Файл: Теплоснабжения.doc

К круглогодичной нагрузке относятся технологические нагрузки и горячее водоснабжение. Исключением являются только некоторые отрасли промышленности, главным образом связанные с переработкой сельскохозяйственного сырья, работа которых имеет обычно сезонный характер.

Если сезонная тепловая нагрузка практически зависит от одного фактора – температуры наружного воздуха, то круглогодичная, напротив, от многих факторов.

Характер технологической нагрузки зависит главным образом от технологии производства, вида выпускаемой продукции, типа оборудования, режима работы предприятия и т.д., характер нагрузки горячего водоснабжения – от благоустройства жилых и общественных зданий, состава населения и распорядка его рабочего дня, а также от режима работы коммунальных предприятий – бань, прачечных.

Климатические условия очень мало влияют на расход теплоты у круглогодичных потребителей. Например, технологическая нагрузка и горячее водоснабжение в отличие от сезонной нагрузки весьма слабо зависят от наружной температуры.

Эти нагрузки часто имеют переменный суточный и сравнительно постоянный годовой график теплопотребления. Необходимо учитывать, что у круглогодичных потребителей суточные графики в субботние и воскресные дни обычно отличаются от суточных графиков в другие дни недели.

Годовые графики технологической нагрузки и нагрузки горячего водоснабжения также в определенной мере зависят от времени года. Как правило, летние нагрузки ниже зимних вследствие более высокой температуры перерабатываемого сырья и водопроводной воды, а также благодаря меньшим теплопотерям трубопроводов и производственных трубопроводов.

Одна из перечисленных задач при проектировании и разработке режима эксплуатации систем централизованного теплоснабжения заключается в определении значения и характера тепловой нагрузки.

В первую очередь необходимо выяснить:

а) максимальную расчетную часовую нагрузку;

б) характер изменения нагрузки в течение суток – суточный график нагрузки;

в) характер изменения нагрузки в течении года – годовой график нагрузки;

г) продолжительность различных тепловых нагрузок в течение года – график тепловых нагрузок по продолжительности;

д) параметры тепловой нагрузки.

---

В том случае, когда при проектировании установок централизованного теплоснабжения отсутствуют данные о расчетных расходах теплоты, расчет тепловой нагрузки проводится на основе укрупненных показателей. В процессе эксплуатации значения расчетных тепловых нагрузок корректируются по действительным расходам. С течением времени это дает возможность установить проверенную тепловую характеристику для каждого потребителя.
1.5.1. Сезонная нагрузка
Основная задача отопления заключается в поддержании внутренней температуры помещений на заданном уровне. Для этого необходимо сохранение равновесия между тепловыми потерями здания и теплопритоком. Условие теплового равновесия здания может быть выражено в виде равенства
Q = Q_т + Q_и = Q_o +Q_{т. в},
где Q– суммарные тепловые потери здания;

Q_т  теплопотери теплопередачей через наружные ограждения;

Q_и  теплопотери инфильтрацией из-за поступления в помещение холодного воздуха через неплотности наружных ограждений;

Q_o – подвод теплоты в здание через отопительную систему;

Q_{т. в} – внутренние тепловыделения

Тепловые потери здания в основном зависят от первого слагаемого Q_т. Поэтому для удобства расчета можно тепловые потери здания определить так:
Q= Q_т(1 + ),
Где  = Q_и / Q_т – коэффициент инфильтрации, представляющий собой отношение теплопотерь инфильтрацией к теплопотерям теплопередачей через наружные ограждения.

В жилых зданиях источником внутренних тепловыделений Q_{т в} являются люди, приборы для приготовления пищи (газовые, электрические и другие плиты), осветительные приборы. Эти тепловыделения в значительной мере носят случайный характер и не поддаются никакому регулированию по времени. Кроме того, тепловыделения не распределяются равномерно по зданию. В помещениях с большой плотностью населения внутренние тепловыделения относительно велики, а в помещениях с малой плотностью они незначительны.

Для обеспечения в жилых районах нормального температурного режима во всех отапливаемых помещениях обычно устанавливают гидравлический и температурный режимы тепловой сети по наиболее невыгодным условиям, т.е. по режиму отопления помещений с нулевыми тепловыделениями (Q_т.в = 0).

Для предупреждения существенного повышения внутренней температуры в помещениях, в которых внутренние тепловыделения значительны, необходимо периодически выключать часть отопительных приборов или через них снижать расход теплоносителя.

---

Качественное решение этой задачи возможно лишь при индивидуальной автоматизации, т.е. при установке авторегуляторов непосредственно на нагревательных приборах и вентиляционных калориферах.

Источником внутренних тепловыделений в промышленных зданиях являются различного рода тепловые и силовые установки и механизмы, печи, сушилки, двигатели и др. В среднем можно считать, что около 90 % всей электрической энергии и 50 – 60 % тепловой энергии, потребляемой промышленными предприятиями, выделяется, в конечном счете, в помещениях в виде теплоты. Внутренние тепловыделения промышленных предприятий довольно устойчивы и нередко представляют существенную долю расчетной отопительной нагрузки, поэтому они должны учитываться при разработке режима теплоснабжения промышленных районов.

