Лекция 2. Тепловой баланс помещения. Тепловая мощность системы отопления

1. Тепловой баланс помещения. Тепловая мощность системы отопления.

Лекция 2
Тепловой баланс помещения.
Тепловая мощность системы
отопления.
§ 1. Тепловой баланс помещения. Тепловая мощность системы
отопления.
§ 2 Потери теплоты через ограждающие конструкции
§ 3 Потери тепла на нагрев вентиляционного воздуха
§ 4 Удельная тепловая характеристика
§ 5 Расчёт потерь тепла по укрупнённым показателям
§ 6 Особенности расчёта теплопотерь в других странах

2. § 1. Тепловой баланс помещения. Тепловая мощность системы отопления.

Тепловой баланс – соотношение между теплопотерями и
теплопоступлениями в помещении.
Тепловая мощность отопительной установки:
Qот = Qпот – Qвыд, Вт
(2.1)
где: Qпот – суммарные теплопотери помещения, Вт;
Qвыд – суммарные тепловыделения в помещении, Вт.

3.

суммарные теплопотери помещения:
Qпот=Qогр+Qн+Qмат+Qтезн+Qвент+….+Qi, Вт
(2.2)
суммарные тепловыделения в помещении:
Qвыд=Qл+Qоб+Qэл+Qмат+Qтехн+……+Qi, Вт
(2.3)

4. Расчетная тепловая мощность, кВт, системы отопления:

Q Q1 b1 b2 Q2 Q3
(2.4)
где Q1 - расчетные тепловые потери здания, кВт;
b1- коэффициент учета дополнительного теплового потока
устанавливаемых отопительных приборов за счет
округления сверх расчетной величины;
b2 - коэффициент учета дополнительных потерь теплоты
отопительными приборами, расположенными у наружных
ограждений при отсутствии теплозащитных экранов;
Q2 - потери теплоты, кВт, трубопроводами, проходящими в
неотапливаемых помещениях;
Q3 - тепловой поток, кВт, регулярно поступающий от
освещения, оборудования и люден, который следует
учитывать в целом на систему отопления здания. Для жатых
домов величину следует учитывать из расчета 0.01 кВт на 1
м2 общей площади.

5.

6. Расчетные тепловые потери , кВт (2.5)

Расчетные тепловые потери , кВт
Q1 (Qa Qв )
(2.5)
где: Qa - тепловой поток, кВт, через ограждающие
конструкции;
- потери теплоты, кВт, на нагревание
вентиляционного воздуха.
Qв

7. § 2 Потери теплоты через ограждающие конструкции

Расчетные потери теплоты Qа через ограждающие конструкции:
1
tв tн 1 n 10 3
Qa А
(2.6)
R0
где А - площадь ограждения, м2 ;
Rо- сопротивление теплопередаче ограждения, м² ºС/Вт;
tв- расчетная температура внутреннего воздуха, °С;
tн5 - расчетная температура наружного воздуха, равная
температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью
0,92 , °С;
n - коэффициент, учитывающий положение ограждения по
отношению к наружному воздуху;
β - коэффициент, учитывающий добавочные теплопотери
сверх основных через ограждения (в долях от основных
теплопотерь).

8.

Определение площадей ограждающих конструкций
Рис. 2.1 Обмер площадей в плане и по высоте
НС – наружная стена, ПЛ – пол, ПТ – потолок, О – окно
Определяется с точностью до 0,1 м2

9.

Сопротивление теплопередаче ограждения Ro ( м² ºС/ Вт)
принимают по фактическим данным исходя из условия:
Ro > Rн,
(2.7),
где: Rн – нормативное значение сопротивления теплопередаче
ограждения ( м² ºС/ Вт)

10.

Для полов на грунте и стен, расположенных ниже уровня
земли, сопротивление теплопередаче следует
определять по зонам шириной 2 м. параллельным
наружным стенам, по формуле:
Rn Rc
(2.8)
где Rc - сопротивление теплопередаче, м2 °С/Вт,
для I зоны - 2,1,
для второй - 4,3,
для третьей зоны - 8,6
для оставшейся площади пола - 14,2;
- толщина утепляющего слоя, м, учитываемая при
коэффициенте теплопроводности утеплителя λ<1,2
Вт/м2 °С

11.

Теплопотери через полы на лагах
рассчитываются также по зонам, только
сопротивление теплопередаче каждой зоны пола
на лагах принимается равным:
Rл 1,18( Rc )
Разбивка
м² ºС/Вт .
пола на зоны производится для пола
всего здания, а не по отдельным помещениям

12. Расчётная температура внутреннего воздуха

За расчётную температуру внутреннего воздуха
принимается:
а) для ограждений, находящихся в зоне до 4м от уровня
пола – tр.з – температура рабочей зоны
б) для ограждений, находящихся в зоне выше 4-х
tBH
t p. з. t yx
2
(2.9)

13.

в) для перекрытий и покрытий при высоте помещения более
4м – tух. – температура уходящего воздуха,
определяемая:
- для гражданских зданий :
tух. = tр.з +∆(Н-2) ºС,
(2.10)
где: Н – высота помещения, м;
∆ - температурный градиент помещения, принимаемый в
пределах (0,5—1.5);
- для промышленных зданий:
tух. = tр.з + Кt (tр.з - tпр) ºС
где:
(2.11)
tпр ,температура приточного воздуха, ºС;
Кt – коэффициент эффективности воздухообмена по
теплоизбыткам

14. Добавочные потери тепла β.

