Определение расходов теплоты

Содержание

Слайд 2

Классификация тепловых нагрузок. Тепловой баланс. 1.1 Потери теплоты через ограждающие конструкции

Классификация тепловых нагрузок. Тепловой баланс.
1.1 Потери теплоты через ограждающие конструкции .

Расчет
коэффициентов теплообмена.
1.2 Расход теплоты на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха.
1.3 Тепловой поток, регулярно поступающий от различных источников.
1.4 Расход тепла на отопление и ГВС.
1.5 Открытые системы теплоснабжения.
1.6 Закрытые системы теплоснабжения.
2. Сезонная нагрузка.
3. Круглогодичная нагрузка.
4. Годовой расход теплоты.
5. Построение графика расхода теплоты.

Определение расходов теплоты

Слайд 3

Для поддержания температуры воздуха в помещении постоянной необходимо обеспечить равенство теплопотерь

Для поддержания температуры воздуха в помещении постоянной необходимо обеспечить равенство теплопотерь

и теплопритоков для обеспечения нормируемой температуры воздуха. Потери (расход тепла) обусловлены теплопередачей через ограждения, на которых перепад температур более 5 оС - Qт, а также инфильтрацией. Qинф - затраты тепла на нагрев воздуха, поступающего извне через неплотности ограждений . Общие потери тепла в помещении составят
(1) где - коэффициент инфильтрации.
Приток тепла в помещения осуществляется через отопительные установки - Qо и от внутреннего тепловыделения (от электроприборов, освещения, трубопроводов, людей и других источников ) - Qвт. В общем случае баланс тепла можно записать в виде
(2)
где ƞ – коэффициент, зависимый от способа отопления [7], Qмт - тепло на нагрев материалов и транспортных средств, поступающих в производственные помещения.
Каждая составляющая теплового баланса (2) определяется по определенной методике.
Для жилых и общественных зданий часто принимают: Qt = Qо (потери теплоты через ограждающие конструкции компенсируют отоплением).

Классификация тепловых нагрузок. Тепловой баланс

Слайд 4

Коэффициент, зависящий от способа регулирования отопления Таблица 1.


Коэффициент, зависящий от способа регулирования отопления

Таблица 1.

Слайд 5

Определение потерь теплоты через ограждающие конструкции Потери теплоты QТ через отдельные

Определение потерь теплоты через ограждающие конструкции

Потери теплоты QТ через

отдельные ограждающие конструкции (плоская стенка площадью F) определяют [10] : (3)
где К = 1/R - коэффициент теплопередачи ограждающей
конструкции, Вт/(м2 °С), (Рассмотрен в предыдущей лекции)
R - сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции,
м2 °С/Вт (определение К рассмотрено в 1-м разделе, значения
R даны в [10]) ;
tв - расчетная температура воздуха в помещении с учетом
повышения ее в зависимости от высоты для помещений высотой
более 4 м, °С;
tн - расчетная температура наружного воздуха для холодного
периода года при расчете потерь теплоты через наружные
ограждения;
n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения
наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению Рис. 1. Обмер
к наружному воздуху [10, табл 5 3]; ограждающих
β - добавочные потери теплоты в долях от основных потерь. конструкций.
Слайд 6

Определение потерь теплоты через ограждающие конструкции Значение β принимают равным: а)


Определение потерь теплоты через ограждающие конструкции

Значение β принимают равным:


а) в помещениях любого назначения для наружных вертикальных и наклонных (вертикальная проекция) стен, дверей и окон, ориентированных на
север, восток, северо-восток и северо-запад - в размере 0,1, на юго-восток и
запад - в размере 0,05;
в общественных, административных, бытовых и производственных помещениях через две наружные стены и более - 0,15 (если одно из ограждений обращено на север, восток, северо-восток и северо-запад), и 0,1 - в других случаях;
в угловых помещениях — дополнительно по 0,05 на каждую стену, дверь и окно;
б) для наружных дверей, не оборудованных воздушными или воздушно-тепловыми завесами, при высоте зданий Н, м (от средней планировочной отметки земли до верха карниза, центра вытяжных отверстий фонаря или устья шахты) в размере: 0,2 Н - для тройных дверей с двумя тамбурами между ними; 0,27 Н - для двойных дверей с тамбуром между ними; 0,34H - для двойных дверей без тамбура; 0,22 Н - для одинарных дверей;
в) для наружных ворот, не оборудованных воздушными и воздушно-тепловыми завесами, - в размере 3,00 при отсутствии тамбура и в размере 1 ,00 - при наличии тамбура у ворот.
г) для необогреваемых полов 1-го этажа 0,05.
Слайд 7

Расчётные параметры наружного воздуха берут по данным о районе строительства (СНиП

Расчётные параметры наружного воздуха берут по данным о районе строительства (СНиП

23-01-99* Строительная климатология [5]). Они являются определяющими для зимнего периода.

