Климатические показатели и классификация потребителей тепловой энергии
Лекции.ИНФО


Климатические показатели и классификация потребителей тепловой энергии



Крупными потребителями тепловой энергии в городах и населенных пунктах являются жилые, общественные и промышленные здания. На их те­плоснабжение расходуется около 40% всего добываемого в стране топлива. Для жилых и общественных зданий расходуемая тепловая энергия складыва­ется из следующих составляющих: затраты энергии на обеспечение ком­фортных условий пребывания людей в помещениях, соответствующих со­временному уровню развития техники теплоснабжения, на коммунально-бытовые и санитарно-гигиенические цели. В промышленных зданиях тепло­вая энергия, кроме того, необходима по условиям технологии для обеспече­ния требуемого теплового режима при изготовлении отдельных видов про­дукции и проведения ряда производственных операций.

Потребности тепловой энергии для коммунально-бытовых и производ­ственных целей из года в год непрерывно возрастают.

Рост жилищного строительства, осуществляемый в настоящее время не только в городах, но и в сельской местности, с одной стороны, и развитие техники теплоснабжения, с другой стороны, неразрывно связаны с увели­чением потребления тепловой энергии, как в количественном отношении, так и в качественном.

Увеличение объемов современных жилых, общественных и (в некото­рой степени) промышленных зданий, ежегодно вводимых в эксплуатацию, связано с соответствующим приростом потребности топливно-энергетиче­ских ресурсов. В новых зданиях увеличены полезная площадь и норма рас­хода горячей воды на человека, что обусловлено повышенной степенью благоустройства, повышенными требованиями к чистоте воздуха в рабочей зоне, а также чистотой воздушного бассейна окружающей среды. Внедре­ние новых технологических процессов и строительство зданий с более со­вершенными объемно-планировочными решениями, максимально отве­чающими функционально-технологическому назначению, также приводят к увеличению расходов тепловой энергии.

Температура атмосферного (наружного) воздуха и скорость ветра яв­ляются показателями, определяющими основную долю потребности зданий и сооружений в тепловой энергии. Населенные пункты на территории на­шей страны расположены во всех климатических зонах с разнообразной температурой наружного воздуха.

Расход топливно-энергетических ресурсов, связанный с обогревом или охлаждением помещений, определяется перепадом температур между расчет­ной температурой наружного воздуха и воздуха внутри помещений. В зависи­мости от категории зданий, обусловливающих уровень требований к теплово-


му режиму помещений для расчета ограждающих конструкций и теплопотерь, в одном и том же климатическом районе принимается различная температура наружного воздуха.

Для большинства населенных пунктов расчетные температуры наруж­ного воздуха приведены в [43]. В помещениях, где допустимы кратковре­менные отклонения от заданных условий, принимают среднюю температу­ру наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 или 0,98 в зависи­мости от продолжительности допустимого отклонения параметров теплово­го режима; при возможных незначительных отклонениях - среднюю темпе­ратуру наиболее холодных суток обеспеченностью 0,98 или 0,92.

Требуемый тепловой режим и удовлетворение тепловых потребностей в зданиях обеспечиваются соответствующими инженерными устройствами и теплотехническим оборудованием, присоединяемыми к тепловым сетям или непосредственно к теплопроводам котельной.

В зависимости от рода теплопотребления все потребители делятся на коммунально-бытовые и технологические. К ним относятся потребители тепловой энергии для целей отопления и вентиляции зданий, а также для подогрева воды на санитарно-гигиенические и бытовые цели. Инженерны­ми устройствами, распределяющими тепловую энергию в зданиях, являют­ся системы отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и горячего водоснабжения, а также теплотехническое оборудование, необходимое по технологии для производства продукции.

Система отопления обеспечивает заданный тепловой режим в поме­щениях в холодное время года путем компенсации теплопотерь через на­ружные ограждающие конструкции здания.

