Учебное пособие 800614

и коэффициент теплопередачи по формуле (7):

K = 2,185 = 0,35 Вт/(м2 оС).

Для перекрытий чердачных и над неотапливаемыми подвалами толщину утеплителя и коэффициент теплопередачи определяем аналогично.

По табл. 3, зная градусо-сутки отопительного периода, находим требуемое сопротивление теплопередаче окон и балконных дверей, по которому, используя табл. 4, выбираем равное или ближайшее большее приведенное сопротивление теплопередаче и соответствующую конструкцию окна.

Для примера 2.1. Rreq = 0,375 Вт/(м2 оС), Rо = 0,39 Вт/(м2 оС), что соответствует двойному остеклению в деревянных или пластмассовых

спаренных переплетах.

При этом коэффициент теплопередачи окон и балконных дверей составит:

KОК = 0,139 = 2,56 Вт/(м2 оС).

Следует отметить, что наружные ограждения нужно проверять на теплоустойчивость, воздухопроницаемость и сопротивление паропроницанию по [3], однако при выполнении данного курсового проекта указанные проверки допускается не выполнять.

2.2. Проверка конструкций ограждений на конденсацию водяных паров на их внутренней поверхности

Конденсация водяных паров на внутренней поверхности ограждений наблюдается при Rо < RоТР . При Rо > RоТР проверку на образование

конденсации водяных паров на внутренней поверхности стен можно не производить. В этом случае проводят проверку на образование конденсации водяных паров только в углу наружных стен. Температура внутренней поверхности ограждений τВ, оС, определяется по формуле

где ϕВ – относительная влажность воздуха, %; Е – упругость водяных паров в состоянии полного насыщения, Па,

Пример 2.2. Требуется произвести проверку наружной стены на конденсацию водяных паров в углу помещения.

Необходимые данные для расчета взяты из примера 2.1. Относительная влажность воздуха в помещении 52 %.

Решение.

1. Определяем температуру внутренней поверхности стены по формуле (9):

τВ =18 − 0,115 [18 −(−23)]=16,35 oC. 2,85

2. Определяем температуру на внутренней поверхности стены в углу помещения:

τy =16,35 −0,18[(18 −(− 23)) (1−0,23 2,85)]=13,81 оС.

3.Упругость в состоянии полного насыщения водяными парами:

E= 477 +133,3(1+ 0,14 18)2 = 2128 Па.

4.Упругость водяного пара в воздухе помещения:

e = 212810052 =1106,56 Па.

5. Температура точки росы:

tТ.Р. = 20,1−(5,75 −0,00206 1106,56)2 = 7,06 оС.

12

Так как температура внутренней поверхности наружной стены в углу помещения (τу=13,81 оС) выше, чем температура точки росы ( τТ.Р.=7,06 оС), то конденсации водяных паров в углу помещения не будет.

3. РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ МОЩНОСТИ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ

3.1. Уравнение теплового баланса

Расчет тепловой мощности системы отопления следует проводить по методике [5, 6], согласно которой расчетная тепловая нагрузка системы отопления QОТ, Вт, определяется по формулам:

а) для комнат жилых зданий:

при QИ >QВ

где QОГР – основные и добавочные потери теплоты через ограждающие конструкции, Вт;

QБЫТ – бытовые тепловыделения, Вт;

QИ – расход теплоты на нагревание поступающего в помещение наружного воздуха в результате инфильтрации через неплотности наружных ограждений, Вт;

QВ – расход теплоты на нагрев поступающего в помещение наружного воздуха исходя из санитарной нормы вентиляционного воздуха, Вт.

Основные и добавочные потери теплоты через ограждающие конструкции QОГР, Вт, вычисляются по формуле с округлением до 10 Вт:

где А – расчетная площадь ограждающей конструкции, м2;

K– коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции, Вт/(м2 .оС); tВ, tН и n – то же, что в формуле (1); β - добавочные потери теплоты в

долях от основных потерь, определяемые в соответствии с рис. 3.1.

13

Бытовые теплопоступления QБЫТ, Вт, для жилых комнат определяют по формуле

где АП – площадь пола помещения, м2.

Расход теплоты QИ, Вт, формулы (14), (16), на нагревание инфильтрующегося воздуха определяют по формуле

где GИН – расход инфильтрующегося воздуха, кг/ч; при выполнении курсового проекта допускается определять только через окна и балконные двери по формуле (21);

СР – удельная теплоемкость воздуха, равная 1,005 кДж/(кг.оС); tВ и tН – то же, что в формуле (17);

k – коэффициент учета влияния встречного теплового потока: для окон с тройными переплетами k=0,7;

для окон и балконных дверей

с двойными раздельными переплетами k=0,8; для окон со спаренными переплетами k=1.