Расчётные параметры наружного воздуха (климатологические данные)

Рис.2.

Слайд 8

Теплопередача через плоскую стенку . Теплоотдача от горячей среды t'ж, к

Теплопередача через плоскую стенку

.

Теплоотдача от горячей среды t'ж, к холодной

среде t''ж.
Количество теплоты, переданной от горячей среды к стенке по
уравнению Ньютона-Рихмана имеет вид:
Q = α1 · (t'ж – t1) · F, (4)
где α1 – коэффициент теплоотдачи от горячей среды с
температурой t'ж к поверхности стенки с температурой t1;
F – расчетная поверхность плоской стенки.
Тепловой поток через стенку определяется по уравнению:
Q = λ/δ · (t1 – t2) · F. (5)
Тепловой поток от второй поверхности стенки к холодной среде
Рис. 3. определяется по формуле: Q = α2 · (t2 - t''ж) · F, (6)
где α2 – коэффициент теплоотдачи от поверхности стенки к холодной среде с температурой t''ж.
Решая эти три уравнения совместно получаем:
Q = (t'ж – t''ж) ∙ F∙ К, (7)
где К = 1 / (1/ α1 + δ/ λ + 1/ α2) – коэффициент теплопередачи, (8)
R = 1/К = 1/α1 + δ/ λ + 1/ α2 – полное термическое сопротивление теплопередачи через однослойную плоскую стенку. Коэффициенты теплоотдачи находят по критериальным уравнениям [4]. Приближенные значения – по таблицам.
Слайд 9

Коэффициенты теплоотдачи внутренних поверхностей ограждений [1] Для многослойной стенки: R =

Коэффициенты теплоотдачи внутренних поверхностей ограждений [1]



Для многослойной стенки:
R =

∑ δ /λ (9) – термосопротивление многослойной стенки.
К = 1 / (1/ α1 + ∑δ/ λ + 1/ α2) (10) – коэффициент теплопередачи
Слайд 10

Коэффициенты теплоотдачи наружных поверхностей ограждений [1]

Коэффициенты теплоотдачи наружных поверхностей ограждений [1]



Слайд 11

Расход теплоты на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха Расход теплоты Qинф, Вт,

Расход теплоты на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха


Расход теплоты

Qинф, Вт, в выражении (2) на нагревание организованного инфильтрационного потока находят [10] : (11)
где: Ln - расход приточного, предварительно не подогреваемого, инфильтрующегося воздуха, м3/ч;
ρ - плотность воздуха в помещении, кг/м3;
с - удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кг∙°С).
Для жилых зданий приточный воздухообмен нормируется удельным расходом 3 м3/ч на 1 м2 площади жилых помещений и кухни, что соответствует примерно однократному воздухообмену. В этом случае выражение (11) примет вид (12)
При неорганизованной инфильтрации через существующие неплотности и щели в стенах, воротах, окнах, фонарях зданий различного назначения расход теплоты, (Вт) определяется по формуле (13)
где: Gi, - расход инфильтрующегося воздуха через отдельные ограждающие
конструкции, кг/ч;
k - коэффициент, учитывающий нагревание инфильтрующегося воздуха встречным тепловым потоком, равный: для окон и дверей (в т.ч. балконных) с раздельными переплетами - 0,8; при спаренных переплетах и одинарных окнах, дверях и воротах - 1,0.
Инфильтрационные потоки через стены и стыки стеновых панелей современных зданий незначительны и часто практически не учитываются [3].
Слайд 12

Суммарный тепловой поток, регулярно поступающий от различных источников


Суммарный тепловой поток, регулярно поступающий от различных источников


 

Слайд 13

Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха


Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения

воздуха в помещениях жилых зданий и общежитий в холодный период года (по ГОСТ 30494-96)

.


* НН - не нормируется

Слайд 14

Расход тепла на отопление и ГВС . а) максимальный тепловой поток


Расход тепла на отопление и ГВС

.

