5.3. Расчет тепловых нагрузок

Цель: определение часовых и годовых расходов теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение для жилых и общественных зданий в соответствии с климатическими данными района строительства.

Потребителями тепла системы централизованного теплоснабжения являются:

а) теплоиспользующие санитарно-технические системы зданий (СО, СВ и СКВ, СГВ);

б) различного рода технологические установки, использующие тепло низкого потенциала.

По режиму потребления тепла в течение года различают две группы потребителей:

1. сезонные, нуждающиеся в тепле только в холодный период года, с зависимостью расхода тепла в основном от температуры наружного воздуха;

2. круглогодовые, нуждающиеся в тепле весь год, со слабо выраженной в большинстве случаев зависимостью расхода тепла от температуры наружного воздуха.

К первой группе относятся системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, ко второй – системы горячего водоснабжения и технологические установки.

Потребителей, получающих тепло от централизованной системы теплоснабжения, называют абонентами этой системы, а расходуемое абонентами тепло – тепловой нагрузкой источника тепла.

В зависимости от соотношения режимов отдельных видов теплопотребления различают три характерные группы абонентов: жилые, общественные и промышленные здания и сооружения. Для жилых зданий характерны сезонные расходы тепла на отопление и вентиляцию и круглогодовой расход тепла на горячее водоснабжение. В жилых зданиях не устраивают специальной приточной вентиляции. Подогрев вентиляционного воздуха в этом случае возлагается на систему отопления. Для большинства общественных зданий основное значение имеют сезонные расходы тепла на отопление, вентиляцию и кондиционирование воздуха.

Потребность абонентов в тепле не остается постоянной.

Расходы тепла на отопление и вентиляцию изменяются в зависимости от температуры наружного воздуха; на горячее водоснабжение – в зависимости от режима потребления горячей воды населением.

Определяющим для проектирования и расчета централизованного теплоснабжения являются максимальные часовые расходы тепла по отдельным видам теплопотребления и суммарные часовые расходы тепла по абоненту в целом с учетом несовпадения часовых максимумов расходов тепла по отдельным видам теплопотребления.

РАСЧЕТ.

1.Расход тепла жилыми зданиями:

, Вт, (П.5.1)

где 1,1 – коэффициент, учитывающий дополнительные потери тепла в местной системе отопления;

Q_но – потери тепла через наружные ограждения;

Q_в – потери тепла на вентиляцию;

Q_вн – внутренние тепловыделения;

а) потери тепла через внутренние ограждения:

, Вт, (П.5.2)

где F_ж – жилая площадь;

F_ж = f_ж · N ;

f_ж – норма жилой площади на 1 человека; принимается для 1-ого района 17 м³/чел и 12 м³/чел  для 2-ого района;

k₂ – объемный коэффициент здания, принимается в пределах 6,2 ¸ 7,3 м³/м².

Принимаем k₂ = 6 ,3 м³/м²;

q_но – удельная отопительная характеристика здания:

,Вт/(м³*°С)

Размеры зданий:

1- й район – (64,3·75,3·36),

где Р – периметр здания, м;

Р = (14,6·12+3,2·4+7,5·10+8,1·2)=279,2 м;

S – площадь здания, м²;

S = 2314,8 м².

2- й район – (47,85·42,5·15),

где Р = (7,3·10 + 21,9+19,7 + 4·10) = 154,6 м;

S = 627,75м²;

Н – высота здания, м, (Н = 36 м);

d – степень остекления здания, принимаем равной 0,33;

j_{ч, пола} – поправочный коэффициент на расчетный перепад температур для нижнего и верхнего горизонтального ограждения;

j_пот = 0,85;

j_пол = 0,55;

k_{ст, ок, ч, пола} – коэффициент теплопередачи, ;

,

где R – сопротивление теплопередачи, .

Коэффициент сопротивления теплопередачи определяем по СНиП 23-02-2003. «Тепловая защита зданий» по табл. 4, ориентируясь на значение D_d, °С^.сут – градусо-сутки отопительного периода:

. (П.5.3)

D_d = (20 -0,4)186=3274 °С ^.сут.

По табл. 4:

K _ст = 1,25;

K_пол = 0,6;

K_пот = 0,7;

K_ок = 2,56.

1 -й район –

.

2 -й район –

;

б) расход тепла на вентиляцию:

1 -й район –

.

2 -й район –

,

q^ж_в=1 – вентиляционная характеристика здания;

в) внутренние тепловыделения:

1-й район –

,

q_вн = 26 .

2 -й район –

.

1-й район –

.

2 -й район –

.

2. Расход тепла на ГВ:

– в зимний период –

1-й район –

2-й район 

где N – число жителей в микрорайоне;

q^ср_сут – норма горячей воды на 1 человека в сутки (q^ср_сут = = 105 л/сут);

b_г – коэффициент, зависящий от мощности и протяженности системы горячего водоснабжения (b_г = 0,2)

– в летний период –

1-й район –

.

2-й район –

,

где t_хл – температура холодной воды в летний период (t_хл = 15 °С );

t_хз – температура холодной воды в зимний период (t_хз = 5 °С);

b_л – коэффициент, учитывающий снижение летнего расхода воды по отношению к зимнему (b_л = 0,8).

Расход тепла общественными зданиями.

1. Расход тепла:

– на отопление 1-го район –

– на отопление 2-го район –

где V_н^общ = 12,5 м³ – объем здания по наружному обмеру;

q^общ_от – удельный расход тепла на отопление общественных зданий, принимается равным

q^общ_от = 0,47 ,

где b_t – температурный коэффициент, учитывающий изменение требуемого термического сопротивления наружной стены в зависимости от температуры наружного воздуха:

где m – коэффициент, учитывающий расход тепла на подогрев инфильтрационного воздуха; принимается в пределах 0,1¸0,2 (принимаем 0,1).

– на вентиляцию –

где q_вент^общ – удельная вентиляционная характеристика общественных зданий; принимается в пределах 0,25 ¸ 0,35 Вт/(м³ °С) (принимаем равной 0,25 Вт/(м³ °С)).

2. Расход тепла на ГВ:

.

Результаты расчета сводим в таблицу.

Таблица П.5.2