3 Определение тепловой нагрузки на отопление

(дл чего нужно отопления для нашей страны)В практике энергетиков часто возникает необходимость выявить ориентировочную тепловую мощность системы отопления проектируемых зданий и сооружений, чтобы определить тепловую мощность и источника теплоты при централизованном теплоснабжении, заказать основное оборудование и материалы, определить годовой расход топлива, рассчитать стоимость системы теплоснабжения, генератора теплоты и для решения других народно хозяйственных задач.

Для оценки теплотехнических показателей принятого конструктивно-планировочного решения расчет потерь теплоты ограждения здания сводится к определению удельной тепловой характеристики здания, q_уд, Вт/(м³∙° С), численно равной теплопотерям 1 м³ здания в Вт при разности температур внутреннего и наружного воздуха (t_int – t_ext), °C.

3.1 Теплопотери через ограждающие конструкции

Ориентировочное значение теплопотерь через ограждающие конструкции здания определяют при оценке нагрузок тепловых сетей и станций [7. формула 2.1]:

Q₀=a ∙q_уд ∙V_н ∙ (t_int –t _ext), (4)

где Q₀ – ориентировочное значение теплопотерь через ограждающие конструкции здания, Вт;

а – коэффициент учета района строительства здания определенный по формуле [7, формула 2.2]:

(5)

где q_уд – удельная тепловая характеристика здания, Вт/(м³∙°С), соответствующая расчетной разности температур для основных помещений;

(t_int – t_ext) – расчетная разность температур внутреннего воздуха для основных помещений и наружного воздуха соответственно;

V_н – объем отапливаемой части здания по внешнему обмеру, м³, (высоту отсчитывают от уровня земли).

Если принять, что теплопотери на инфильтрацию приблизительно компенсируются тепловыми и технологическими теплопоступлениями, а также исходить из предельно допустимых дополнительных потерь в системе отопления, то установочная мощность системы отопления по укрупненным показателям может быть принята равной [7, формула 2.3]:

Q₀=1,07∙ a ∙q_уд Vн (t_int – t_ext), (6)

3.2 Первый метод – По табличным значениям и наружному объему.

По формуле (5):

a=0,54+22/(21+31)=0,971

Вычисление наружного объема, .

Параметры здания берутся из приложения А и Б

Площадь одного подъезда жилого дома S, (м );

S=209,3 (м )

Высота зданий, Н, (м);

H₅=18.25 (м)

H₉=30.25 (м)

H₁₂=39.25 (м)

Объем, V_н жилых зданий

V_н=Н_i∙S∙n (м ) (7)

где n количество подъездов в доме

V_н5=209,3∙18,25∙3=11460 (м )

V_н9=18990 (м )

V_н12=8215 (м )

Установочная мощность системы отопления по укрупненным показателям, , (Вт) дли жилых девятиэтажных зданий, по формуле (6)

(Вт)

Аналогично расчеты произведены для остальных типов зданий, результаты сведены в таблицу 3.

Таблица 3 – Расчет по первому методу для одного здания

Тип здания	Площадь, (м )	Высота здания, (м)	Объем, (м )	tint, (°С )	q уд, Вт/(м3 °С)	Q0 , (Вт)
9эт	627.9	30.25	18990	20	0.5	5.034
5эт	627.9	18.25	11460	20	0,547	3.322
12эт	209.3	39.25	8215	20	0,477	2.077
Административные здания			4836	18	0,43	1.059
Кинотеатры			8780	14	0,372	1.528
Театры			38190	15	0,314	5.733
Детские сады			3870	20	0,442	0.907
Школы			8202	16	0,407	1.631
Поликлиники			4825	20	0,465	1.189
Больницы			4618	20	0,465	1.138
Гостиницы			4536	18	0,407	9.402

3.3 Второй метод – По площади и доле остекления.

Определение q_уд вторым методом

Удельная тепловая характеристика здания, q_{уд ,} Вт/(м³ °С), может быть ориентировочно найдена по формуле [7, формула 2.4]:

(8)

где d – доля остекления стен здания;

d=S_окон/A

А – площадь наружных стен здания, м²;

S – площадь здания в плане, м²

^{Vн – объем отапливаемой части здания по внешнему обмеру, м3}

Кол-во этажей, (шт.)	Кол-во подъездов, (шт.)	Кол-во окон, (шт.)	Площадь окон	S, площадь здания в плане	A, площадь наружных стен здания	d, Доля остекления	V, объем здания
5	3	150	450	627.9	2923.65	0.154	11460
9	3	270	810	627.9	4845	0.167	18990
12	1	120	360	209.3	2096	0.172	8215

Таблица 4 – Теплотехнические характеристики жилых зданий

По формуле (8):

q_уд5 = 1,16∙ ((1+2∙0,154) ∙2923.65+627.9)/11460 = 0.193 Вт/(м³ °С),

q_уд9 = 1,16∙ ((1+2∙0,167) ∙4845+627.9)/18990 = 0.17 Вт/(м³ °С),

q_уд5 = 1,16∙ ((1+2∙0,172) ∙2096+209.3)/8215 = 0.427 Вт/(м³ °С).

3.4 Третий метод – По формуле Ермолаева.

Удельная тепловая характеристика, q_уд здания любого назначения, более точно может быть определена по формуле, предложенной Н.С. Ермолаевым

[7, формула 2.5 ]:

(10)

где P, S, H – соответственно периметр, площадь, высота здания

К_нс, К_ок, К_пт, К_пл – коэффициенты теплопередачи наружных стен, окон, перекрытий

Таблица 5 – Требуемые величины к расчету по методу Ермолаева

Кол-во этажей	P , м	S, м2	H, м3	Kн.c.	Kо.б.	Кн.п.	Кч.п.
5	160.2	627.9	18.25	0,307	1,769	0,233	0,233
9	160.2	627.9	30.25	0,307	1,769	0,233	0,233
12	53.4	209.3	39.25	0,307	1,769	0,233	0,233

q_уд5=1,08∙ (160.2/627.9∙ (0,307 + 0,154(1,769 – 0,307))+(0,9∙0,233 + 0,6∙0,233)/18.25)=0.167 Вт/(м³ °С)

q_уд9=1,08∙ (160.2/627.9∙ (0,307 + 0,167(1,769 – 0,307))+(0,9∙0,233 + 0,6∙0,233)/ 30.25)=0.163 Вт/(м³ °С),

q_уд12=1,08∙ (53.4/209.3∙ (0,307 + 0,172(1,769 – 0,307))+(0,9∙0,233 + 0,6∙0,233)/39.25)=

=0,164 Вт/(м³ °С),

Таблица 6 – Сравнение удельной тепловой характеристики здания, q_уд, Вт/(м³ °С)

Количество этажей	qуд
	первый метод Вт/(м3 °С)	второй метод Вт/(м3 °С)	метод Ермолаева Вт/(м3 °С)
5	0,547	0,193	0,167
9	0,5	0,17	0,164
12	0,477	0,427	0,163

Вывод. При расчете удельной тепловой характеристики здания, наименьший результат получен при использовании метода Ермолаева, так как этот метод рассчитан на энергосберегающие здания. Не все расчетные здания могут соответствовать данным требованиям , поэтому дальнейший расчет произведен по первому методу.