2. Расчет тепловой мощности системы отопления

Тепловая мощность системы отопления Q_h.sum, Вт, определяется как максимальная разность между потерями теплоты и тепловыделениями в сооружении в конкретный момент времени:

где Q_h.l - теплопотери здания, Вт;

Q_int - тепловыделения в помещениях здания, Вт.

Теплопотери в помещениях в общем виде слагаются из потерь теплоты через ограждающие конструкции Q_k , теплозатрат на нагревание инфильтрующегося через щели и неплотности в ограждениях воздуха Q_inf , а также на нагрев материалов, оборудования и транспорта, поступающих снаружи Q_ext.

Теплозатраты на нагрев холодного воздуха, при открывании наружных дверей и ворот, учитываются как добавочные к теплопотерям через ограждающие конструкции.

Таким образом, (2.1.1)

2.1. Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции помещений

Тепловые потери через ограждающие конструкции принято называть основными, они рассчитываются для каждого отапливаемого помещения в отдельности и складываются из теплопотерь через конструкции, перепад температур воздуха по обе стороны которых превышает 3°С. Если в помещении поддерживается пониженная температура, то данный тепловой поток учитывается как теплопоступление в помещение.

Расчет основных теплопотерь производится по формуле:

(2.2)

где k - коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м²·К), равный

(2.3)

R_o - общее сопротивление теплопередаче ограждения (см. п.п. 1.1, 1.2), (м²·К)/Вт;

А - расчетная площадь ограждающей конструкции, м², определяем по плану этажа;

t_int^des -расчётная температура воздуха в помещении, ⁰С, принимается по приложению I [2];

t_ext^des - расчётная температура наружного воздуха для расчета теплопотерь, °С, для систем отопления наружная температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92, табл. 1* [4];

n - коэффициент, учитывающий положение рассчитываемой поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху, табл. 6 [5];

b - коэффициент добавочных теплопотерь в долях от основных, принимается по приложению 9 [8].

2. Теплопотери на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха

1. Расход теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха за счет действия гравитационного и скоростных напоров определяется по формуле:

, Вт (2.4)

где - расход инфильтрующегося воздуха через ограждающие конструкции помещения, кг/ч;

с - удельная теплоемкость воздуха, с=1 кДж/(кг·К);

k - коэффициент учета влияния встречного теплового потока в конструкциях, определяется по данным таблицы 6 [1].

Для пластиковых окон и балконных дверей нашего здания принимаем k=1.

Расход инфильтрующегося воздуха равен:

, кг/ч (2.5)

где G_F , G_m – расходы инфильтрующегося воздуха, поступающего в помещение соответственно через окна и балконные двери, через наружные стены, кг/ч;

(2.6)

здесь – нормативная воздухопроницаемость окон и балконных дверей, кг/(м³·ч), определяется по таблице 11 [5];

Для пластиковых окон и балконных дверей нашего здания принимаем =5.

– площадь поверхности окон и балконных дверей, м³. Определяем по плану типового (первого) этажа.

Расход инфильтрующегося воздуха через наружные стены составит:

, кг/ч (2.7)

где Δp – разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций, Па;

R_a – сопротивление воздухопроницанию стены, (м²·ч·Па)/кг;

A_m – площадь стены, м².

, Па (2.8)

где H – высота здания от уровня земли до верха карниза, м;

h_i – расчетная высота от уровня земли до середины стен i–го этажа, м;

Значения для нашего здания: H= 31 м, h_i = 2,4 м.

– удельный вес наружного и внутреннего воздуха;

, Н/м³ (2.9)

– коэффициент учета изменения скоростного давления ветра в зависимости от высоты здания, принимается по табл.7 [1]. Значение для нашего здания и типа местности A: =1,39.

v – средняя скорость ветра, м/с, за период со среднесуточной температурой воздуха <8°C, по табл.1 [4].

Сопротивление воздухопроницанию наружной стены равно:

, (м²·ч·Па)/кг (2.10)

где – сопротивление воздухопроницанию отдельных слоев стены, , (м²·ч·Па)/кг, принимается по таблице 17 [7].

Произведя расчет теплопотерь , для помещения 101 на 1 этаже, получаем:

= 3463/273+(-27)= 14 Н/м³

= 3463/273+18= 11,9 Н/м³ (для помещений с tвн=18С)

= 3463/273+20= 11,8 Н/м³ (для помещений с tвн=20С) помещение 101.

= (0,5х31-2,4)х(14-11,8)+0,25х(14/9,81)х 4² х 1,39 = 36,75

R_a = 49074 (м²·ч·Па)/кг, по таблице 17[7], A_m = A_ст-A_окон = (10,8-5,8)=5

= (36,75/49074)х5 = 0,00375

= 5х (1,3+1,3+3,2) = 29

= 0,28х(29+0,00375)х1х(20-(-27))х1 = 380 Вт

2. Теплопотери на инфильтрацию наружного воздуха, вызванные работой естественной вентиляции, не компенсируемой подогретым наружным воздухом, определяем по формуле:

, Вт (2.11)

L_a =3м³/ч для жилых зданий на 1 м³ площади жилого помещения. Площадь пола помещения 101 равна 12,7 м².

= 0,28 х 3 х 12,7 х 1 х (11,8/9,81) х (20-(-27)) = 603 Вт.

Сравнив расчитанные полученных теплопотерь, очевидно, что . Следовательно в качестве расчетного значения теплопотерь на инфильтрацию наружного воздуха берем значение , а расчеты теплопотерь на инфильтрацию остальных помещений будем производить по формуле (2.11).

Полученные значения отражены в графе 14 таблицы 4.