а) максимальный тепловой поток на

отопление жилых зданий определяется [7]:
Qо = qо ⋅ F, Вт, (15)
где qо - укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление
жилых зданий на 1 м2 общей площади, принимаемой по [7], Вт;
F - общая площадь жилых помещений, м2;
б) максимальный тепловой поток на отопление общественных зданий,
определяется по [7]:
Q1о = k1⋅Qо = k1⋅qо ⋅ F , Вт, (16)
где к1 - коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий (при отсутствии данных следует принимать равным 0,25).
в) средний тепловой поток на горячее водоснабжение жилых зданий определяется по [7]:
, Вт, (17)
где 1,2 - коэффициент, учитывающий теплоотдачу в помещении от трубопроводов систем горячего водоснабжения (отопление ванных комнат, сушка белья); с - удельная теплоемкость воды, принимаемая равной 4,187 кДж/(кг⋅°С); m - число человек, проживающих в помещениях; а - норма расхода воды на горячее водоснабжение при температуре 55° С на одного человека в сутки, принимаемая в зависимости от степени комфортности зданий в соответствии с [7], л; tхв – температура холодной (водопроводной) воды в отопительный период. (при отсутствии данных принимается равной 5° С);
Слайд 15

Открытые системы теплоснабжения . По способу подачи тепла на ГВС различают


Открытые системы теплоснабжения

.

По способу подачи тепла на ГВС различают открытые

и закрытые системы теплоснабжения. В открытых системах на ГВС подается вода из тепловой сети.
Рис.4. Открытая схема присоединения абонентской установки
Э - водоструйный эжектор или элеватор; РТ - регулятор температуры; О - отопительный прибор; С - смеситель; βп и Gп - доля воды и расход из подающей системы теплоснабжения; βо и Go– то же из обратной системы теплоснабжения.
Слайд 16

Закрытые системы теплоснабжения . В закрытых системах сетевая вода используется для


Закрытые системы теплоснабжения

.

В закрытых системах сетевая вода используется для подогрева

вторичной воды, поступающей в систему ГВС, т.е. на абонентском вводе закрытых систем устанавливаются водоводяные подогреватели 1 или 2 . Подключение их может быть одноступенчатое или двухступенчатое, выполненное по параллельной, двухступенчатой последовательной или двухступенчатой смешанной схемам.
Рис.5. Закрытая схема присоединения системы ГВС.

Э - водоструйный эжектор или элеватор; РТ - регулятор температуры;
О - отопительный прибор;
П - водоводяные подогреватели;
РР - регулятор расхода.
а) параллельная схема подключения ГВ;
б) 2- ступенчатая смешанная схема.

Слайд 17

Схема теплового пункта ГВС с двухступенчатым подогревателем Рис. 6. Схема теплового

Схема теплового пункта ГВС с двухступенчатым подогревателем

Рис. 6. Схема теплового

пункта с двухступенчатым подогревателем горячего водоснабжения и зависимым присоединением отопительной системы: 1- задвижки, отделяющие тепловой пункт от сети; 2 - грязевик; 3 - регулятор температуры; 4 - подогреватель ступени II; 5 — регулятор расхода; 6 - задвижки, отделяющие тепловой
пункт от отопительной системы; 7 - подогреватель ступени I; 8 - циркуляционный насос;
9 - регулятор подпора; 10 – водомер.
Слайд 18

Сезонная нагрузка . Для экономного использования тепла большое значение имеет правильный


Сезонная нагрузка

.

Для экономного использования тепла большое значение имеет правильный

выбор начала и конца отопительного периода. По СниПу начало и конец (длительность) отопительного периода принимается при значении среднесуточной температуры равной +8 оС. Для производственных помещений с внутренними тепловыделениями отопительный период начинается при той температуре наружного воздуха, при которой Qт = Qвт .
Максимальный отпуск тепла на отопление определяется по расчетной температуре для отопления - tро. Это есть средняя температура наиболее холодной пятидневки из восьми зим за последние 50 лет.
Для жилых и общественных зданий расчетное количество тепла на отопление по может быть рассчитано и по объему здания V и определяется по формуле
(18)
где: qо- отопительная характеристика здания, Qo
зависящая от V и назначения здания.
Приводится в СниП. 1
Рис. 6. График отпуска тепла на отопление
1 – для жилых и общественных зданий; 2
2 – для промышленных зданий.
+8 tро tн,oС
Слайд 19

Круглогодичная нагрузка . К круглогодичной нагрузке относятся нагрузка ГВС и технологическая


Круглогодичная нагрузка

.

К круглогодичной нагрузке относятся нагрузка ГВС и технологическая

нагрузка для промышленных зданий. Технологическая нагрузка задается технологами и зависит от вида промышленного производства.
Нагрузка ГВС имеет существенно неравномерный характер как в течение суток, так и по дням недели. Наибольший расход горячей воды наблюдается в утренние и вечерние часы, из дней недели – в субботу (банный день).
Рис. 7. Графики потребления тепла для ГВС.
Слайд 20

Круглогодичная нагрузка . Если тепловая нагрузка обеспечивается из различных источников, то


Круглогодичная нагрузка

.

