Рассчитать тепловую производительность водонагревателей отопления и горячего водоснабжения.
Методика расчета
Расчетную тепловую производительность водонагревателей Qsp (Вт) следует принимать по расчетным тепловым потокам на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, приведенным в проектной документации зданий и сооружений (рис. 12.1). При отсутствии проектной документации допускается определять расчетные тепловые потоки в соответствии с указаниями СНиП 2.04.07-86 (по укрупненным показателям).
Рис. 12.1 Система отопления и горячего водоснабжения здания
1. Рассчитать тепловую производительность водонагревателей для систем отопления Qspo при расчетной температуре наружного воздуха to (°С) для проектирования отопления и максимальным тепловым потокам Qomax.
1.1. Выбрать общую площадь жилого здания A (м2) согласно своему варианту (табл. 12.1).
Таблица 12.1
Общая площадь жилого здания (м2)
| Варианты | ||||||||||
1.2. Выбрать укрупненные показатели максимального теплового потока на отопление жилых зданий q0 (Вт) на 1м2 общей площади согласно таблице 12.2 по вариантам. Этажность жилой постройки выбрать самостоятельно.
Таблица 12.2
Укрупненные показатели максимального теплового потока на отопление жилых зданий q0 (Вт)
| Этажность жилой постройки | Характеристика зданий | Расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления t0, °С | ||||||||||
| Варианты | ||||||||||||
| минус 5 | минус 10 | минус 15 | минус 20 | минус 25 | минус 30 | минус 35 | минус 40 | минус 45 | минус 50 | минус 55 | ||
| Для постройки до 1985 г. | ||||||||||||
| 1 - 2 | Без учета и внедрения энергосберегающих мероприятий | |||||||||||
| 3 - 4 | ||||||||||||
| 5 и более | ||||||||||||
| 1 - 2 | С учетом внедрения энергосберегающих мероприятий | |||||||||||
| 3 - 4 | ||||||||||||
| 5 и более | ||||||||||||
| Для постройки после 1985 г. | ||||||||||||
| 1 - 2 | По новым типовым проектам | |||||||||||
| 3 - 4 | ||||||||||||
| 5 и более | ||||||||||||
Примечания:
- Энергосберегающие мероприятия обеспечиваются проведением работ по утеплению зданий при капитальных и текущих ремонтах, направленных на снижение тепловых потерь.
- Укрупненные показатели зданий по новым типовым проектам приведены с учетом внедрения прогрессивных архитектурно-планировочных решений и применения строительных конструкций с улучшенными теплофизическими свойствами, обеспечивающими снижение тепловых потерь.
1.3. Вычислить максимальный тепловой поток Qomax (Вт), на отопление жилых и общественных зданий в соответствии со СНиП 2.04.07-86*:
, Вт (12.1)
где k1 - коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий; при отсутствии данных следует принимать равным 0,25; k2 - коэффициент, учитывающий тепловой поток на вентиляцию общественных зданий (при отсутствии данных следует принимать равным: для общественных зданий, построенных до 1985 г. - 0,4, после 1985 г. - 0,6).
1.4. Принять максимальные тепловые потоки на вентиляцию Qnmax не менее 15% от Qomax
Qnmax = 0,15…0,30· Qomax, Вт (12.2)
1.5. Рассчитать тепловую производительность водонагревателя Qspo (Вт). При независимом присоединении систем отопления и вентиляции через общий водонагреватель расчетная тепловая производительность водонагревателя (Вт), определяется по сумме максимальных тепловых потоков на отопление Qomax и вентиляцию Qvmax:
, Вт (12.3)
2. Рассчитать ежемесячные затраты на работу теплового пункта Цмес (руб).
Из таблиц 12.3 согласно варианту взять затраты ресурса Vрес и рассчитать Псут, Пмес, Псез для помещения 100 м2.
Псут = Vрес·24 (12.4)
Пмес = Псут·30 (12.5)
Псез = Пмес·5 (12.6)
Полученные результаты занести в таблицу согласно варианту.