Теплопотери теплопередачей через наружные ограждения, Дж/с, могут быть определены расчетным путем по формуле
Q_т =  F k  t,
где F– площадь поверхности отдельных наружных ограждений, м²;

k – коэффициент теплопередачи наружных ограждений,

Вт/(м² ·К);

 t – разность температур воздуха с внутренней и наружной сторон ограждающих конструкций, ⁰С.

Для проведения расчетов по приведенной выше формуле необходимо иметь данные о размерах и конструкциях наружных ограждений каждого здания. Поскольку получение указанных данных на стадии предварительного проектирования представляет значительные трудности, то для определения расхода теплоты в этом случае пользуются обычно более простой формулой, в которой тепловые потери отнесены не к наружной поверхности ограждающих конструкций, а к объему здания:
Q_т = q₀V(t_в – t_н).
Полные потери с учетом инфильтрации
Q = (1 + ) q₀V(t_в – t_н).
Здесь q₀ – удельные теплопотери здания (отопительнаяхарактеристика здания), Вт/(м² ·К), иначе говоря,q₀  потери теплоты теплопередачей при разности внутренней и наружной температур в 1 ⁰С, отнесенные к 1м³ наружного объема здания;

t_в– внутренняя температура, ⁰С;

t_н – наружная температура, ⁰С;

V– объем здания по наружному обмеру, м³.

Для определения расчетного расхода теплоты на отопление по упрощенной методике следует принимать

---

t_в = t_в.р, где

t_в.р – усредненная расчетная температура внутреннего воздуха отапливаемых помещений, ⁰С.

Ниже приведены рекомендуемые санитарными нормами значения t_в.р, ⁰С для зданий различного назначения (табл.1.11).
Таблица 1.11

Рекомендуемые значения расчетной температуры внутреннего воздуха отапливаемых помещений

Наименование здания	tв.р, 0С
Жилые и административные здания, гостиницы, общежития	+18
Учебные заведения, общеобразовательные школы, школы – интернаты, лаборатории, предприятия общественного питания, клубы, дома культуры	+16
Театры, магазины, прачечные, пожарные депо	+15
Кинотеатры	+14
Гаражи	+10
Детские ясли-сады, поликлиники, амбулатории, диспансеры, больницы	+20
Бани	+25

Для жилых и общественных зданий при правильной эксплуатации максимальное значение коэффициента инфильтрации в большинстве случаев составляет 3  6 %, что лежит в пределах погрешности расчета теплопотерь. Поэтому для упрощения инфильтрацию не вводят в расчет, т.е. принимают  = 0. Для учета инфильтрации значение удельных теплопотерь принимают с небольшим запасом.

Теплопотери инфильтрацией промышленных зданий нередко достигают 25  30 % теплопотерь через наружные ограждения, и их необходимо учитывать при расчете.

Как видно из формулы Q_т = q₀V (t_в – t_н), максимальные теплопотери теплопередачей через наружные ограждения соответствуют минимальному значению t_н, т.е. наинизшей температуре наружного воздуха. Естественно, возникает вопрос, по какой наружной температуре следует определять расчетный расход теплоты на отопление? Если это расход определять по минимальной наружной температуре, когда - либо наблюдавшейся в данной местности, то получаются чрезмерно завышенные мощности тепловых установок, так как минимальная наружная температура имеет, как правило, весьма кратковременный характер (2 – 3 суток) Рассчитывать системы отопления на самые низкие температуры экономически нецелесообразно. Поэтому при определении расхода теплоты на отопления исходят не из минимального значения наружной температуры, а из другого, более высокого, так называемого расчетного значения наружной температуры для отопления

---

t_н.о, равного средней температуре наиболее холодных пятидневок, взятых из восьми наиболее холодных зим за 50-летний период. Значения t_н.о. для различных городов России приведены нижев табл.1.12:
Таблица 1.12

Расчетные значения наружной температуры для отопления

Город	tн.о..0С
Архангельск	-32
Воронеж	-25
Волгоград	-22
Москва	-25
Ростов-на-Дону	-22
Санкт-Петербург	-25

Существуют специальные таблицы, в которых приведены расчетные наружные температуры для городов стран СНГ.

Для определения расчетного расхода теплоты на отопления по укрупненным показателям ниже в табл.1.13 приведены значения удельных теплопотерь жилых и общественных зданий нового строительства для климатических районов с расчетной наружной температурой для отопления t_н.оминус 30 ⁰С:

Таблица 1.13

Удельные теплопотери зданий

Этажность застройки	1	2-3	4-5	6 и более
Удельные теплопотери. Дж/(м3·с·К)	0,7 – 0,8	0,47 – 0,58	0,42 – 0,47	0,35 – 0,4

Удельные теплопотери жилых и общественных зданий с наружным объемом V3000 м³, сооруженных по новым проектам после 1985 г, а также более утепленных зданий, сооруженных ранее, в районах с расчетной наружной температурой для отопления t_н.о = -30 ⁰С могут быть ориентировочно определены по эмпирической формуле Всероссийского теплотехнического института (ВТИ):

q₀ = .
Для зданий, расположенных в других климатических районах,

q^/₀=(1,3 – 0,01t^/_н.о) q₀,
где t ^/_н.о – расчетная наружная температуры для отопления, отличная от –30

---