Система вентиляции создает требуемую чистоту воздуха в рабочей зоне производственных зданий, необходимый воздушный и тепловой ре­жимы в общественных зданиях путем соответствующей организации воз­духообмена в помещениях.

Система кондиционирования воздуха применяется для создания в помещениях микроклимата, удовлетворяющего повышенным санитарно-гигиеническим или технологическим требованиям, путем обеспечения строго заданных температур, влажности, подвижности и чистоты воздуха в рабочей зоне.

Система горячего водоснабжения предназначена для подогрева и транспортирования воды к местам водоразбора на хозяйственно-бытовые или производственные нужды.

Технологическое теплотехническое оборудование является потреби­телем тепловой энергии в виде водяного пара или подогретой воды и вклю­чает как специальные теплопроводы, так и теплообменные аппараты, а ино­гда и электрокотлы.

Каждое устройство обеспечивает один из видов теплопотребления и имеет свой режим работы, который определяется потреблением тепловой энергии в течение заданного промежутка времени, например, одного часа, рабочей смены, суток, месяца, сезона или года.


По тепловой мощности все потребители делятся на равномерно потреб­ляющие (к ним относятся системы отопления, вентиляции) и неравномерно потребляющие (к ним относятся подогрев воды, технологические нужды).

По продолжительности непрерывного использования тепловой энергии в течение определенного периода года все потребители объединяются в две основные группы:

- с сезонным потреблением (отопление, вентиляция);

- с годовым потреблением (подогрев воды на горячее водоснабжение,
технологические нужды).

Режим работы сезонных потребителей зависит от климатических усло­вий (наружной температуры и влажности воздуха, скорости и направления ветра) и характеризуется неравномерностью теплопотребления как в тече­ние отопительного периода, так и в течение каждого месяца. У годовых потребителей при сравнительно постоянном расходе теплоты в течение сезона, месяца и недели режим работы резко изменяется не только по часам суток, но и по дням недели.

Совместное действие потребителей с различными режимами их работы предъявляет определенные требования к виду, количеству и потенциалу теплоносителя, циркулирующего в наружных теплопроводах. Выбор ра­ционального варианта схемы теплоснабжения объекта производится по суммарной тепловой нагрузке отдельных инженерных устройств всех зда­ний и технологических потребителей. Тепловую нагрузку, или потребность в тепловой энергии, обычно рассчитывают в характерные промежутки вре­мени: час, сутки, месяц, сезон или год, причем расчетным значением явля­ется часовая тепловая мощность.

По значению расчетной тепловой мощности выбирают тип источника теплоты, мощность теплоподготовительного оборудования и диаметры трубопроводов. В зависимости от изменения тепловой потребности в тече­ние суток, месяца, сезона и года разрабатывают соответствующие режимы отпуска тепловой энергии - эксплуатационные режимы работы теплоснаб­жающих устройств. При этом учитывают взаимное расположение потреби­телей друг относительно друга, удаленность потребителей от источников теплоты, геометрическую высоту зданий и рельеф местности.

При сравнении вариантов систем теплоснабжения в расчетах могут ис­пользоваться значения месячной, сезонной и годовой тепловой мощности. Тепловую мощность систем отопления, вентиляции, горячего водоснабже­ния принимают по типовым или индивидуальным проектам соответствую­щих зданий и сооружений. Тепловая мощность производственных процес­сов определяется по технологическим проектам данных производств. При отсутствии проектов расчетное значение тепловой мощности определяется раздельно для каждого потребителя.

Требуемая расчетом тепловая мощность здания, квартала, населенного пункта, города складывается из тепловой мощности системы отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и технологических нужд.


рев инфильтрующегося воздуха в ряде нормативных документов учитывают­ся коэффициентом при расчете основных теплопотерь. Для крупных произ­водственных зданий их величина значительна. В ряде случаев потери из-за инфильтрации превышают основные теплопотери. Поэтому для таких зданий их необходимо рассчитывать по специальной методике.