Вычислить ежемесячные затраты на ресурс на помещение 100 м2:
Цмес = Пмес·Црес, руб (12.7)
Таблица 12.3
Показатели различных энергоносителей из расчета на помещение площадью 100 м2
| ЗАТРАТЫ НА ТОПЛИВО | ПОТРЕБНОСТЬ | ||||||||
| № варианта | Тип отопления (ресурс) | Единица ресурса | Расход ресурса на 1 кВт/час, Ртп | Цена за ед-цу ресурса Црес, руб | Цена за 1 кВт.час, руб | Затраты ресурса на помещение за 1 час, Vрес | сутки, Псут | месяц, Пмес | сезон, Псез |
| дрова | кг | 0,45 | 1,5 | 0,675 | 4,725 | ||||
| газ автономный | литр | 0,16 | 2,4 | 16,8 | |||||
| газ магистральный | м.куб. | 0,1 | 0,3 | 2,1 | |||||
| диз.топливо | литр | 0,1 | 1,4 | 9,8 | |||||
| электричество | квт/час | ||||||||
| уголь | кг | 0,2 | 1,4 | 9,8 | |||||
| печное топливо | литр | 0,1 | 1,4 | 9,8 | |||||
| отработка | литр | 0,1 | 1,4 | 9,8 | |||||
| тепловой насос | квт/час | 0,25 | 5,25 |
Из п. 1.1 взять площадь здания А и рассчитать стоимость отопления здания в месяц Ц:
Ц = Цмес·А/100, руб (12.8)
Сравнить полученный результат с другими вариантами ресурсов.
3. Рассчитать ежегодные затраты на отопление Цот с учетом первоначальных капиталовложений К. Отопление является сезонным мероприятием. Поэтому расчет необходимо вести не из расчета за месяц, а за сезон. Срок службы (окупаемости) условно принимается 20 лет. Из таблицы 12.4 взять Цоб
Цот = Цоб/20 + Псез (12.9)
Данные занести в таблицу 12.4 согласно варианту.
Таблица 12.4
Капиталовложения на оборудование
| ЗАТРАТЫ НА ОБОРУДОВАНИЕ, К, руб | ОБЩИЕ ЗАТРАТЫ В ГОД, при делении на 20 лет, Цот | |||
| № варианта | Тип отопления | Разовые, Цоб | на 20 лет | |
| дрова | ||||
| газ автономный | ||||
| газ магистральный | ||||
| диз.топливо | ||||
| электричество | ||||
| уголь | ||||
| печное топливо | ||||
| отработка | ||||
| тепловой насос |
Сравнить полученные варианты.
ЗАДАЧА 13
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ СВЕТОПРОЗРАЧНЫХ ПЛЕНОК ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ
Для снижения потерь тепловой энергии через окна применяется светопрозрачная пленка, которая устанавливается с внутренней стороны окна или в межрамное пространство. Стекла со светозащитным покрытием позволяют существенно сэкономить затраты на кондиционирование летом и на отопление зимой, т.к., пленка обладает способностью задерживать тепловые лучи и не давать им свободно перетекать из помещения наружу и наоборот(рис.13.1).Одна пленка может заменить целый стеклопакет, что значительно сокращает затраты на отопление.
Рис.13.1 – Принцип действия энергосберегающей пленки
Условия задачи
Рассчитать теплопотери помещения через остекление окна при использовании обычного стеклопакета и при установке светопрозрачной пленки. Определить величину сэкономленной тепловой энергии при использовании пленок. Термическое сопротивление окон с двойным остеклением в спаренных переплетах составляет R1 = 0,4 м2×°С/Вт.
Методика расчета
1. Определяются теплопотери помещения Q1 через светопрозрачные ограждения:
, Вт (13.1)
где F – площадь остекления, м2; R1 – сопротивление теплопередаче стандартного остекления до установки пленки, м2·°С/Вт; tв – температура воздуха внутри помещения, °С; 
- температура наружного воздуха (средняя за отопительный период), °С.
2. Термическое сопротивление стеклопакета R2 при установке в межрамное пространство энергосберегающей прозрачной пленки составляет R = 0,54 м2·°С/Вт. С учетом этого, теплопотери помещения после установки пленки в межрамное пространство окон будет равно:
, Вт (13.2)
3. Определяется процент снижения теплопотерь при выполнении данного энергосберегающего мероприятия.
4. Определяется экономия тепловой энергии ΔQ за отопительный период:
(13.3)
где T – длительность отопительного периода, ч;
5. Определяется годовая денежная экономия:
, тыс. руб. (13.4)
где TТЭ – тариф на тепловую энергию, руб./Гкал.
Таблица 13.1
| № варианта | ||||||||||
| Площадь остекления F, м2 | ||||||||||
| Температура воздуха внутри помещения tв , °С | ||||||||||
| Температура наружного воздуха °С | ||||||||||
| Длительность отопительного периода Т, ч |
Задача 14