а) для наружных вертикальных и наклонных ограждений,
ориентированных на направления, откуда в январе дует ветер со
скоростью, превышающей 4,5 м/с с повторяемостью
не менее 15% (ДСТУ-Н Б В.1.1-27:2010 Будівельна кліматологія) в
размере β= 0,05 при скорости ветра до 5 м/с и в размере β= 0,10
при скорости 5м/с и более; при типовом проектировании
добавочные потери следует учитывать
в размере
0,05 для
всех помещений;
б) для наружных вертикальных и наклонных ограждений
многоэтажных зданий в размере
для зданий с числом этажей 16 и более
- β= 0,20 для первого и второго этажей;
- β= 0,15 для третьего;
- β= 0,10 для четвёртого этажа зданий с числом этажей 16 и более;
для 10-15 – этажных зданий
- β= 0,10 для первого и второго этажей
- β= 0,05 – для третьего этажа.

15. § 3 Потери тепла на нагрев вентиляционного воздуха Qв, Вт

- при подогреве наружного воздуха в объёме однократного
воздухообмена
Qв = 0,337 Ап h (tв - tн),
(2.12)
где: Ап - площадь пола помещения с окном, м²;
h - высота помещения от пола до потолка, м, но
не более 3,5 м.
- при подогреве воздуха с объёмом вытяжки менее
однократного воздухообмена в час
Qв = 0,278 L ρ С (tв - tн),
где: L – объём воздуха, м³/час
ρ – плотность воздуха, кг/м³
(2.13)

16.

Потери теплоты Qв, Вт на нагревание наружного
воздуха, проникающего во входные вестибюли (холлы)
и лестничные клетки при отсутствии воздушнотепловых завес:
Qв= 0,7В(Н+0,8Р)(tв - tн)
(2.14)
где: Н – высота здания, м
В – коэффициент, учитывающий количество
входных тамбуров. При одном тамбуре (две двери)
В=1,0; при двух тамбурах (три двери) В=0,6
Р – количество людей, проживающих в здании

17.

Потери теплоты , кВт, трубопроводами, проходящими в
неотапливаемых помещениях, следует определять по
формуле:
Q2 ql 10 3
(2.15)
где l - длины участков тепле изолированных трубопроводов
различных диаметров, прокладываемых в неотапливаемых
помещениях;
q - нормированная линейная плотность теплового потока
теплоизолированного трубопровода, принимаемая по п. 3.23.

18. Величину расчетного годового теплопотребления системой отопления здания , ГДж. следует рассчитывать по формуле:

Qгод 0,086Q D a b c /(tв tн )
(2.16)
где D - количество градусо-суток отопительного периода;
а - коэффициент, равный 0,8. который необходимо
учитывать, если система отопления оборудована
приборами автоматического уменьшения тепловой
мощности в нерабочее время;
b - коэффициент, разный 0,9, который необходимо
учитывать, если более 75% отопительных приборов
оборудованы автоматическими терморегуляторами;
с - коэффициент, разный 0,95, который необходимо
учитывать, если на абонентском вводе системы
отопления установлены приборы автоматического
пофасадного регулирования.

19. Расход теплоносителя G, кг/ч d системе отопления

G 3,6 10 Q /(c t )
3
(2.17)
где
с - удельная теплоемкость воды, принимаемая
равной 4,2 кДж/(кг 0С);
Δt - разность температур. °С, теплоносителя на
входе в систему и на выходе из нее;
Q - тепловая мощность системы, кВт.
определенная по формуле (2.4) с учетом бытовых
тепловыделений .

20. Расчетную тепловую мощность , кВт, каждого отопительного прибора следует определять по формуле

Qпр Qа Qв Qв н 0,9Qтр Q3n
(2.18)
где Qвн - потери теплоты, кВт, через внутренние стены,
учитывается при разности температур между внутренними
помещениями 3 0С;
Q тр
- тепловой поток. кВт, от неизолированных
трубопроводов отопления, прокладываемых в помещении;
Q3 n - тепловой поток, кВт, регулярно поступающий в
помещение от электрических приборов, освещения,
технологического оборудования, коммуникаций,
материалов и других источников. При расчете тепловой
мощности отопительных приборов жилых, общественных и
административно-бытовых зданий величину учитывать не
следует.

21. § 4 Удельная тепловая характеристика

Q зд
q0
V н t в t н.5
Вт/(м3К)
(2.19)
где Qзд - общие теплопотери здания, Вт
Vн - объем отапливаемой части здания по внешнему
обмеру, м3 ;
(tв-tн.5) - расчетная разность температур для основных
помещений здания.
Для жилых и общественных зданий оценку производят по
расходу теплоты, отнесенному 1 м2 общей площади.

22. По удельной характеристике определяют потери теплоты зданием по укрупненным показателям:

Q зд q 0 t Vн t в t н.5
(2.20)
где βt - поправочный коэффициент, учитывающий
изменение удельной тепловой характеристики при
отклонении фактической расчетной разности
температур от 48°:
22
t 0.54
t в t н.5
(2.21)