При расчете теплопотерь следует также учитывать климатические осо­бенности района. В некоторых климатических районах нашей страны из-за значительных теплопотерь вследствие инфильтрации максимальная по­требность здания в тепловой энергии может быть не при минимальной тем­пературе tн, а при максимальной скорости ветра. В таких случаях для выяв­ления значения расчетной тепловой мощности производят дополнительные проверочные расчеты.

Расчет общих теплопотерь зданием, являющийся трудоемким процес­сом, выполняют на основании окончательно уточненных объемно-пла­нировочных и технологических решений здания. К моменту начала проек­тирования системы теплоснабжения объекта такие планировочные реше­ния, как правило, находятся в стадии уточнения, поэтому не представляется возможным установить потребность в тепловой энергии зданий в качестве исходных данных, необходимых для расчета тепловых сетей и выбора ис­точника теплоснабжения.

Комплексная и параллельная разработка всех частей проекта приводит к необходимости предварительной оценки общих теплопотерь зданиями. При этом используют, как правило, метод приближенного расчета по укрупнен­ным измерителям. Для теплопотерь через ограждающие конструкции укруп­ненным измерителем является удельная тепловая отопительная характери­стика здания qо которая представляет собой теплопотери 1 кубическим мет­ром здания в единицу времени при разности температур в один градус между воздухом в помещении tвн и наружным воздухом tн,Удельная характеристика qо изменяется пропорционально объему здания (см. табл. 2. 1).

Для расчета инфильтрации такого измерителя нет. На практике затра­ты тепловой энергии на подогрев инфильтрующегося воздуха учитывают при определении основных теплопотерь соответствующим коэффициентом Р, который зависит от многих факторов: высоты и объема помещений, рас­положения и площади проемов, количества щелей в заполнениях световых проемов и проемов ворот и величины их раскрытия, а также температуры наружного воздуха, скорости и направления ветра и влажности наружного воздуха.

Для жилых зданий теплозатраты, связанные с инфильтрацией, учиты­ваются при расчете теплопотерь через ограждающие конструкции путем введения соответствующих добавок на ориентацию ограждений по сторо­нам света, на скорость ветра, этажность и т. п. Эти теплозатраты включены в величину удельной тепловой (отопительной) характеристики здания.


Таблица 2.1


Характеристики общественных зданий для расчета тепловых нагрузок систем теплоснабжения


Продолжение таблицы 2.1

Примечания.

1. Меньшие значения относятся к первой очереди строительства, а
большие - к расчетному сроку, кроме бань, где большие значения относят­
ся к первой очереди.

2. Для детских дошкольных учреждений и общеобразовательных школ
приведены значения mобщ, отнесенные не ко всей численности населения, а
к численности соответствующих возрастных групп. В данной таблице при­
ведены значения, пересчитанные на всю численность населения, исходя из
статистических данных о его распределении по возрастным группам.

3. Приведенные в данной таблице интервалы значении q0 нижние пре­
делы относятся к верхней границе интервалов наружных объемов зданий, а
верхние пределы - к нижней границе этих интервалов.

Коэффициент р для общественных и промышленных зданий принима­ется на основании практических и опытных данных. Так, например, для общественных зданий в зависимости от площади световых проемов и высо­ты помещений B = 0, 1-0, 3.

Для промышленных зданий этот коэффициент зависит от конструкции заполнений световых проемов, наличия уплотнений в притворах, наличия воздушно-тепловых завес и размера ворот. Так, для промышленных зданий со световыми проемами из одинарного остекления и без специальных уп­лотнений в притворах ворот, а также для крупных общественных зданий с большой площадью витражей B = 0,3-0,6, для зданий ангарного типа,


имеющих крупногабаритные ворота с одной стороны, B = 1, а при наличии ворот с двух противоположных сторон B = 2.

