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:

, (2.7)

= + (2.8)

= + (2.9)

где - суммарные добавочные потери теплоты через ограждающие конструкции здания, Вт, [5];

- добавочные потери теплоты на инфильтрацию Вт, [5];

- бытовые тепловыделения, Вт, [5];

- основные потери теплоты через ограждающие конструкции здания, Вт, [5];

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

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

Методика расчета величин, входящих в формулы (2.6 - 2.8), приводится в разделах 2.3.1 – 2.3.6.

 

Основные потери теплоты через ограждающие конструкции здания

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:

(2.10)

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

А - расчетная площадь поверхности ограждающей конструкции, м²;

t_в - расчетная температура воздуха помещения, °С, (таблица 2.1);

t_н - расчетная температура наружного воздуха, °С принимаемая по параметрам Б (приложение А);

n – коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности, по отношению к наружному воздуху (таблица 2.6).

Вычисление теплопотерь производят 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 правилам обмера в соответствии с [7]. При этом, необходимо предварительно вычертить планы здания в масштабе 1:100. Толщина наружных ограждений должна быть вычерчена в масштабе, в соответствии с данными теплотехнического расчета.

По общим правилам обмера значения размеров принимаются: ПРИЛОЖЕНИЕ 3 стр.21 МУ КАЗАНЬ

1) площадь окон и дверей - по наименьшим размерам проемов в свету;

2) площадь потолков и полов - по расстоянию между осями внутренних стен и расстоянию от внутренней поверхности наружных стен до осей внутренних стен;

3) высота стен первого этажа - по расстоянию от уровня чистого пола первого этажа до уровня чистого пола второго этажа;

4) высота стен промежуточного этажа - по расстоянию между уровнями чистого пола данного и вышележащего этажей;

5) высота стен верхнего этажа - по расстоянию от уровня чистого пола до верха утеплителя чердачного перекрытия;

6) ширина наружных стен:

- для неугловых помещений - по расстоянию между осями внутренних стен;

- для угловых помещений - по расстоянию от внешних поверхностей наружных стен до осей внутренних стен.

Линейные размеры ограждающих конструкций необходимо определять с точностью 0,1 м, а площадь - с точностью 0,1 м².

Для лестничных клеток при расчете теплопотерь площадь наружной стены измеряют по высоте от поверхности пола 1 этажа до верха конструкции чердачного перекрытия. Учитывают теплопотери через наружные стены, наружную дверь, оконные проемы, чердачное перекрытие, перекрытие над подвалом.

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

- толщина наружной стены – по расчету

- толщина чердачного перекрытия – 200 мм;

- толщина перекрытия над подвалом – 300 мм.

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

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

Размеры балконной двери – 2,75х0,87 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 2.9.

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 2.9 (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 графе 5 с учетом правил обмера указываем размеры (ахb), м, наружных ограждений с точностью до 0,1 м. Например, в помещении 101 размеры наружной стены, ориентированной на С, составляют 4,5х3,3; размеры окна, ориентированного на С - 1,8х1,5 и т.д.

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

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

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

9. В графе 9 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 10.

11. В графе 11 таблицы 2.9 проставляем коэффициент, учитывающий положение наружного ограждения по отношению к наружному воздуху, n.

Таблица 2.9 - Ведомость расчета теплопотерь и бытовых теплопоступлений

Номер помещения и его назначение

Температура внутреннего воздуха tв, °С

Характеристика ограждения

Расчетная температура наружного воздуха, tн, °С

Расчетная разность температур, tв - tн, °С

Коэффициент теплопередачи ограждения k, Вт/(м^2 °С)

Основные теплопотери, Q0=k×A×(tв­tн)^.n, Вт

Коэффициент n

Коэффициенты дополнительных теплопотерь

Теплопотери с учетом добавок, Вт Qоб.=Q0+Qд

Суммарные теплопотери с учетом добавок, Вт, å Qоб

Расход теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха, Вт, Qи

Бытовые выделения, Вт, Qбыт=10·Ап

Полные теплопотери, Вт, ∑Qт.п.

Наименование

Ориентация

Размеры a х b, м^2

Площадь, А, м^2

на ориентацию

на открывание наружных дверей

Первый этаж

Второй этаж

Третий этаж

Теплопотери всего здания, åQт.п., Вт

2.3.2 Дополнительные потери теплоты через ограждающие кон­струкции на ориентацию здания

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:

- 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.

определяются по формуле:

(2.11)

где - коэффициент дополнительных потерь теплоты на ориен­та­цию.