Расчет тепловой мощности системы отопления. Уравнение теплового баланса здания

Для компенсации теплопотерь через наружные ограждения здания устраивают системы отопления.

Расчетные теплопотери помещений жилого здания вычисляют по уравнению теплового баланса:

,

= +

= +

где - суммарные добавочные потери теплоты через ограждающие конструкции здания, Вт;

- добавочные потери теплоты на инфильтрацию Вт;

- бытовые тепловыделения, Вт;

- основные потери теплоты через ограждающие конструкции здания, Вт;

- дополнительные потери теплоты через ограждающие конструкции на ориен­та­цию по сторонам све­та, Вт;

- дополнительные потери теплоты на открывание наружных дверей лестничной клетки, Вт.

Основные потери теплоты , Вт, через рассматриваемые ограждающие конструкции (стены, окна, двери, потолки, полы над подвалами и подпольями) зависят от разности температуры наружного и внутреннего воздуха и рассчитываются с точностью до 10 Вт по формуле:

где k - коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м² °С);

А - расчетная площадь поверхности ограждающей конструкции, м²;

t_в - расчетная температура воздуха помещения, °С;

t_н - расчетная температура наружного воздуха, °С принимаемая по температуре наиболее холодной пятидневки;

n – коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности, по отношению к наружному воздуху (таблица 2.2).

Вычисление теплопотерь производим для каждого помещения здания.

Теплопотери через внутренние ограждения между смежными помещениями следует учитывать при разности воздуха t_в этих помещений более 3°С.

Существуют помещения, в которых отопительные приборы не устанавливаются (коридор, санитарные узлы), но теплопотери в них через пол (первый этаж) или потолок (в данном случае – третий этаж) имеются. В этих случаях теплопотери данных помещений (или часть их) добавляются к теплопотерям ближайших помещений, имеющих отопительные приборы.

Расчетная площадь ограждающих конструкций А определяется по обмерам в соответствии с планом.

По общим правилам обмера значения размеров принимаются:

Для данной курсовой работы толщины ограждающих конструкций жилого трехэтажного дома принимаются следующие:

Толщина наружной стены – 600 мм;

Размеры оконного проема в свету – 1,8х1,5 м.

Размеры остекления балконной двери – 1,5х0,7 м.

Размеры балконной двери – 2,7х0,87 м.

Подвал - без окон.

Теплопотери подсчитываются для наружных стен (НС), перекрытий над подвалом (ПЛ), окон (ДО), балконных дверей (БД), наружной двери (ДН) и чердачных перекрытий (Пт).

Расчет основных теплопотерь для каждого помещения трех этажей здания записываем по форме таблицы 2.3.

1. Вычерчиваем планы этажей здания с указанием всех размеров. На планах здания все помещения номеруем поэтажно, по ходу часовой стрелки, начиная с помещения, расположенного в верхнем левом углу плана здания. Первая цифра соответствует номеру этажа, две последующие - номеру помещения. Например, для третьего этажа - 301, 302, 303 и т.д.

Данные заносим в таблицу 2.3 (графа 1).

2. В графе 2 записываем температуру внутреннего воздуха: в жилой комнате t_в=20°С (в угловой комнате t_в=22°С); на лестничной клетке t_в=16°С; на кухне t_в=18°С.

3. В графе 3 указываем условное обозначение ограждения: НС - наружная стена; ДО - окно с двойным остеклением; БД - балконная дверь; ПТ - потолок; ПЛ - пол; ДН - дверь наружная, Л.кл. - лестничная клетка.

4. В графе 4 отмечаем ориентацию каждого вертикального наружного ограждения помещения (НС, ДО, ДН, БД) по сторонам света в зависимости от ориентации фасада здания (приложение А). В рассматриваемом примере ориентация фасада на Север – С.

5. В графах 5 и 6 указываем размеры а и b м, наружных ограждений с точностью до 0,1 м.

6. В графе 7 указываем площади наружных ограждений, А, м², с точностью до 0,1 м².

7. В графе 8 записываем расчетную температуру наружного воздуха, равную расчетной температуре холодной пятидневки t_н=t_хп(0,92), °С (приложение А).

8. В графе 9 проставляем расчетную разность температур внутреннего и наружного воздуха.

9. В графе 10 записываем коэффициенты теплопередачи наружных ограждений, k: наружной стены, чердачного перекрытия, перекрытия над подвалом, наружных дверей, оконных проемов, приведенные в исходных данных.

10. Результаты расчетов основных теплопотерь для каждого помещения записываются в графу 11.

11. В графе 12 проставляем коэффициент, учитывающий положение наружного ограждения по отношению к наружному воздуху, n.

Дополнительные потери теплоты через ограждающие конструкции на ориен­та­цию по сторонам све­та учитываются толь­ко для наружных стен, окон, наружных дверей.

следует принимать в долях от основных потерь в помещениях любого назначения через наружные вертикальные и наклонные (вертикальная проекция) стены, двери и окна, обращенные на:

определяются по формуле:

где - коэффициент дополнительных потерь теплоты на ориен­та­цию графа 13.

- север (С), восток (В), северо-восток (С-В) и северо-запад (С-З) - в размере: = 0,1;

- юго-восток (ЮВ), запад (З) - в размере: = 0,05;

- юг (Ю), юго-запад (ЮЗ) – = 0;

- для наружных дверей = 0,27Н=0,27*2,7= 0,73 (графа 14),

где Н=2,7 м – высота входной двери

Теплопотери с учетом добавок на ориентацию находим по формуле:

Результаты вычислений записываем в графу 15

Суммарные теплопотери с учетом добавок находят по формуле:

åQ_об=Q_о+Q_об

Результаты вычислений записываем в графу 16

Теплопотери на нагрев инфильтрующегося воздуха Q_и в данной курсовой работе не рассчитываем, а принимаем в размере 10% от суммарных теплопотерь åQ_об (графа 16) каждого помещения.

Результаты вычислений записываем в графу 17

При расчете тепловой мощности систем отопления необходимо учитывать регулярные бытовые теплопоступления в помещение от электрических приборов, освещения, технологического оборудования, коммуникаций, материалов, тела человека и других источников. При этом значения бытовых тепловыделений, поступающих в комнаты и кухни жилых домов, следует принимать в количестве 21 Вт на 1м² площади пола [5] и определять по формуле (3.12), Вт:

Q_6ыт=10·А_п (3.13)

где А_п - площадь пола отапливаемого помещения, м².

Расчет дополнительных бытовых теплопоступлений записывают в графу 18.

Результаты расчетов теплопотерь и теплопоступлений для каждого помещения записываются в таблице 2.3.

В графу 18 заносят полные теплопотери, åQ_т.п., Вт, для всех ограждений помещения, которые получают суммированием значений, записанных в графах 16, 17 и вычитанием из этой суммы значений графы 18.