1.2.1 Расчет расходов
тепла на отопление
Для составления теплового
баланса и оценки состояния системы отопления необходимо выполнить сравнение
тепловой мощности, потребляемой на отопление зданий различного назначения, с
расчетными данными, которые были заложены при проектировании. Сравнительный
анализ позволяет определить наличие перетопа здания и необходимость настройки
его системы на проектные показатели. Превышение теплопотерь в зданиях и
элементах системы централизованного теплоснабжения больше проектных значений
приводит к необходимости проведения восстановительных работ по их устранению.
1.2.1.1 Расчет расходов
тепла на отопление тарного цеха
Уравнение теплового
баланса с помощью которого определяется расчетный расход тепла на отопление
имеет вид:
, (27)
где , кВт -суммарные теплопотери всего
помещения;
, кВт - расход тепла на подогрев
инфильтрующегося воздуха;
, кВт - расход тепла на отопление;
, кВт- суммарные тепловыделения от
различных источников в помещении.
Рассмотрим расчет
тепловых нагрузок на отопление на примере расчета тарного цеха ЗАО "Термотрон-завод",
расположенного в городе Брянске.
Исходные данные для
расчета.
Размеры цеха (рис.1):
Высота ,
Длина ,
Ширина .
Рис.1 Географическая
ориентация тарного цеха
Стены толщиной , выполнены из железобетонных плит.
Перекрытие выполнено из железобетонных плит толщиной .
Пол из железобетонных
плит толщиной размещен над неотапливаемым подвалом со световыми проемами.
Остекление цеха – двойное в деревянных спаренных переплетах одной стены,
площадь остекления составляет 50% площади продольной стены.
Продольная ось цеха
ориентирована с северо-востока на юго-запад. Потребители горячей воды –
калорифиры воздушного отопления и вентиляции.
Для расчета теплопотерь тарного
цеха определяем расчетную температуру воздуха в рабочей зоне. Учитывая
характеристику выполняемой работы, для данного типа цеха, определяем категорию
интенсивности труда – средней тяжести и затраты энергии – 200 кВт.
Объем цеха составляет
.
Тогда, учитывая известную
расчетную температуру воздуха в помещении и категорию интенсивности труда, определяем относительную
влажность воздуха и скорость ветра
Поскольку высота цеха
больше 4 м, определяем температуру воздуха в верхней зоне цеха и среднюю для
помещения, приняв - коэффициент нарастания
температуры по высоте помещения, равный 0,5:
;
(28)
.
(29)
Теплопотери через
ограждения подразделяются на основные и добавочные. Основные теплопотери через
продольную стену цеха определяются по формуле:
,
(30)
где: -коэффициент, зависящий от положения
наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху , =1;
- площадь ограждения, ;
- сопротивление теплопередаче, .
Ограждения зданий
состоят, как правило, из нескольких материальных слоев. Сопротивление
теплопередаче плоской многослойной стенки складывается из сопротивлений каждых
из слоев и определяется по формуле:
(31)
где: - коэффициент теплоотдачи от воздуха
к внутренней поверхности стены, принимаем равным ;
- коэффициент теплоотдачи от наружной
поверхности стены в окружающий воздух, =;
,- коэффициент теплопроводности железобетона, =.
- толщина стены, м.
Тогда, согласно формуле:
Площадь ограждения равна:
Основные теплопотери
через стену:
Дополнительные теплопотери
в процентах от основных, определяем по:
- на ориентацию
ограждения по сторонам света: 10%;
- на скорость ветра: 10%.
Расчетные теплопотери
через продольную стену определяются по формуле:
(32)
где - коэффициент учета добавочных
потерь, равный единице плюс добавки, выраженные в долях единицы:
=1+0,1+0,1=1,2.
Тогда
Рассмотрим расчет
теплопотерь через полы на лагах с утепляющим слоем. Для расчета теплопотерь пол
помещения разбивается на зоны шириной 2 м.
Площадь пола первой зоны,
примыкающей к наружному углу (заштрихованная область на рис.2, учитывается
дважды из-за дополнительного переохлаждения. Подземные части наружных стен
рассматриваются как продолжение пола на грунте. Разбивка на зоны делается от
уровня земли по поверхности подземной части и далее по полу.
Рис. 2 Схема к расчету
теплопотерь через полы, расположенные на лагах
Площадь зон:
;
;
;
.
Сопротивление
теплопередаче для каждой зоны пола рассчитывается:
;
(33)
где - сопротивление теплопередаче зон не
утепленного пола, принимаются для зоны 1 равным 2,15; для второй- 4,3; для
третьей- 8,6; для остальной площади- 14,2
Теплопотери через пол
определяются по формуле:
(34)
Исходные данные для
расчета теплопотерь через другие наружные ограждения цеха приведены в табл. 4, а
результаты расчета в табл. 5.
Расчетные теплопотери тарного
цеха определяются суммированием потерь тепла через все наружные ограждения: .
