2 .4. Визначення витрат теплоти в залежності від температури зовнішнього повітря

Річні витрати тепла тим або іншим тепловикористовуючим об'єктом при змінних погодинних витратах тепла протягом року можна визначити не тільки аналітично (по формулах), але і графоаналітичним методом шляхом побудови графіка повторюваності погодинних витрат тепла протягом року. Такі графіки необхідні також для вирішення ряду питань централізованого теплопостачання: вибору устаткування джерела тепла, вибору режиму завантаження і графіка ремонту цього устаткування, вибору параметрів теплоносія (при ТЕЦ) і т.п.

Для побудови такого графіка випишемо з кліматологічних таблиць кількість годин стояння різних зовнішніх температур для м. Чигирин. Виписку ведемо з інтервалом температур 5—10°С, включаючи в інтервал тривалість стояння даної температури і температур нижче за неї, в годинах. У перший інтервал входить тривалість стояння розрахункової температури для опалення і температур, нижчих за неї. Інтервали та кількість годин стояння різних зовнішніх температур наведені в табл. 2.4.

Таблиця 2.4

Температурний інтервал, оС	Середня температура інтервалу, оС	Тривалість стояння температур інтервалу, годин	Q0, МВт	QГВ, МВт	Q∑, МВт
-24,9...-20,0	-22,5	87	0,362	0,162	0,524
-19,9...-15,0	-17,5	396	0,318	0,162	0,480
-14,9...-10,0	-12,5	176	0,273	0,162	0,435
-9,9...-5,0	-7,5	467	0,228	0,162	0,390
-4,9...0	-2,5	954	0,183	0,162	0,345
+0,1...+5,0	+2,5	1676	0,139	0,162	0,301
+5,1...+8,0	+6,5	1001	0,103	0,162	0,265

Д ля побудови графіку змін теплових навантажень та графіку витрати теплоти відповідно тривалості опалювального періоду проведемо вісь абсцис і вісь ординат (мал.2.1). Зліва від осі ординат будуємо графік залежності від зовнішньої температури погодинних витрат тепла – окремо за видами теплоспоживання, а потім для сумарної витрати тепла. Праворуч від осі ординат на осі абсцис відкладаємо рівні відрізки, що відповідають певній кількості годин в році. Після цього будуємо сам графік.

Спочатку будуємо графік зміни витрат теплоти (ліва частина графіку).

Графік зміни витрат (потоків) теплоти на опалення Q_о в залежності від температури зовнішнього повітря t₃ являє собою пряму лінію, яка описується формулою:

Qо = Qоmax	tвн- tз	, МВт
	tвн- tро

де, Q_оmax – максимальний тепловий потік на опалення, МВт;

t_вн – розрахункова температура внутрішнього повітря ºС;

t_ро – розрахункова температура при проектуванні опалення ºС, що відповідає середній температурі найхолоднішої п'ятиденки місяця;

t_з – поточна температура зовнішнього повітря ºС.

Витрата теплоти на централізоване гаряче водопостачання в опалювальний період не залежить від температури зовнішнього повітря, тому графік відпуску теплоти на гаряче водопостачання являє собою пряму, паралельну осі температур з ординатою Q_{гв.max.оп}, а для неопалювального періоду ( при t_з ≥+8ºС) – з ординатою Q_гв.max.л .

Максимальний тепловий потік на гаряче водопостачання влітку знаходиться за формулою:

Qгв.max.л = Qгв.max ∙β∙	55-15	, МВт
	55-5

д е β – коефіцієнт, який враховує зміну середньої витрати гарячої води в неопалювальний період, порівнюючи з опалювальним періодом; для житлово-комунального сектора приймається β =0,8.

На осі абсцис правої частини графіка знаходимо позначку, відповідну тривалості стояння зовнішніх температур від t_з < t_ро до t_ро (для м. Чигирин це буде 8 год.), і від цієї позначки проведемо ординату до перетину її з горизонтальною лінією, що відповідає сумарній розрахунковій погодинній витраті тепла. Одержану точку перетину позначимо буквою Р0. Потім на осі абсцис лівої частини графіка позначимо точкою А1 зовнішню температуру t= –17,5°С, і від цієї позначки проведемо ординату до перетину з лінією сумарної погодинної витрати тепла. Від одержаної точки перетину В1 проводимо у бік правої половини графіка горизонтальну лінію рівних погодинних витрат тепла. Потім на правій частині осі абсцис позначимо наступну тривалість стояння зовнішніх температур і від цієї позначки проведемо ординату до перетину з горизонтальною лінією рівних погодинних витрат. Одержану точку перетину позначимо літерою Р1. Далі аналогічним способом з інтервалом в 5°С знаходяться точки, відповідні вищим зовнішнім температурам. Наостанок в правій частині графіка проведемо горизонтальну лінію, відповідну літній годинній витраті тепла, до перетину з ординатою, відповідній загальній розрахунковій кількості годин у році: год=8400 год. Одержану точку перетину позначимо літерою Р6. З'єднавши кривою точки Р, одержимо графік повторюваності витрат тепла. Площа фігури, що утворилася, обмеженої осями координат і одержаної кривої витрат тепла, виражає у відповідному масштабі річну витрату тепла.

Якщо складну фігуру на графіку, що виражає річну витрату тепла, замінити рівновеликим за площею прямокутником з довжиною, відповідною загальній кількості годин роботи системи теплопостачання, то висота такого прямокутника відповідатиме середньогодинній витраті тепла за рік.