Содержание

1. Исходные данные

2. I раздел. Расчет теплофизических характеристик наружного ограждения

3. II Раздел. Расчет теплопотерь квартиры

4. III Раздел. Расчет нагревательных приборов

5. Список использованной литературы

Исходные данные

1. Место строительства: Воронеж

2. Средняя расчетная температура

   1. наиболее холодной пятидневки года с обеспеченностью 0.92= -26С

   2. отопительного периода = -3.1С

3. Продолжительность отопительного периода со средней суточной температурой менее 8С = 196

4. План квартиры М1:100, 6 этажей

5. Оконные блоки: двойное остекление в раздельных переплетах

6. Расчетная температура воздуха в помещениях

1. Жилые комнаты 22С

2. Кухни 15С

3. Коридоры 16С

4. Ванная и туалет 25С

7. Влажностный режим помещения : нормальный

8. Расчетная относительная влажность внутреннего воздуха:  =55%

9. Условия эксплуатации ограждающих конструкций : А

10. 2

    Конструкции наружной стены

1. Г

   30

   200

   а

   3

   1

   ипсокартон ɤ = 800 кг/м³

2. Г азобетон ɤ = 600 кг/ м³

3. Пенополистирол ɤ=40 кг/м³

1. λ = 0.19 Вт/(мС)

2. λ = 0.22 Вт/(мС)

3. λ = 0.041 Вт/(мС)

11. Этаж квартиры: верхний

12. Перекрытие чердачное с кровлей из рулонных материалов

Раздел I. Расчет теплофизических характеристик наружного ограждения.

Теплопередачей называется перенос тепла от одной жидкой или газовой среды к другой через твердую поверхность.

Теплопередача включает в себя 3 вида теплообмена:

1. Теплопроводность

2. Конвекция

3. Излучение

Схему теплопередачи через трехслойную стенку можно представить следующим образом:

₁

₂

₃

t_в

t₁

λ₁

λ₂

λ₃

t₂

t₃

t₄

t_н

q→

где δ₁, δ₂, δ₃ – толщина соответствующего слоя стены,

λ₁, λ₂, λ₃ – теплопроводность слоев стены,

t_в – температура воздуха в помещении,

t₁ – температура внутренней поверхности стены,

t₂ – температура на границе первого и второго слоев стены,

t₃ – температура на границе второго и третьего слоев стены,

t₄ – температура наружной поверхности стены,

t_н – температура наружного воздуха.

Удельный тепловой поток от воздуха помещения к воздуху улицы одинаков для любого слоя стены. Теплопередача от внутреннего воздуха к внутренней поверхности происходит путем теплообмена, который описывается формулой:

q=α_в*(t_в-t₁)

где q – удельный тепловой поток;

α_в – коэффициент теплообмена между воздухом помещения и

внутренней поверхностью стены;

t_в-t₁ – температурный напор от воздуха помещения к стенке.

Тепло от воздуха к стене передается двумя путями:

1. Путем конвекции за счет того, что теплые частицы воздуха подходят к стенке и отдают свое тепло ей.

2. Путем излучения от более теплых предметов и от людей к внутренней поверхности стены.

α_в=α_к+α_л,

где α_к и α_л – коэффициенты теплообмена конвекцией и излучением соответственно.

Для случая теплообмена помещения со стеной коэффициенты конвекции и излучения примерно одинаковы и равны

α_к= α_л=50% α_в.

(t_в-t₁) называется температурным напором от воздуха помещения к стенке.

Внутри стенки тепло передается путем теплопроводности, процесс которой описывается следующей формулами:

- для первого слоя стены: q=λ₁/δ₁*(t₁-t₂);

- для второго слоя стены: q=λ₂/δ₂*(t₂-t₃);

- для третьего слоя стены: q=λ₃/δ₃*(t₃-t₄).

Теплообмен наружной поверхности стены с уличным воздухом :

q=α_н*(t₄-t_н),

где α_н – коэффициент теплообмена наружной поверхности стены и уличного воздуха, поскольку на улице часто бывает ветер теплообмен между стеной и уличным воздухом гораздо интенсивнее теплообмена , между воздухом комнаты и стеной α_н>α_в.