При ориентировочных расчетах максимальная тепловая мощность сис­темы отопления жилых и общественных зданий может быть определена по укрупненному показателю, отнесенному к одному квадратному метру об­щей площади. Этим показателем удобно пользоваться в том случае, когда известно лишь значение вводимой в эксплуатацию площади в заданном районе. При этом максимальное значение теплового потока на отопление жилых зданий на один квадратный метр общей площади может быть оце­нено по данным [49] (см. табл. 2.2.1).

Таблица 2.2.1

Укрупненные показатели максимального теплового потока на отопление жилых зданий на 1 м2 общей площади q0 Вт

Примечания.

1. Энергосберегающие мероприятия обеспечивают проведение работ
по утеплению зданий при капитальных и текущих ремонтах, направленных
на снижение тепловых потерь.

2. Укрупненные показатели зданий по новым типовым проектам при­
ведены с учетом внедрения прогрессивных архитектурно-планировочных


решений и применения строительных конструкции с улучшенными тепло-физическими свойствами, обеспечивающими снижение тепловых потерь.

Для жилых районов городов и других населенных пунктов максималь­ный тепловой поток (мощность) на отопление жилых и общественных зда­ний определяется по формуле

(2.1)

где k - коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общест­венных зданий; при отсутствии данных следует принимать равным 0,25; F— общая площадь отапливаемых зданий.

Средний тепловой поток (тепловая мощность) на отопление, Вт, следу­ет определять по формуле:

(2.2)

Значение потребляемой тепловой мощности на отопление за год мож­но определить из выражения:

(2-3)

где tвн - средняя температура воздуха в отапливаемом здании; 24nо — часо­вая продолжительность отопительного периода; tр.о. - температура наружно­го воздуха, принимается при проектировании отопления по [43]; tон.ср - тем­пература наружного воздуха, средняя за отопительный период [43]. Темпера­тура tвн принимается по таблице 2.2.2.

Изменение расхода тепловой энергии при изменении tH имеет линей­ную зависимость. Чтобы знать характер изменения расхода тепловой мощ­ности в течение всего сезона, достаточно определить потребность в тепло­вой энергии при максимальной и минимальной температурах наружного воздуха. Обычно такое изменение представляют графически (см. рис. 2.1). Точки А и Б соответствуют максимальному и минимальному расходам теп­ловой мощности. Линия АБ (линейная зависимость) характеризует измене­ние расходуемой тепловой мощности в течение отопительного периода. По такому графику можно определить расход тепловой мощности на отопле­ние при любом значении tH в указанных пределах. Для этого необходимо из точки заданного значения tH на оси абсцисс восстановить перпендику­ляр до пересечения с линией АБ. Точка пересечения будет соответствовать искомому значению расхода тепловой мощности (пунктирной линией пока­зано определение среднего расхода Qсро при средней температуре наружно­го воздуха за отопительный период tон.ср ).


Рисунок 2.1.Графики расхода тепловой энергии на отопление: а) часовой; б) годовой

Формула (2.3) справедлива для зданий с равномерным теплопотребле-нием в течение суток, когда системы отопления действуют с постоянной нагрузкой, например, жилых и некоторых общественных зданий (вокзалы, гостиницы и т. п.). Для большинства общественных административных и промышленных зданий, имеющих перерывы в работе в течение суток и в выходные дни, годовую потребность в тепловой энергии можно уменьшить за счет снижения температурного режима. В нерабочее время температура воздуха в помещении принимается из условия обеспечения надежной экс­плуатации сооружений, например, tBH = 5 °С, и поддерживается специаль­ной системой дежурного отопления.

