Книги / Махов Л.М. Отопление учеб. для вузов

Рис. 19.6. Изменение теплового и температурного режимов рабочего помещения в течение

четырех дней недели в зимнее время: а - изменение теплопоступлений; 6 - изменение тем-

пературных параметров

Показатель теплопоглощения ограждений Рогр, Вт/°С, выражающий изменение темпера-

туры воздуха помещения, вычисляют с учетом коэффициента теплопоглощения для каж-

дого ограждения, а также коэффициента прерывистости теплового потока О.[6]:

Коэффициент прерывистости определяют в зависимости от отношения продолжительно-

сти нагревания (натопа) к общей продолжительности не рабочего периода (например, 16 ч

при односменной работе).

В формулу (19.10) входит также величина ЛПОМ? Вт/°С - показатель интенсивности кон- вективного теплообмена на всей площади поверхности ограждений помещения, вычис-

ляемый по формуле

где ак ср - осредненный по поверхности всех ограждений коэффициент конвективного теп- лообмена (в зимних условиях - 4,0 Вт/(м2-°С)).

Таким образом, теплоустойчивость помещения можно характеризовать отношением пока-

зателей УПОМ и Лпом? входящих в уравнение (19.10). Установим возможные значения пока-

зателя теплоустойчивости помещения Упом/Апом при его ограждающих конструкциях из различных распространенных материалов (табл. 19.2).

491

Таблица 19.2. Показатель теплоустойчивости помещения при использовании раз-

личных материалов в его ограждающих конструкциях

При прерывистом отоплении минимальная температура помещения, которая устанавлива- ется к концу периода отключения отопления (режима охлаждения), зависит от теплоус- тойчивости, а также теплозащитных свойств наружных ограждений этого помещения.

На рис. 19.7 даны обобщенные результаты расчетов минимальной температуры воздуха в четырех помещениях площадью около 50 м2 с тремя окнами (с двойным и тройным остек- лением) и ограждениями, выполненными по вариантам—, приведенным в табл. 19.2. При расчетах принято: температура наружного воздуха1н 20 °С, работа в помещениях одно- сменная, помещения рядовые на среднем этаже здания, отопление помещений отключено в конце работы.

Видно, что минимальная температура воздуха после прекращения отопления в течение 16

ч существенно зависит как от теплоустойчивости помещений, так и их теплозащиты. По

мере возрастания этих показателей повышается и минимальная температура воздуха, т.е. замедляется охлаждение помещений. Можно также установить, что для обеспечения в ре- жиме охлаждения минимальной температуры 12 °С следует стремиться к повышению те-

плоустойчивости и теплозащитных свойств ограждений помещений.

С другой стороны, при повышении теплоустойчивости помещений экономия теплоты в условиях прерывистого отопления будет сокращаться. Это объясняется сохранением в

режиме охлаждения повышенного уровня теплопотерь через ограждения вследствие более высокой температуры помещений. Кроме того, при повышении теплоустойчивости (уве-

личении показателя УПом/Лпом) придется прибегать к более продолжительному нагреванию

помещений перед началом работы с соответствующим сокращением продолжительности

периода охлаждения. Расчеты показывают, что при прерывистом отоплении помещений повышенной теплоустойчивости теплозатраты возрастут на 4...5 % по сравнению с затра-

тами на отопление помещений пониженной теплоустойчивости.

Экономия теплоты, получаемая при переменном тепловом режиме, зависит не только от теплозащитных свойств ограждающих конструкций помещений, но и от тепловой мощно-

сти системы отопления. Применение переменного теплового режима при повышенных те-

плозащитных свойствах ограждений обеспечивает дополнительную экономию теплоты

492

вследствие сокращения продолжительности натопов и даже устранения промежуточных натопов (см. рис. 19.6) в условиях длительного охлаждения помещений в воскресные и праздничные дни. Продолжительность периода охлаждения может быть в этих случаях

увеличена вследствие относительного повышения минимальной температуры воздуха в

помещениях (на рис. 19.7 на 2,5...3°С).

Повышение тепловой мощности системы прерывистого отопления (по сравнению с мощ-

ностью постоянно действующей системы) при прочих равных условиях позволяет в еще

большей мере экономить теплоту. Расчеты для крупного административного здания в

климатических условиях Москвы показывают, что при увеличении тепловой мощности

системы отопления (коэффициента натопа) от 1,3 до 1,7 раза сокращается продолжитель-

ность натопа и экономия теплоты в год повышается, соответственно, с 15,4 до 19%.

Рис. 19.7. Зависимость минимальной температуры воздуха после ночного охлаждения (без

отопления) от теплоустойчивости помещений, имеющих окна с двойным (сплошная ли-

ния) и тройным (пунктирная линия) остеклением, при 1ц =-20 °С

Дополнительные затраты на увеличение тепловой мощности системы прерывистого ото- пления окупаются за счет уменьшения эксплуатационных расходов достаточно быстро, особенно при повышенной стоимости тепловой энергии и продолжительном отопитель-

ном сезоне.