Соответственно и доли тепла переносимые от стены к уличному воздуху меняются

α_к=80%α_н,

α_л=20%α_н.

Решим все 5 уравнений относительно температурных напоров:

1. t_в-t₁=q/α_в

2. t₁-t₂=q*δ₁/λ₁

3. t₂-t₃=q*δ₂/λ₂

4. t₃-t₄=q*δ₃/λ₃

5. t₄-t_н=q/α_н.

Сложим между собой все 5 последних уравнений получим в левой части:

t_в- t₁+ t₁- t₂+ t₂- t₃+ t₃- t₄+ t₄- t_н = t_в- t_н

в правой части:

q(1/ α_в + δ₁/λ₁ + δ₂/λ₂ + δ₃/λ₃ + 1/ α_н.)

Каждый из членов стоящих в скобках в правой части называется тепловым или термическим сопротивлением – R.

R_в=1/α_в тепловое сопротивление между воздухом комнаты и внутренней стеной.

R₁=δ₁/λ₁ тепловое сопротивление 1-го слоя стены

R2=δ₂/λ₂ тепловое сопротивление 2-го слоя стены

R₃=δ₃/λ₃ тепловое сопротивление 3-го слоя стены

R_н =1/α_н тепловое сопротивление между наружной стеной и окружающим средой

Сумма тепловых сопротивлений обозначается R₀ – общее сопротивление стенки. Чем больше сопротивление стенки, тем меньше тепла уйдет из помещения в окружающую среду:

R₀=(R_в+R₁+R₂+R₃+R_н).

Рассчитаем составляющие общего теплового сопротивления заданной стенки:

R_в=1/α_в=1/8.7 =0.115 м²С/Вт

R₁=δ₁/λ₁=0.03/0.19=0.158 м²С /Вт

R₂=δ₂/λ₂=0.2/0.22=0.909 м²С /Вт

R_н=1/α_н=1/23=0.0435 м²С /Вт.

Таким образом, формула описывающая теплопередачу через трехслойную стенку примет вид:

t_в-t₁=q*R₀

или

q=(t_в-t_н)/R₀.

Величина обратная общему термическому сопротивлению стенки обозначается «k» и называется коэффициентом теплопередачи.

Для обеспечения необходимого температурного режима в помещении необходимо выполнить следующие условия:

 ,

где - общее фактическое сопротивление стенки,

- требуемое общее сопротивление стенки.

Требуемое общее сопротивление стенки можно определить двумя способами:

1. По санитарно-гигиеническим и комфортным условиям, в соответствии с которыми разность температур t_в-t₁ 4°C.

По этому способу требуемое тепловое сопротивление определяется по формуле:

=n*(t_в-t_н⁵)/(t_в-t₁)*α_в,

где n – коэффициент, учитывающий ориентацию стен определяется по таблице 3 «Теплотехнического СНиПа».

Расчетная температура воздуха в помещении t_в=22°С

α_в=8.7 Вт/м²*С,

–средняя температура наружного воздуха в течение наиболее холодной пятидневки, -26°С.

(t_в-t₁) = 4С

=1*(22-(-26))/4*8.7=1.379 (м²С)/Вт

2. По условию энергосбережения, основанному на использовании продолжительности отопительного периода и средней климатической температуры во время этого периода.

ГСОП=(t_в-t₀)*Z_от.пер.,

где ГСОП – градусо-сутки отопительного периода,

t_в – расчетная температура воздуха в помещении,

t₀ – средняя климатическая температура в течении отопительного периода,

Z_от.пер. – продолжительность отопительного периода.

ГСОП=(22-(-3.1))*196=4919.6 °С/сутки

По полученному значению ГСОП, используя таблицу 2[5] с помощью интерполяции определим требуемое термическое сопротивление по второму способу:

ГСОП	2000	4000	6000	8000
, [(м2С)/Вт]	2.1	2.8	3.5	4.2