Таблица 2.2.2

Расчетные температуры воздуха tBH в преобладающих помещениях зданий различных групп [14]


Продолжение таблицы 2. 2. 2

Общеобразовательные школы и школы-интернаты Классы и каби­неты 20, 21 или 22 В зависимости от климатического района
Детские дошкольные учреж­дения Спальни ясель­ных групп 20, 21 или 22 В зависимости от климатического района
Профессионально-техниче­ские, средние специальные и высшие учебные заведения Аудитории -
Клубы Зрительные залы -
Театры Зрительные залы 19-21 -
Кинотеатры Зрительные залы -
Здания конструкторских и проектных организаций Проектные залы и комнаты -
Здания управлений Рабочие комна­ты -
Гостиницы Номера -
Дома быта, ателье, мастер­ские, приемные пункты Помещения для изготовления и ремонта -
Бани Раздевальные, душевые, ван­ные -
Прачечные Сушильно-гладильные и стиральные цехи -
Магазины Торговые залы продовольствен­ных товаров Торговые залы промышленных товаров -
Предприятия общественного питания Залы, раздаточ­ные, буфеты -
Спортивные сооружения Спортивные залы и катки -
II. Промышленные здания
Производственные помеще­ния (рабочая зона) при легких работах (категория I) - 20-23 19-25 Оптимальные зна­чения Допустимые значе­ния
То же, при работах средней тяжести (категория Па) - 18-20 17-23 Оптимальные зна­чения Допустимые значе­ния

Продолжение таблицы 2.2.2

То же, при работах средней тяжести (категория Па) - 17-19 15-21 Оптимальные зна­чения Допустимые значе­ния
То же, при работах средней тяжести (категория 116) - Оптимальные зна­чения Допустимые значе­ния
Вспомогательные здания и помещения Помещения для отдыха -

С учетом снижения температуры воздуха в нерабочее время (в течение суток) и при наличии перерывов в отоплении в выходные и праздничные дни годовую потребность в тепловой энергии определяют по выражению:

где тр - число часов работы предприятия в сутки; nо - число суток в ото­пительном периоде; nв - сумма выходных и праздничных дней в отопи­тельном периоде. Эксплуатационный режим работы теплоснабжающих устройств (режим отпуска тепловой энергии) зависит от изменения тепло­вой нагрузки во времени в течение всего отопительного периода. Для большей наглядности годовое теплопотребление во времени представляют графически (см. рис. 2. 1, б). На оси абсцисс откладывают последовательно с нарастающим итогом часы стояния одинаковых температур; на оси орди­нат - расход тепловой энергии, соответствующий этим температурам. Для конкретного объекта построение графика начинают с выявления числа ча­сов стояния одинаковых температур tH. Затем рассчитывают с учетом воз­можного снижения потребления теплоты в нерабочее время требуемый расход тепловой энергии при различных значениях tH. Полученные резуль­таты наносят на координатную сетку графика, откладывая их на ординатах-перпендикулярах, восстановленных на оси абсцисс в точках изменения на­ружных температур. Из вершин ординат проводят линии, параллельные оси абсцисс, длиной, равной числу часов стояния одинаковых температур. Пра­вые верхние углы образовавшихся прямоугольников соединяют плавной кривой. Эта кривая характеризует потребление тепловой энергии в течение года на отопление данного объекта и является основной для разработки режима работы системы теплоснабжения.

График расхода тепловой энергии в течение года можно построить, используя график часовых расходов. Для этого часовые расходы переносят на ординаты, соответствующие наружным температурам годового графика. Точки пересечения часовых расходов теплоты с ординатами, соответст-


вующие предельным значениям температур tH в заданном интервале, со­единяют плавной кривой. Площадь, ограниченная осью абсцисс, макси­мальной и минимальной ординатами и плавной кривой (см. рис. 2.1,6, кри­вая А1Б1), пропорциональна годовому расходу тепловой энергии. При средней температуре за отопительный период t°н.ср. форма годового графика

Ср. о

условно будет иметь вид прямоугольника, в котором ордината о - Qоср. со­ответствует среднечасовому расходу теплоты (см. пунктирную линию Qоср. на рис. 2.1).

