительном периоде.
66
3. Годовое потребление тепла и холода системами
вентиляции и кондиционирования воздуха
До настоящего времени в проектной практике, как правило, определялись только расчетные максимальные нагрузки на системы вентиляции и кондиционирования воздуха, годовые расходы энергии на
комплекс систем инженерного обеспечения зданий не нормировался.
Определение годового расхода тепла или холода СВ или СКВ
сводится к интегрированию зависимости от времени года потребляемой мощности. Последняя величина является функцией теплосодержания наружного воздуха, т. к. тепло и искусственный холод расходуются только на обработку наружного воздуха. Среди многообразия
моделей представления годового изменения параметров наружного
воздуха можно выделить две группы [13].
Первый вид моделей строится на описании годового хода параметров средних за месяц. Модели представляются в табличной форме
или описываются аналитически. Разновидностью подобной модели
наружного климата является так называемый представительный год,
использование которого получило широкое распространение за рубежом.
Второй вид представления климатической информации использует обработку срочных измерений в виде функций распределения
параметра. Функции распределения задаются в табличной форме, в
виде графиков или аппроксимируются аналитическими зависимостями. Такой вид представления климата встречает определенные трудности. Во-первых, требуется сложная обработка метеоданных, вовторых, возникает трудность принципиального характера, которая состоит в необходимости оперировать двухмерным распределением параметров. При этом неизбежно привлечение громоздкого математического аппарата, который к тому же строится на существенных допущениях в постановке задачи. Вместе с тем второй вид модели климата
имеет несомненное преимущество перед первым, состоящее в том, что
в информации о параметре заложен весь диапазон его изменения.
При осреднении параметров наружного воздуха имеющийся
диапазон изменения параметров сокращается, что представляет недостаток первой модели. Однако осреднение исключает разного рода помехи и позволяет выделить основную закономерность изменения параметра во времени, вытекающую из физической сущности процессов,
формирующих параметр. Это является определенным преимуществом
первой модели. Но главное ее преимущество состоит в простоте пред-
67
т ср,т т
1 2
А К К
х ср,х х
1 2
А К К
т ср,т э.т
1 2
А К К
х ср,х э.х
1 2
А К К
ср,т ср,х ср,т ср,х
t t I I
т х э.т э.х
A A A A
ставления функций времени параметров, а также в большом объеме
доступных данных.
3.1. Расчет годового потребления тепла и холода
системами вентиляции и кондиционирования воздуха
Определение годовой потребности в тепле и холоде системами
вентиляции и кондиционирования воздуха производится по методике,
изложенной в [14] с учетом климатических данных, представленных в
[3].
Расчетными величинами, характеризующими параметры воздуха, поступающего в агрегат обработки воздуха, принимаются температуры (для систем вентиляции) и удельные энтальпии воздуха (для систем кондиционирования воздуха), как наиболее полно определяющие
термодинамические параметры воздуха тепломасообменных процессах.
Годовые расходы теплоты и электроэнергии для систем вентиляции (СВ), кондиционирования воздуха (СКВ) и холода для СКВ рассчитываются для рабочей смены или части суток (далее смены) с последующим суммированием при работе систем в две или большее число смен.
Расчетные средние параметры наружного воздуха за время работы систем в теплый и холодный периоды года определяются:
а) температура, °С, и удельная энтальпия, кДж/кг, наружного
воздуха:
где
, , ,
– средняя температура воздуха самого жаркого
= +
= +
и холодного месяцев, определяемая по [3], и средняя энтальпия самого
жаркого и холодного месяцев года, определяемая по приложению 1 к
[14];
, , ,
– средняя амплитуда температуры, °С, и энталь-
пии, кДж/кг, самого жаркого и холодного месяцев в году, определяемая для температуры по приложению [3], а для энтальпии по приложению 1 к [14];
= +
= +
0,5t t
0,5t t
0,5I I
0,5I I
, (3.1)
, (3.2)
, (3.3)
, (3.4)
68
1
К
2
К
1
К
2
К
1
К
2
К
(
)
г ср,г т х
1 2
А А К К
(
)
г ср,г э.т э.х
1 2
А А К К
ср,г
t
ср,г
I
п к
1 3 4
Q nmcG t M K K
к
t
∆
к п х
t t t
∆ = −
(
)
к п рц п х п
t t t G G t G G
– коэффициент, определяемый по табл. 3.1 в зависимости от
продолжительности работы систем в течение суток;
– коэффициент, определяемый по табл. 3.1 в зависимости от
времени, приходящегося на середину суточного периода работы системы.
Таблица 3.1
Значения коэффициентов:
ч и
– для времени середины продолжительности работы [14]
– для продолжительности работы в
Коэффициенты
4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
0,95 0,9 0,83 0,74 0,64 0,53 0,41 0,3 0,19 0,09
-0,97 -0,71 -0,26 0,6 0,71 0,97 0,97 0,71 0,26 -0,26
Продолжительность работы системы в сутки
б) средняя за время работы систем в году температура и энтальпия наружного воздуха:
где
= + +
= + +
,
– среднегодовая температура и энтальпия, определяе-
0,25t t
0,25I I
, (3.5)
, (3.6)
мые соответственно по [3] и приложению 1.
