2 Тепловая нагрузка

1. Классификация тепловой нагрузки и потребителей тепла

Потребление энергии в виде тепла занимает первое место, что обусловлено его относительной дешевизной, хотя доля капиталовложений в системы теплоснабжения составляют до 25% от общей стоимости строительства. Велики и эксплутационные расходы.

В системе централизованного теплоснабжения различает три стадии:

1) Подготовка теплоносителя в источнике тепла (котельная, ТЭЦ);

2) Транспорт теплоносителя в тепловой сети;

3) Потребление (использование) тепла.

Потребители тепла определяют параметры теплоносителя и режим теплопотребления.

Основные потребители тепла:

1. Теплоиспользующие установки санитарно-технических систем, зданий (отопление, горячее водоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха);

2. Технологическое теплопотребление, т.е. использование низкотемпературного тепла для промышленных целей (250 – 300 ⁰С) – тепловые технологические аппараты и устройства – подогреватели, сушилка, выпарители и теплофикационные аппараты;

3. Силовые технологические агрегаты – прессы, молоты, ковочные машины, турбокомпрессоры, паровые насосы;

4. Технологические процессы – обдувка паром увлажнение, пропарка древесины, консервирование.

Потребляемое абонентом (потребителем) тепло есть тепловая нагрузка источника тепла. Величина и график технологической нагрузки зависит от профиля производства и режима работы его оборудования.

Нагрузка горячего водоснабжения зависит от благоустройства жилых и общественных зданий, от режима рабочего дня коммунально-бытовых предприятий.

2. Тепловая нагрузка отопления

По характеру протекания во времени: сезонная и круглогодовая нагрузка.

Сезонная: её изменение зависит от температуры наружного воздуха, направления и скорости ветра, солнечного излучения, влажности воздуха. Основную роль играет наружная температура. Сезонная нагрузка имеет постоянный суточный график и переменный годовой график нагрузки. К ней относят – отопление, вентиляцию, кондиционирование воздуха. Отопление и вентиляция – зимняя тепловая нагрузка.

Круглогодовая: это технологическая нагрузка и горячее водоснабжение. Слабо зависит от температуры наружного воздуха, имеет переменный суточный характер. Летние нагрузки меньше зимних, т.к. температура перерабатываемого сырья больше и меньше потери теплопроизводств.

При проектировании и эксплуатации систем теплоснабжения необходимо выяснить:

• Максимальную расчетную тепловую нагрузку.

• Характер изменения тепловой нагрузки в течение суток и в течение года (суточный и годовой график).

• График тепловой нагрузки по продолжительности.

• Параметры состояния теплоносителя (горячая вода и пар низких параметров).

Системы отопления, вентиляции, кондиционирования должны обеспечивать в помещении требуемые санитарно-гигиенические условия и чистоту воздуха.

Условия теплового комфорта – установлены СНИПом:

Температура воздуха	20 – 220С
Влажность	30 – 45%
Скорость движения воздуха	0,10 – 0,15 м/с

Условия теплового равновесия здания:

Q = Q_T + Q_И = Q₀ + Q_ТВ (4)

где Q – суммарное тепловыделение;

Q_T – теплопотери теплопередачей через наружные ограждения;

Q_И – теплопотери теплопередачей инфильтрацией из-за поступление в помещение через неплотности наружных ограждений холодного воздуха;

Q₀ – подвод теплоты в здание через отопительную систему;

Q_ТВ – внутренние тепловыделения.

Также:

Q = Q_T(1+) (5)

здесь  = Q_И/Q_T – коэффициент инфильтрации.

Отопительная характеристика для различных типов зданий приведена в специальной литературе или может быть посчитана:

(6)

За расчетную температуру воздуха при отоплении принимают значение температуру равную температуре средней наиболее холодной пятидневке, взятой из 8^и холодных зим за последние 50 лет (Донецк t = – 24 ⁰С, Луганск t=-23 ⁰С, Москва t = - 25⁰С).

Внутренняя температура в помещениях, определенная СНИПом:

Жилье, общественные здания, гостиницы	+180С
Учебные заведения, клубы	+160С
Магазины, театры	+140С
Поликлиники, детские учреждения	+200С
Бани	+250С

Для хорошего самочувствия максимальная разность температур по помещению не должна быть больше 5⁰С.

При определении количества тепла на отопление, учитывают остекление зданий, которое характеризуется коэффициентом остекления:

(7)

где F_стен – суммарная площадь вертикальных стен.