Для определения расчетных расходов теплоты на отопление зданий на ранних стадиях проектирования (например, на стадии ТЭО), когда отсутст­вует детальная информация о потребителях теплоты, нормами [119] реко­мендовано использовать показатели удельных отопительных qo характери­стик, отнесенных к одному кубическому метру наружного объема без под­вала соответствующих типов общественных зданий Vзд.jРасчетные расхо­ды теплоты на отопление каждого j-того здания определяют по формуле:

(2.5)

Значения удельных отопительных характеристик qo для различных типов общественных зданий и их объем (qo и Vзд.j) приведены в табл. 2.1.

В условиях неопределенности или недостаточности исходной инфор­мации значение жилой площади, кв. м., определяют по формуле:

(2.6)

где а - плотность жилого фонда, м2/га, равная количеству жилой площади, м2,приходящейся на 1 га площади застройки жилого района; Si определя­ется по данным табл. 2.3 в зависимости от этажности застройки N и нормы жилой площади W на одного человека, м2/чел. Площадь застройки в гекта­рах определяется по данным проекта.

При этом мощность системы отопления жилой застройки на основании вышесказанного следует определять как:

(2.7)

Таблица 2.3

Ориентировочная плотность жилого фонда (м2 жилой площади) на 1 га территории жилого района

 

Плотность жилого фон­да при жилой площади, приходящейся на 1 че­ловека, м /чел Этажность
-

2.3. Тепловая мощность системы вентиляции

Вентиляцию предусматривают в общественных и промышленных зда­ниях, где внутренний воздух в той или иной степени загрязняется вредны­ми веществами: газами и парами, избыточной теплотой, избыточной влагой и пылью. Чтобы обеспечить нормируемые условия воздушной среды, в та­ких помещениях необходимо удалять загрязненный и подавать свежий воз­дух, т.е. осуществлять организованную приточно-вытяжную вентиляцию.

Требуемая температура подогрева свежего (наружного) приточного воздуха определяется категорией и назначением помещений. В общем виде тепловая мощность системы вентиляции определяется расходом, темпера­турой и влажностью подогреваемого воздуха.

(2.8)

где с - удельная теплоемкость воздуха; р - плотность воздуха, принимае­мая при средней температуре воздуха; Z - объемный расход приточного воздуха; tBГ и tBX - соответственно температура воздуха за нагревателем и

перед ним.

Расход тепловой энергии на вентиляцию зависит от характера выде­ляющихся вредных веществ. В данном климатическом районе он определя­ется объемом свежего воздуха, необходимого для подачи в помещение. Чтобы не нарушать воздушный баланс помещения, если нет специальных требований, объем свежего воздуха принимается равным объему удаляемо­го. Причем объем удаляемого воздуха рассчитывают из условия обеспече­ния параметров окружающей среды в соответствии с требованиями сани­тарных норм по количеству вредных веществ в помещении. Кроме того, объем удаляемого воздуха в значительной степени зависит от принятого способа организации воздухообмена.

Нормируемые условия в помещениях обеспечиваются в основном ме­стной или общеобменной вентиляцией.

Если выделяющиеся вредные вещества можно удалять непосредствен­но на месте их образования, применяют местную вентиляцию. В этом случае объем удаляемого воздуха минимальный, так как в помещении вен­тилируется только ограниченная по объему рабочая зона.

Когда в помещении вредные вещества распространяются по всему объему, применяют общеобменную вентиляцию, создающую в помеще­нии требуемые условия воздушной среды путем разбавления вредных ве­ществ чистым приточным воздухом. Воздухообмен, основанный на этом принципе, требует наибольшего объема приточного воздуха, а следова­тельно, и наибольшего расхода тепловой энергии.

