Сезонные тепловые нагрузки

Для сезонного теплового потребления характерны следующие особенности:

· в течение года тепловые нагрузки изменяются в зависимости от температуры наружного воздуха;

· годовые расходы теплоты, определяемые метеорологическими особенностями текущего года в районе теплоснабжения (холодная или теплая зима), имеют значительные колебания;

· изменения тепловой нагрузки на отопление в течение суток в основном за счет теплоустойчивости наружных ограждений зданий незначительны;

· расходы тепловой энергии для вентиляции по часам суток могут отличаться большим разнообразием в зависимости от сменности и режимов работы предприятий.

При проектировании систем теплоснабжения для существующих городов и поселков расчетные данные о сезонных тепловых нагрузках следует принимать из проектов отопления и вентиляции. Однако проектную документацию использовать удается далеко не всегда, так как проекты отопления и вентиляции зданий, построенных в разное время различными организациями, как правило, не сохраняются. Если проектные материалы отсутствуют, то расходы теплоты на отопление и вентиляцию допускается определять по укрупненным показателям.

Расчетную тепловую мощность, Вт, систем отопления жилых и общественных зданий определяют по формуле

, (1.1)

где – расчетная мощность систем отопления жилых зданий, Вт; – укрупненный показатель мощности системы отопления, приходящийся на 1 м² жилой площади, Вт/м²; F – жилая площадь, м²; k – коэффициент, учитывающий расход теплоты на отопление общественных зданий (k = 0,25).

Если объемы зданий известны, то расчетные тепловые нагрузки, Вт, систем отопления определяют по укрупненным показателям по формуле

, (1.2)

где m – коэффициент инфильтрации, учитывающий долю расхода теплоты на подогрев наружного воздуха, поступающего в помещение через неплотности ограждений; – удельная тепловая характеристика здания, Вт/(м³×°С); V – объем здания по наружному обмеру, м³; – температура воздуха в помещении, °С; – расчетная температура наружного воздуха для проектирования системы отопления, °С.

Удельная тепловая характеристика здания равна средним потерям теплоты 1 м³ здания при разности температур внутреннего и наружного воздуха в 1 °С. За расчетную температуру наружного воздуха при проектировании систем отопления принимают среднюю температуру самой холодной пятидневки, определенную из восьми наиболее холодных зим за 50 лет наблюдений. При расчетной температуре наружного воздуха, равной -31 °С, температура воздуха внутри жилого помещения принимается равной 20 °С, а при более высокой расчетной температуре наружного воздуха, т. е. >31 °С, – внутренняя температура принимается равной 18 °С.

Расчетную тепловую нагрузку на вентиляцию общественных зданий определяют по формуле

, (1.3)

где k₁ – коэффициент, учитывающий расход теплоты на вентиляцию, принимают k₁=0,4 для зданий, построенных до 1985 г., и k₁=0,6 – для зданий, построенных после 1985 г.

Расчетная тепловая нагрузка на вентиляцию отдельных зданий может быть найдена по укрупненным показателям

, (1.4)

где – удельный расход теплоты на вентиляцию здания, Вт/(м³×°С); – расчетная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции, °С.

За расчетную температуру наружного воздуха для проектирования общеобменной вентиляции принимают среднюю температуру наиболее холодного периода, составляющего 15% от продолжительности отопительного сезона.

В системах кондиционирования воздуха, а также в системах вентиляции, предназначенных для борьбы с вредными веществами или при компенсации приточным воздухом вытяжки от местных отсосов, расчетную температуру наружного воздуха для проектирования вентиляции принимают равной расчетной температуре наружного воздуха для проектирования отопления, т. е. .

Расходы теплоты на отопление и вентиляцию промышленных зданий определяют по тепловым балансам, учитывающим дополнительные потери теплоты на нагревание холодных материалов и транспортных средств, поступающих в производственные помещения, а также тепловыделения от технологического оборудования. Поэтому при проектировании систем теплоснабжения промышленных предприятий расчетные расходы теплоты следует принимать из проектных документов отопления и вентиляции. Ориентировочные данные о сезонных тепловых нагрузках промышленных зданий можно рассчитать по формулам (1.2) и (1.4).

Текущие сезонные тепловые нагрузки при любых температурах наружного воздуха t_н, отличающихся от расчетных , определяют по формуле

. (1.5)

Средние тепловые нагрузки за отопительный период рассчитывают по формулам:

для отопления

; (1.6)

для вентиляции

, (1.7)

где t_ср.о – средняя температура наружного воздуха за отопительный период, °С.

Годовые расходы теплоты, (кВт×ч)/год, для жилых и общественных зданий определяют по формулам:

на отопление

; (1.8)

на вентиляцию

, (1.9)

где n_o – продолжительность отопительного периода, сут.; z – усредненное за отопительный период число часов работы вентиляции в течение суток (при отсутствии данных рекомендуется принимать z =16 ч).

Продолжительность отопительного сезона для жилых и общественных зданий определяют числом дней с устойчивой температурой наружного воздуха ниже +8 °С.

Зависимость сезонных тепловых нагрузок от температуры наружного воздуха носит линейный характер. Графики часового расхода теплоты на отопление и вентиляцию приведены на рис. 1.1.

Рис. 1.1. График расхода теплоты на отопление и вентиляцию

Минимальный расход теплоты определяют при t_н=+8 °С. Участок прямой соответствует тому случаю, когда максимальный расход теплоты на вентиляцию определяется по расчетной температуре наружного воздуха для проектирования систем отопления.