Таблица 4 Исходные данные
для расчета теплопотерь через наружные ограждения тарного цеха
Наружное ограждение
|
данные об ограждении
|
коэффициенты
|
перепад температур
|
площадь
|
толщина
|
ориентация по сторонам света
|
|
|
|
|
продольная стена
|
216
|
0,3
|
СЗ
|
1
|
8,7
|
23
|
2,04
|
44,5
|
то же
|
432
|
0,3
|
ЮВ
|
1
|
8,7
|
23
|
2,04
|
44,5
|
торцевая стена
|
432
|
0,3
|
ЮЗ
|
1
|
8,7
|
23
|
2,04
|
44,5
|
то же
|
432
|
0,3
|
СВ
|
1
|
8,7
|
23
|
2,04
|
44,5
|
перекрытие
|
1296
|
0,3
|
-
|
1
|
8,7
|
23
|
2,04
|
47
|
пол
|
1296
|
0,1
|
-
|
-
|
-
|
-
|
0,5
|
42
|
остекление
|
216
|
-
|
СЗ
|
1
|
-
|
-
|
-
|
44,5
|
Таблица 5 Результаты
тепла на нагревание инфильтрующегося воздуха через ограждения помещения
Наружное ограждение
|
Сопротивление теплопередаче
|
Основные теплопотери
|
Добавочные теплопотери в % к основным
теплопотерям
|
Коэффициент учета добавочных потерь
|
Расчетные теплопотери
|
на ориентацию по сторонам света
|
на скорость ветра
|
продольная стена
|
0,33
|
29,13
|
10
|
10
|
1,2
|
34,95
|
то же
|
0,33
|
58,25
|
5
|
10
|
1,15
|
66,99
|
торцевая стена
|
0,33
|
58,25
|
10
|
10
|
1,2
|
69,9
|
то же
|
0,33
|
58,25
|
0
|
10
|
1,1
|
52,95
|
перекрытие
|
0,33
|
184,58
|
-
|
-
|
1
|
184,58
|
пол
|
-
|
8,72
|
-
|
-
|
1
|
8,72
|
остекление
|
0,34
|
28,27
|
10
|
10
|
1,2
|
33,92
|
|
452,01
|
1.2.1.2 Расход тепла на
нагревание инфильтрующегося воздуха через ограждения помещения
Для промышленных зданий
значительную величину составляют потери инфильтрацией, определяемые по формуле:
,
(35)
где - коэффициент инфильтрации, зависит
от типа и высоты здания, герметичности наружных ограждений, климатических
характеристик отопительного периода местоположения здания, определяемый по
формуле:
(36)
где - постоянная инфильтрации, с/м, для
отдельно стоящих зданий с большими световыми проемами принимаем =0,04 с/м.
Тогда расход тепла на
нагревание инфильтрующегося воздуха равен:
1.2.1.3 Расчет тепловыделений
в помещении
Внутренние тепловыделения
являются довольно устойчивой величиной и по своему значению нередко
представляют существенную долю от расчетной отопительной нагрузки. Поэтому они
должны учитываться при разработке системы теплоснабжения промышленного предприятия.
Для тарного цеха
тепловыделения складываются из тепловыделений: от механического оборудования,
от электродвигателей, от нагретых поверхностей оборудования, а также от
обслуживающего персонала и составляют:
.
Из уравнения теплового
баланса тарного цеха определяем расчетный расход тепла на отопление:
.
Оценивая состояние
системы отопления, приходим к выводу, что перетопа здания нет и настройка
системы на проектные показатели не нужна.
Определение расчетного
расхода тепла на отопление для помещений предприятия производилось по удельной
отопительной нагрузке (табл. 6).
Таблица 6 Расходы тепла
на отопление для всех помещений предприятия
№ п/п
|
Наименование объекта
|
Объем здания, V, м3
|
Удельная отопительная
характеристика q0, Вт/м3К
|
Коэффициент
е
|
Расход тепла на отопление
, кВт
|
1
|
Столовая
|
9894
|
0,33
|
1,07
|
146,58
|
2
|
Малярка НИИ
|
888
|
0,66
|
1,07
|
26,46
|
3
|
НИИ ТЭН
|
13608
|
0,33
|
1,07
|
201,81
|
4
|
Сборка эл. двигателей
|
7123
|
0,4
|
1,07
|
128,043
|
5
|
Модельный участок
|
105576
|
0,4
|
1,07
|
1897,8
|
6
|
Окрасочное отделение
|
15090
|
0,64
|
1,07
|
434,01
|
7
|
Гальванический отдел
|
21208
|
0,64
|
1,07
|
609,98
|
8
|
Заготовительный участок
|
28196
|
0,47
|
1,07
|
595,55
|
9
|
Термический участок
|
13075
|
0,47
|
1,07
|
276,17
|
10
|
Компрессорная
|
3861
|
0,50
|
1,07
|
86,76
|
11
|
Приточная вентиляция
|
60000
|
0,50
|
1,07
|
1348,2
|
12
|
Пристройка отдела кадров
|
100
|
0,43
|
1,07
|
1,93
|
13
|
Приточная вентиляция
|
240000
|
0,50
|
1,07
|
5392,8
|
14
|
Тарный цех
|
15552
|
0,50
|
1,07
|
349,45
|
15
|
Заводоуправление
|
3672
|
0,43
|
1,07
|
70,96
|
16
|
Учебный класс
|
180
|
0,43
|
1,07
|
3,48
|
17
|
Техотдел
|
200
|
0,43
|
1,07
|
3,86
|
18
|
Приточная вентиляция
|
30000
|
0,50
|
1,07
|
674,1
|
19
|
Заточный участок
|
2000
|
0,50
|
1,07
|
44,94
|
20
|
Гараж – Лада и ПЧ
|
1089
|
0,70
|
1,07
|
34,26
|
21
|
Литейка /Л.М.К./
|
90201
|
0,29
|
1,07
|
1175,55
|
22
|
Гараж НИИ
|
4608
|
0,65
|
1,07
|
134,60
|
23
|
Насосная
|
2625
|
0,50
|
1,07
|
58,98
|
24
|
НИИ
|
44380
|
0,35
|
1,07
|
698,053
|
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20
|