Годовой расход теплоты на нагревание приточного воздуха для
прямоточной СВ, работающей в одну смену, кДж/г:
0,143
= ∆
(3.7)
где n - число рабочих дней в неделе;
m - продолжительность смены, ч;
с - удельная теплоемкость воздуха, равная 1,005 кДж/кг°С;
Gп - максимальный расход приточного воздуха, кг/ч; для СВ, ра-
ботающей с переменным расходом за Gп принимается средний расход
воздуха за холодный период года; для систем, работающих с рециркуляцией, кроме Gп учитывается минимальный расход наружного воздуха G, кг/ч, см. формулу (3.9);
- разность температур воздуха до и после подогрева в самый
холодный месяц года, определяемая по формулам:
а) для прямоточной СВ
(3.8)
б) для СВ с применением рециркуляции
∆ = − − +
1
(3.9)
69
(
)
0,5
к,г г х
t t t
∆ = −
()(
)
∆ = − + − − + =
3
K
4
K
3
K
4
K
1 1 3
N M nmK
где tх - температура наружного воздуха в холодный период года,°С,
определяется по формуле (3.2);
tп - средняя температура приточного воздуха в самый холодный
период года;
tрц - температура рециркулирующего воздуха в холодный период
года;
G, Gп - расход наружного и приточного воздуха, кг/ч;
M1 - длительность периода потребления теплоты воздухонагревателем СВ, суток;
182,5M t t= ∆ ∆
1
к к,г
(3.10)
где Δtк - по формуле (3.8) или (3.9);
Δt
Δt
для прямоточной СВ
к,г
(3.11)
для СВ с рециркуляцией воздуха принимается как разность
к,г
температур:
а) смеси рециркулирующего воздуха с наружным при среднегодовой температуре tг;
б) смеси рециркулирующего воздуха с наружным при средней
температуре самого холодного месяца tх;
Δt
определяется по формуле:
к,г
к,г рц п г п рц п х п
t t G G
= −
( )
1 1t t G G t G G t G G t G G
(3.12)
г х п
К3 и К4 - коэффициенты, определяемые по табл. 3.2 в зависимости от длительности периода потребления теплоты.
Таблица 3.2
Значения коэффициентов
и
для определения
продолжительности периода потребления теплоты или холода в
сутках [14]
Коэффициенты
Продолжительность периода потребления теплоты или холода в году,
суток
30* 60 90 120 150 180 210 240 270 300
0,9 0,91 0,92 0,94 0,97 1 1,04 1,08 1,14 1,21
1 0,65 0,65 0,65 0,65 0,64 0,62 0,61 0,59 0,57
* и менее суток
Число часов работы воздухонагревателя в течение года определяется по формуле:
0,143
=
(3.13)
70
п к
2 3 4
Q nmG I M K K
m
п
G
п
G
п
G
3 4
,
K K
к
I
∆
к ф,х х
I I I
∆ = −
G G
G G
ф,х
I
х
I
рц
I
2
M
0,5
к
I
∆
к.г
I
∆
к.г г х
I I I
∆ = −
где M1, n, m - как для формулы (3.7).
Годовой расход теплоты на первый подогрев воздуха для прямоточной СКВ и при применении рециркуляции:
0,143
= ∆
, (3.14)
где n – число рабочих дней в неделе;
работающей с переменным расходом за
– продолжительность смены, ч;
–- максимальный расход приточного воздуха, кг/ч; для СКВ,
принимается средний рас-
ход воздуха за холодный период года; для систем, работающих с рециркуляцией, кроме
учитывается минимальный расход наружного
воздуха G, кг/ч;
– коэффициенты, определяемые по табл. 3.2 в зависимо-
сти от длительности периода потребления теплоты;
– разность энтальпий воздуха в самый холодный месяц года,
кДж/кг:
для прямоточной СКВ:
, (3.15)
для СКВ с применением первой рециркуляции:
где
I I I I
∆ = − − +
к ф,х рц х
– энтальпия воздуха на выходе из форсуночной камеры или
1
п п
, (3.16)
воздухонагревателя в холодный период года, кДж/кг;
– энтальпия воздуха на входе в воздухонагреватель в самый
холодный месяц года;
– энтальпия рециркуляционного воздуха в самый холодный
месяц года;
– длительность периода потребления теплоты воздухонагре-
вателем СКВ, суток
I
∆
– по формулам (3.15) или (3.16);
– среднегодовая разность энтальпий:
M
2
182,5
=
к
, (3.17)
I
∆
к.г
для прямоточной СКВ:
; (3.18)
для СКВ с применением первой рециркуляции:
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]