Коэффициент натопа целесообразно увеличивать до 2...2,2 и выше, ограничивая его вели-

чину располагаемой мощностью теплового ввода в здание, рассчитанной на покрытие те-

плозатрат как на отопление, так и на вентиляцию в рабочее время. При этом мощность те-

плоисточника останется без изменения. Изменится лишь суточный график отпуска тепло-

ты с общей экономией ее в течение отопительного сезона. Общая экономия теплоты в те-

чение отопительного сезона при прерывистом отоплении различных зданий составляет

20...30 % по сравнению с теплозатратами на постоянное отопление.

Система прерывистого отопления может быть чисто воздушной, когда установки при-

точной вентиляции используются в предрабочий период времени для натопа в рециркуля-

ционном режиме. Более гибкой в эксплуатации является двухкомпонентная система ком- бинированного отопления (см. § 18.4). Такая система состоит из базисной (фоновой) части в виде водяного отопления (особенно при расположении рабочих мест близ световых про-

емов) и догревающей части - воздушного отопления для натопа. Водяное нерегулируемое

отопление предназначено для постоянного использования с выравниванием теплонедос-

493

татка в различно расположенных помещениях здания. Воздушное отопление осуществля-

ется установкой приточной вентиляции в рециркуляционном режиме, что ограничивает ее

тепловую мощность при натопе.

Расчет двухкомпонентной системы прерывистого отопления заключается не только в оп-

ределении тепловой мощности ее частей, но и в выявлении расчетного режима ее работы.

Такой расчет проводят в суточном разрезе при различной температуре (через 5 °С) наруж-

ного воздуха в течение отопительного сезона.

Работу догревающей части системы отопления автоматизируют с программным управле-

нием для выдерживания расчетного режима. На случай неожиданного резкого понижения

температуры наружного воздуха в контрольных помещениях устанавливают датчики ми-

нимальной температуры. По сигналу от них включается допревающая часть системы ото-

пления в дополнительный режим натопа помещений (например, на 10 °С). Эти же датчики

используются в воскресные и праздничные дни.

Для примера приведем расчетные режимы работы двух различных по мощности комбини-

рованных водовоздушных систем отопления учебного здания (при тройном остеклении

окоп и показателе теплоустойчивости учебных помещений УПом/ЛПОм=1,95).

1-я система с коэффициентом натопа 1,5. Базисная (водяная) часть системы отопления работает только при отрицательной температуре наружного воздуха. Догревающая (воз-

душная) часть с коэффициентом натопа 1,5 включается ежедневно при 1н=-20 °С на 5 ч (на

13 ч после воскресенья), а пря 1н=0 °С - на 1 ч (на 3 ч после воскресенья).

2-я система с коэффициентом натопа 3,0. Базисная (водяная) часть системы работает

только при 1н=-1 О °С 8 ниже. Догревающая (воздушная) часть включается ежедневно при

1н=-20 °С на 2 G (на 6 ч после воскресенья), при 1н=-1 1,5 °С - на 1 ч (на 4 ч после воскресе-

нья), при 1н=0 °С и отключенной базисной части - на 2 ч (на 5 ч после воскресенья).

§ 19.6. Нормирование отопления жилых зданий

Жилые здания в городах страны являются одним из основных потребителей теплоты в системах централизованного теплоснабжения. Важной технико-экономической и соци-

альной задачей становится нормирование теплозатрат на отопление этих зданий при обес-

печении теплового комфорта в помещениях.

Нормирование теплоподачи в жилые здания делают с целью упорядочения расхода тепло-

ты на отопление и обеспечения экономии теплоты в течение отопительного сезона путем

сокращения бесполезных теплопотерь. Нормирование можно проводить на основе суще-

ствующей структуры управления жилищным хозяйством городов, используя ее основные элементы: информационно-вычислительный центр, центральный, районные и оператив- ные диспетчерские пункты жилы%микрорайонов.

При проведении нормирования теплоподачи сравнивают фактическое теплопотребление

на отопление жилых зданий за некоторый установленный предшествующий период вре- мени с расчетной теплопотребностью зданий. Сравнение делают с учетом действительных

климатических условий в течение контрольного периода времени и теплотехнических

особенностей жилых зданий в микрорайоне. При этом выявляют и устраняют причины

несогласования фактических теплозатрат и нормы теплопотребления. Расчет нормы теп-

лопотребления за контрольный период отопительного сезона (не менее месяца) для груп-

пы жилых домов, обслуживаемых одним центральным тепловым пунктом (ЦТП), выпол-

494