Если тепловая нагрузка обеспечивается из различных источников, то

удобно пользоваться интегральным графиком. График продолжительности суммарной тепловой нагрузки делят на равные интервалы по оси ординат. a – относительная тепловая нагрузка. aс = - отношение тепловой нагрузки i-го источника к расчетной нагрузке здания (района).
Рис. 8. Интегральный график тепловой нагрузки.
Если есть два источника тепла. У одного мощность равна 60 % максимального потреблени aс = 0,6 . Другой способен покрыть остальные 40 %. В этом случае первый источник может обеспечить 92 % максимальной потребности в тепле, второй – 8 %.
Слайд 21

Годовой расход теплоты а) На отопление: Qо = 24⋅ nо ⋅


Годовой расход теплоты

а) На отопление: Qо = 24⋅ nо ⋅

Qср , МВт, (19)
где nо - продолжительность отопительного периода в сутках (принимается по [5]);
Qср – средний тепловой поток на отопление, Вт;
б) на вентиляцию: Qв = z⋅ nо ⋅ Qв.ср , МВт, (20)
где z – усредненное за отопительный период число часов работы системы
вентиляции общественных зданий в течение суток (при отсутствии данных должно
приниматься равным 16 ч);
Qв.ср - средний тепловой поток на вентиляцию, Вт;
в) на горячее водоснабжение
Qгв = 24⋅ nо ⋅Qгвс + 24⋅(350− nо )⋅ Qгвл , МВт, (21)
где Qгвс – средний тепловой поток на ГВ в отопительный период, Вт;
Qгвл - средний тепловой поток на ГВ в летний период, Вт;
350 – число суток в году работы системы горячего водоснабжения;
г) суммарный годовой расход тепла
Q год = Qо + Qв + Qгв , МВт. (22)
Слайд 22

Построение графика расхода теплоты Построение нормального отопительного температурного графика. Принимаем температуры


Построение графика расхода теплоты

Построение нормального отопительного температурного графика. Принимаем температуры

сетевой воды в подающем трубопроводе τ10= 150 оС после системы
отопления τ20 =70 оС и после элеватора τсм, (Рис. 4) в зависимости от наружной температуры воздуха tв=18 оС, определяются по
формулам [12]:
τ10 = tв + (τ пр ′ − tв )⋅ Qо 0,8 + (τ10 ′ −τ пр ′ )⋅Qо , (23)
τ 20 =τ10 − (τ1′ −τ 20 ′ )⋅ Qо , (24)
τ см =τ10 − (τ1′ −τ см ′ )⋅ Qо , (25)
где τ пр ′ =(τ20 + τ см )/2 = 82,5 оС; Рис. 9
Qo – расход тепла на отопление при любой (текущей) температуры наружного воздуха tн, Вт;
Q′o – максимальный (расчетный) расход тепла на отопление при расчетной tн = tро температуре наружного воздуха, Вт. Индекс « ' » в приведенных
формулах относится к наружной температуре для проектирования отопления tро.
Точка излома температурного графика делит отопительный период на два
диапазона. 1 – в интервале наружных температур tн=8° С ÷ t''н, 2 – в интервале
температур t''н ÷ tро. Граница между диапазонами (точка излома τ'') находится графически в точке пересечения кривой τ10 =f(tн) с горизонтальной линией, соответствующей τ10 =65° С для закрытых систем теплоснабжения и τ10 =55° С для
открытых систем.
Слайд 23

Построение графика расхода теплоты В диапазоне наружных t''н ÷ tро (t''н


Построение графика расхода теплоты

В диапазоне наружных t''н ÷ tро (t''н

– температура в точке излома) осуществляется центральное качественное регулирование, при этом расход сетевой воды на отопление остается постоянным.
Так, для температурного графика τ10/τ20=150°/70° С расчетные уравнения
(23 – 25) принимают вид:
(26)
(27)
(28)
Задаваясь значениями температур наружного воздуха в диапазоне tро ÷8°С (через интервал в 5°С) и значениями tро для своего города по уравнениям (26 – 28) рассчитываем значения и заполняем таблицу графика.
Слайд 24

Построение графика расхода теплоты Расчетные температуры воды в тепловой сети находим


Построение графика расхода теплоты

Расчетные температуры воды в тепловой сети находим

в таблице, задаваясь значениями температур наружного воздуха в диапазоне tро ÷8°С (через интервал в 5°С) и значениями tро для своего города:
Слайд 25