При разработке схемы системы теплоснабжения расход тепловой
мощности на общеобменную вентиляцию оценивают так же, как для ото­
пления по укрупненным измерителям. Здесь таким измерителем, согласно
[49], является удельная тепловая отопительная характеристика qo, отне­
сенная к одному квадратному метру общей площади зданий. Максималь-
4--3613 49


ный тепловой поток (тепловая мощность) на вентиляцию общественных зданий предлагается определять по формуле:

(2.9)

где k2 - коэффициент, учитывающий тепловой поток (тепловую мощность) на вентиляцию общественных зданий; при отсутствии данных рекомендуется принимать равным: для общественных зданий, построенных до 1985 г. - 0,4; после 1985 г.-0,6.

Другим укрупненным измерителем, предлагаемым в [119], является удельная тепловая вентиляционная характеристика, отнесенная к объему здания, которая представляет собой количество тепловой энергии, необхо­димое для вентиляции одного кубического метра здания в единицу времени при перепаде температур в один градус. Этот показатель установлен для большинства типов зданий (см. табл. 2.1).

Расход тепловой энергии на общеобменную вентиляцию, отнесенный к объему здания, в общем виде определяется по формуле:

(2.10)

где qв, - удельная вентиляционная характеристика здания; tp.в. -темпера­тура наружного воздуха для проектирования вентиляции, принимаемая по СНиП 2.04.05-91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха». Для определения тепловой нагрузки на вентиляцию для отдельных ви­дов общественных зданий в табл. 2.1 приведены значения их вместимости mобщ (пропускной способности) и значения удельного наружного объема на единицу вместимости V(M3/mo6m),что позволяет перейти от численности жителей к объему здания Vзд . В этом случае тепловую нагрузку на венти­ляцию общественных зданий можно определить по формуле:


(2.11)

Удельную вентиляционную характеристику можно определить также по требуемой кратности воздухообмена и объему вентилируемого помеще­ния:


(2.12)

где m - кратность воздухообмена, представляющая собой отношение объ­ема приточного воздуха, подаваемого в единицу времени (1 ч), к объему вентилируемого помещения.

Температура наружного воздуха, принимаемая при расчете вентиля­ции, не является одинаковой для всех помещений; она зависит от принятого способа воздухообмена. При расчете местной вентиляции ее берут равной, как и для отопления, т.е. tpв = tpo . Значение этой температуры при обще­обменной вентиляции выше, чем при отоплении. Здесь она определяется как средняя за наиболее холодный период продолжительностью, равной 15% отопительного сезона.


Допустимое повышение уровня tр.в при температурах наружного воз­духа наиболее холодного периода обусловлено возможностью увеличения рециркуляции воздуха. В период пониженных наружных температур тре­буемая температура приточного воздуха достигается путем подмешивания (рециркуляции) к наружному более теплого воздуха, поступающего на по­догрев, и, соответственно, сокращается потребность в тепловой энергии на нужды общеобменной вентиляции в часы ее максимального расхода. В тех цехах, где по характеру вредных веществ рециркуляция воздуха не допус­кается, за расчетную температуру принимают отопительную, независимо от принятого способа воздухообмена, т.е. tр.в = tpo .

Если для сооружений удельная вентиляционная характеристика неиз­вестна, то объемный расход приточного воздуха (формула 2.8) определяют, исходя из количества вредных веществ, выделяющихся в помещении:

- по количеству газов и паров



(2.13)


- по количеству избыточной теплоты



(2.14)


- по количеству избыточной влаги



(2.15)


где G - массовый расход вредных веществ, поступающих в помещение; gyх и gH - массовая концентрация вредных веществ в воздухе, удаляемом

из помещения, и в атмосферном воздухе; Qвтепловой поток (тепловая мощность), выделяющаяся в помещении; р - плотность воздуха при сред­ней температуре; iвн и inp - соответственно энтальпия удаляемого и при­точного воздуха; W - массовый расход паров и влаги, поступающий в воз­дух помещения; dвн и dпр - соответственно масса влаги в расчете на еди­ницу массы воздуха.

