Определение тепловыделений и теплопотерь здания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Карагандинский государственный технический университет

Контрольная работа

по дисциплине: Теплоснабжение

Руководитель

Исаев В.Л.

Студент __ЭЭ-12-4___

Гановский А.В

2015

П. 2.1. Для города Астана определить удельные и расчетные теплопотери через наружные ограждения здания длиной 86 м, шириной 14 м и высотой 20 м. Коэффициент остекления (отношение поверхности окон к общей поверхности вертикальных наружных ограждений) ц=0,2. Коэффициент теплопередачи стен, окон, потолка и пола: К_ст=1,20 Вт/(м²•⁰С); К_ок=3,23 Вт/(м²•⁰С); К_пт=0,90 Вт/(м²•⁰С); К_пл=0,77 Вт/(м²•⁰С).

Коэффициенты снижения расчетной разности температур для стен, окон, потолка и пола: ш_ст= ш_ок=1; ш_пт=0,8; ш_пл=0,6.

Температура внутреннего воздуха t_в.р.=18 ⁰С, расчетная для отопления температура наружного воздуха t_н.о.=-35 ⁰С.

Решение:

Поверхности стен, окон, потолка и пола:

Наружный объем здания:

Удельные теплопотери теплопередачей через наружные ограждения здания:

Расчетные теплопотери теплопередачей через наружные ограждения здания:

(Напомним, что 1 Вт = 1 Дж/с; 1 кВт•ч = 860 ккал; 1 МВт = 1 МДж/с)

П. 2.2 Для здания, указанного в примере 2.1, определить внутренние тепловыделения, теплопотери за счет инфильтрации и расчетную нагрузку отопления. Для определения внутренних тепловыделений принять объемный коэффициент здания:

К_об = V/F_* = 6,4 м³/м²,

где:

F_* = жилая площадь, м²,

Удельные тепловыделения (на 1 м² жилой площади):

q_тв =20 Вт/м².

Для определения отношения теплопотерь инфильтрации к теплопотерям теплопередачи через наружные ограждения используется приближенная формула:

где:

- тепловая инфильтрация, Вт;

- теплопотери теплопередачи через наружные ограждения, Вт;

Н - высота здания, м;

L = 0,25•Н = 0,25•20 = 5м - расчетная высота для среднего этажа здания;

;

;

- температуры внутреннего и наружного воздуха, в Кельвинах;

- скорость ветра , м/с; ( для города Астана )

- 0,6;

в - поправочный коэффициент, учитывающий несовпадения во времени принятых в расчете скорости ветра и температуры наружного воздуха (по СНиП для европейской части СССР в = 0,6);

b - коэффициент воздухонепроницаемости окон для наиболее простого уплотнения их притворов, b = 0,035 с/м (постоянная величина) при = 1,42 кг/ м³, - плотность воздуха при температуре , кг/м³ .

Решение:

Из примера 2.1 имеем V = 24080 м³; = кВт.

Жилая площадь здания:

Внутренние тепловыделения:

Теплопотери инфильтрации в долях от :

Теплопотери инфильтрацией при ⁰ С:

= 0,194 = 80,7 кВт,

Тепловая нагрузка отопления:

= 416 + 80,7 - 75,2 = 421,5 кВт;

Проведенный расчет показывает, что расчетные теплопотери инфильтрации сравнимы с внутренними тепловыделениями. В связи с этим для упрощения в дальнейших расчетах по определению тепловой нагрузки отопления жилых зданий будем принимать и

При разницу в значениях и для упрощения расчетов также учитывать не будем. теплопотеря водоснабжение отопление

П. 2.3 Для здания, рассмотренного в примерах 2.1 и 2.2. определить:

1) средненедельную, среднюю за сутки максимального потребления и максимальную тепловую нагрузку горячего водоснабжения для зимнего периода. При расчете принять: обеспеченность жилой площадью f_ж = 10 м²/чел.; средненедельный расход воды за сутки на человека, а = 105 кг/(сут.чел.) (смотреть приложение 3); температура холодной воды для зимнего периода t_х.з. = +5 ⁰С; температура местной нагретой воды t_г =60 ⁰С; коэффициент недельной неравномерности расхода воды ч_Н = 1,2; коэффициент суточной неравномерности расхода воды за сутки наибольшего водопотребления ч_с = 1,83; удельная теплоемкость воды с = 4190 Дж/(кг*°С).

2) тепловую нагрузку горячего водоснабжения для летнего периода при температуре холодной воды t_х = +15 ⁰С; коэффициент, учитывающий снижение летнего расхода воды на горячее водоснабжение за счет миграции жителей, ш_л = 0,8.