Расход теплоты QВ, Вт, формула (14), на нагревание вентиляционного воздуха для жилых зданий определяют по выражению

где LН – расход удаляемого воздуха, в м3, не компенсируемый подогретым приточным воздухом; для жилых зданий – удельный нормативный расход составляет 3 м3/ч на 1 м2 жилых помещений, следовательно LН = 3·АП;

СР, tВ, tН и k – то же, что в формуле (19);

ρВ – плотность воздуха в помещении, кг/м3.

где АОК – площадь световых проемов (окон, балконных дверей и фонарей) м2;

RИ – сопротивление воздухопроницанию заполнений световых проемов (окон, балконных дверей), (м2 .ч.Па)/кг, принимается по табл. 5 или 3, прил. 10*];

∆Р – расчетная разность давлений на наружной и внутренней поверхностях каждой ограждающей конструкции, Па, которую можно вычислить по формуле

15

Пример 3.1. Требуется определить расход теплоты на нагревание воздуха, инфильтрующегося через окна трехэтажного здания, по условиям

примера 2.1.

План комнаты № 101 показан на рис. 3.2; разрез здания – на рис. 3.3. Расчетная скорость ветра ϑН = 3,1 м/с. Так как окна были приняты с двойным остеклением в деревянных спаренных переплетах, то при уплотненном пенополиуретаном притворе сопротивление воздухопроницанию светового проема составит 0,26 (м2чПа)/кг (см. табл. 5).

Решение. По формуле (22) определяем расчетную разность давлений воздуха снаружи и внутри здания на уровне верха окна для первого этажа ∆Р1, второго ∆Р2 и третьего этажа ∆Р3; но вначале по формуле (23) вычисляем плотности наружного и внутреннего воздуха:

∆P1 = (9,75 −3,05) (1,4 −1,2) 9,81 + 0,5 3,12 1,4 (0,8 + 0,6) 0,65 =19,52 Па;

∆P2 = (9,75 − 6,05) (1,4 −1,2) 9,81 + 0,5 3,12 1,4 (0,8 + 0,6) 0,65 =13,52 Па;

∆P3 = (9,75 −9,05) (1,4 −1,2) 9,81 + 0,5 3,12 1,4 (0,8 + 0,6) 0,65 = 7,52 Па.

Рис. 3.2. План помещений (к примеру 3.1)

17

Рис. 3.3. Разрез помещений (к примеру 3.1)

По формуле (21) определяем расход инфильтрующегося воздуха через неплотности в оконных проемах для первого GИН1, второго GИН2 и третьего GИН3 этажей:

Расход теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха вычисляем по формуле (19):

QИ1 = 0,28 10,95 1 (20 + 23) 1 =132 Вт;

QИ2 = 0,28 8,56 1 (20 + 23) 1 =103 Вт;

QИ3 = 0,28 5,78 1 (20 + 23) 1 = 70 Вт.

По формуле (18) определяем бытовые теплопоступления:

QБЫТ =10 15,7 =157 Вт.

18

Вычисляем по формуле (20) затраты теплоты на нагревание вентиляционного воздуха исходя из санитарно-гигиенических требований:

QВ = 0,28 3 4,13 3,8 1,2 1 (20 + 23) 1 = 680 Вт.

Учитывая, что QВ оказалось больше, чем QИ, в расчет примем QВ.

Расчеты потерь теплоты сводим в табличную форму на специальном бланке – табл. 6 или [6, табл. 5.2].

Пример 3.2. Используя условия примеров 2.1 и 3.1, определить потери теплоты для жилой угловой комнаты № 101 (см. рис. 3.2).

Расчет сводим в табл. 6.

Решение. Расчетная тепловая нагрузка на систему отопления жилой комнаты № 101, определенная по формуле (15), составляет:

QОТ =830 +680 −157 =1353 Вт.

Суммируя тепловую нагрузку на систему отопления всех помещений здания, получим расчетную тепловую мощность системы отопления здания.

3.2.Определение удельной тепловой характеристики здания

ирасхода топлива за отопительный период

После определения расчетной тепловой мощности системы отопления здания QОТ, Вт, вычисляем его удельную тепловую характеристику q, Вт/(м3.оС):

(высота здания определяется от уровня земли до верха утеплителя), м3;

19

tВСР -tН – расчетная разность температур между средней температурой воздуха в отапливаемых помещениях и температурой наиболее холодной пятидневки, оС.

Расход теплоты, QГОД, за отопительный период на отопление здания определяют по формуле

где QОТ – отопительная нагрузка здания, Вт; tВ и tН – то же, что и в формуле (17);

tСР.ОП – средняя за отопительный период температура наружного воздуха, 0С, (прил. 1);

z – продолжительность отопительного периода, сут, (прил. 1). Расход топлива для отопления жилого дома за отопительный период

QГОД – то же, что в формуле (25);

η – коэффициент полезного действия котельной установки:

при сжигании каменного угля η =82 - 85%;

при сжигании газа η =89 - 95%.

20