Количество вредных веществ, поступающих в помещение, обычно за­висит от технологического процесса. Массовую концентрацию вредных веществ в воздухе, удаляемом из помещения, для общеобменной вентиля­ции принимают равной предельно допустимой. Теплопоступления в поме­щение в зимнее время учитываются при определении мощности системы отопления, в летнее время - системы вентиляции и кондиционирования воздуха.

Если воздух, подаваемый приточной вентиляцией, содержит такое ко­личество теплоты, которой достаточно для компенсации теплопотерь дан­ного помещения, то система отопления не требуется. В таких помещениях


функции дежурного отопления выполняет система вентиляции, работаю­щая на неполную мощность. В этом случае отопление называют совмещен­ным с приточной вентиляцией.

Тепловые затраты на вентиляцию, так же, как и на отопление, зависят от наружной температуры. При местной и общеобменной вентиляции без рециркуляции воздуха эта зависимость аналогична отопительной (рис. 2.2,а, линия АВ). При общеобменной вентиляции с рециркуляцией воздуха аналогия наблюдается только в диапазоне наружных температур от +8 до 1рв (линия БВ). При дальнейшем снижении температуры наружного возду­ха, т.е. когда tH <tр.в , расход тепловой энергии не изменяется и сохраняется

на уровне в течение всего наиболее холодного периода (линия расхода ГБ параллельна оси абсцисс).



 


Рисунок2.2. Графики расхода тепловой энергии на вентиляцию: а) часовой; б) годовой

Средний тепловой поток на вентиляцию при tpo согласно СНиП 2.04.07-86 «Тепловые сети» находят следующим образом:


(2.16)

Годовой расход тепловой энергии на вентиляцию определяют при со­ответствующем способе воздухообмена в зависимости от числа часов рабо­ты системы вентиляции. При общеобменной вентиляции с рециркуляцией воздуха:

- с перерывами работы в течение суток и в выходные дни



(2.17)



- при круглосуточной работе без перерыва в выходные дни (n в = 0; тр = 24)



(2.18)


При местной и общеобменной вентиляции без рециркуляции: - с перерывами в работе в течение суток и в выходные дни


(2.19)

- при круглосуточной работе без перерывов в выходные дни (пв =0; тр=24)


(2.20)

где tвн.ср. - температура наружного воздуха, средняя в течение умеренно холодного периода (табл. 2.4); тр - число часов работы системы вентиля­ции в сутки.

Если имеются сведения о продолжительности умеренно холодного пе­риода (см. табл. 2.4), то расчеты по формулам (2.17) - (2.20) значительно упрощаются.

Таблица 2.4

Средняя температура наружного воздуха и продолжительность умеренно холодного периода в отопительном сезоне

Город Средняя температура наружного воз­духа в течение умеренно холодного периода, °С Продолжительность уме­ренно холодного периода, сутки
Астрахань
С.-Петербург -0,5
Липецк -2,2
Москва -1,4
Мурманск -2,3
Смоленск -1,5
Чебоксары -3,9

Режим работы системы вентиляции разрабатывают на основании годо­вого графика потребления тепловой энергии. Построение этого графика (см. рис. 2.2, б) для систем вентиляции без рециркуляции воздуха произво­дится аналогично отопительным. Для общеобменной вентиляции годовой график потребления теплоты разделен на две части: левая часть соответст­вует наиболее холодному периоду и имеет постоянный расход тепловой энергии в течение этого периода. Линия Г1Б1 параллельна оси абсцисс, рас­ход тепловой энергии определяется площадью прямоугольника О-Г1-Б1-0,15n0. Вторая часть, соответствующая умеренно холодному периоду, имеет переменный расход теплоты (линия Б1B1) в зависимости от изменения tH.









Читайте также:

Последнее изменение этой страницы: 2016-03-25; Просмотров: 333;


lektsia.info 2017 год. Все права принадлежат их авторам! Главная