Построение графика расхода теплоты По полученным данным строим температурный график воды


Построение графика расхода теплоты

По полученным данным строим температурный график воды

в тепловых сетях в зависимости от температуры наружного воздуха. Для этого по оси абсцисс откладываем температуру наружного воздуха (tн), а по оси ординат
– температуры воды в тепловой сети (τ10,τ20) и абонентской установке (τсм).
Точка излома температурного графика находится графически при пересечении кривой τ10 = f(tн) с горизонтальной линией, соответствующей τ10= 65°С
для закрытых и τ10= 55°С для открытых систем теплоснабжения.
Точка излома температурного графика делит отопительный период на два диапазона: 1 - диапазон в интервале температур наружного воздуха tн = +8°С ÷ t''н (количественное регулирование); 2 - диапазон – в интервале температур t''н ÷ t'ро (качественное регулирование). Построенный температурный график качественного регулирования отпуска тепла по отопительной нагрузке показывает, что с понижением температуры наружного воздуха tн отпуск тепла потребителям увеличивается. При этом расход воды в сетях остается постоянным (G=const), а температура воды – увеличивается (τ = var) и достигает своего максимума при расчетной температуре наружного воздуха для проектируемого на отопление (t'ро). Индексы на рис. 4,5: '___________ при t'ро (расчетная температура для отопления); ''___________ при t''рв (расчетная температура для вентиляции); ''___________ при t''н (расчетная температура для излома температурного графика).
Слайд 26

Построение графика расхода теплоты Рис. 10 . Температурные графики отпуска тепла потребителям .


Построение графика расхода теплоты

Рис. 10 . Температурные графики отпуска тепла

потребителям .
Слайд 27

Основная литература: 1. Тихомиров, К.В. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция: учеб. для

Основная литература:
1. Тихомиров, К.В. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция: учеб.
для вузов/

К.В. Тихомиров, Э.С. Сергеенко.– М.: Стройиздат, 2007.– 480 с.
2. Кононова, М.С., Воробьева Ю.А. Теплогазоснабжение с основами теплотехники. Воронеж 2014, - 60 с.
3. Теплогазоснабжение с основами теплотехники [Электронный ресурс]: лабораторный практикум/ — Электрон. текстовые данные.— Самара: Самарский государственный архитектурно-строительный университет, ЭБС АСВ, 2013.— 94 c.
4. Теплогазоснабжение многоквартирного жилого дома [Электронный ресурс]: учебно-методическое пособие/ Д.М. Чудинов [и др.].— Электрон. текстовые данные.— Воронеж: Воронежский государственный архитектурно-строительный университет, ЭБС АСВ, 2014.— 89 c.
5. СНиП 23-01-1999. Строительная климатология. Госстрой России, 2000.–10 с.
6. СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование. Госкомитет РФ по строительству.- М., 2004.-54с.
7. СНиП 41-02-2003. Тепловые сети. Госкомитет РФ по строительству. М.,
2003.– 38 с.

ЛИТЕРАТУРА

- Предыдущая
Инновации в сфере управления отходами за рубежом
Следующая -
Environmental factors and health of the population

Похожие презентации

Что такое снег Урок 41 2 класс
Геральдика. Гербы и эмблемы
Криміналістичне дослідження матеріалів, речовин та виробів
Analiza PEST
Реакция нуклеофильного присоединения
Театр)
Gran o grande
Nikola Tesla Comenius
Спортивная дипломатия
МАСЛЕНИЦА ШИРОКАЯ
Тема 7. Информационное обеспечение маркетинговой деятельности на предприятии. Информация как ресурс в маркетинге. Сущность и пр
Выдающиеся люди Карелии
ГТО в 21 веке
Өндіру жүйесінде су айдаудың рөлімен орны
Жан Огюст Доминик Энгр - французский живописец
Інноватика та інтелектуальна власність
Тропою соусов в сердце Германии
Развитие корпоративного сектора в России
predaniya
Министерство образования РМ Портфолио Шибалина Александра Григорьевича, преподавателя
Зимние Олимпийские игры
Законотворческий процесс в РФ
Компания, интересная инвесторам Анастасия Юсина– Strata Partners
Психология спорта в России. Актуальные проблемы и тенденции
Организация по безопасности и сотрудничеству в Европе (ОБСЕ)
Числовой ряд. Сумма ряда. Признаки сходимости
Михаил Васильевич Ломоносов
История Донбасса в его людях
Вы можете прислать нам Вашу презентацию и мы опубликуем ее на сайте.
Обратная связь
Для правообладателей
Email: Нажмите что бы посмотреть