Решение:

Из примера 2.2 известно F_ж = 3760 м², число жителей здания:

1) Тепловые нагрузки горячего водоснабжения для зимнего периода средненедельная, средняя за сутки максимального потребления и максимальная:

Отношение нагрузок горячего водоснабжения в зимний период к расчетной отопительной нагрузке:

2) Тепловые нагрузки горячего водоснабжения для летнего периода:

П. 2.4 Определить годовые расходы теплоты на отопление, горячее водоснабжение и суммарный для здания, рассмотренного в примерах 2.1. и 2.3, средняя температура наружного воздуха за отопительный период , длительность отопительного периода , длительность летнего периода

Решение: Средняя за отопительный период нагрузка отопления определяется перерасчетом:

Годовой расход теплоты на отопление:

Годовой расход теплоты на горячее водоснабжение подсчитывается для зимнего и летнего периода отдельно:

Суммарный годовой расход теплоты:

П. 2.5 Построить годовой график продолжительности отопительной нагрузки. Расчетная нагрузка при температуре наружного воздуха t_н.0.= - 35 ^оС и внутренней температуре t_в.р.=18 ^оС составляет (кДж/с).

Число часов за отопительный период со среднесуточной температурой наружного воздуха, равной или ниже рассматриваемой, принять по табл 2.1. (для условий города Астана).

Таблица 2.1

Пользуясь графиком, посчитать годовой расход теплоты на отопление, а также коэффициент использования максимума отопительной нагрузки за отопительный период.

Решение:

Тепловая нагрузка отопления при произвольной температуре наружного воздуха может быть определена по зависимости:

Эта зависимость линейная и для построения графика Q=f(t_н) достаточно знать 2 точки. Одна из них = -35 ^оС известна из заданных условий, . Другую при ^оС (начало и конец отопительного периода) находим:

Наносим эти точки в левом верхнем квадранте рисунок 2.1. и проводим прямую линию.

В нижнем левом квадранте по данным таблицы 2.1. строим график n=f(t_н), где n -- число часов отопительного периода, когда температура воздуха равна рассматриваемому произвольному значению t_н или ниже его.

В нижнем правом квадранте проводим вспомогательную прямую для перевода часов в секунды, то есть проводим графическое умножение на 3600. Значение времени n в секундах (или в Мегасекундах) откладываем на оси абсцисс графика Q= f(n), размещённого в верхнем правом квадранте.

Построение графика Q= f(n) начинаем с переноса на его ось ординат расчетной тепловой нагрузки ( с графика Q=f(t_н). В результате получаем точку 1.

Далее задаемся температурой наружного воздуха t_н=-30 ^оС и определяем для нее по графику Q= f(t_н) тепловую нагрузку, а по графику n= f(t_н) продолжительность периода стояния температуры наружного воздуха t_н=-30 ^оС и ниже. Проводим горизонтальную линию до вспомогательной прямой и откладываем результат на оси абсцисс графика. По величинам Q и n наносим на график Q=f(n) точку 2.

Аналогично находим остальные точки.

При построении графика Q=f(n) можно обойтись без двух нижних квадрантов, если значение времени «n» из табл. 2.1 в секундах (мегасекундах) непосредственно откладывать на оси абсцисс этого графика.

Находим площадь, ограниченную кривой Q=f(n) и осями координат графика. Для этого разбиваем эту площадь на прямоугольные трапеции, опуская перпендикуляры из каждой полученной точки кривой на ось абсцисс. Число трапеций будет равно числу периодов стояния температур наружного воздуха. Площадь каждой трапеции равна произведению её средней линии на высоту, которой здесь является основание, лежащее на оси абсцисс. Основание каждой трапеции будет равно длительности соответствующего периода стояния температуры в секундах, известной из условий. Средняя линия каждой трапеции будет равна среднему арифметическому значению тепловой нагрузки для данного периода (в кДж/с) и определяется по точкам на графике Q=f(t_н).

Сложив площади всех трапеций, получим:

Средняя нагрузка за отопительный период:

Коэффициент использования максимума тепловой нагрузки за отопительный период:

П. 2.6 Тепловая нагрузка (по примеру 2.5) покрывается теплотой вторичных энергоресурсов и от котельной. Тепловая мощность вторичных энергоресурсов равна 50% расчетной тепловой нагрузки. Котельная работает только при низких температурах наружного воздуха. Определить годовой расход теплоты вторичных энергоресурсов.

Решение:

Суммарный годовой расход теплоты (см. пример 2.5) Q^год =4031 ГДж/год.

Для определения количества теплоты, отпущенной за год за счет вторичных энергоресурсов, проводим на графике Q=f(n) горизонтальную линию с ординатой, равной тепловой мощности вторичных энергоресурсов (рис. 2.1):

Площадь графика ниже этой линии будет соответствовать количеству теплоты, отпускаемой за год за счет вторичных энергоресурсов, и определяется, также как и в п. 2.5, суммированием площадей трапеций и прямоугольников, лежащих внутри этой площади:

Остальная часть нагрузки в количестве 4031 - 3307 = 724 ГДж/год покрывается от котельной.

Таким образом, для отопительной нагрузки при относительной тепловой мощности вторичных энергоресурсов

и ниже, относительный годовой отпуск теплоты за счет этих ресурсов составит:

То есть, 82% общего годового расхода теплоты.

Рисунок 2.1 -- Годовой график продолжительности отопительной нагрузки

Размещено на Allbest.ru