Средний тепловой поток на горячее водоснабжение для любых зданий при известных тепловых потоках на горячее водоснабжение на 1 человека:

, Вт (3)

m - общее количество жителей;

- удельный показатель теплового потока на горячее водоснабжение;

Принимая норму расхода воды на горячее водоснабжение в сутки на 1 человека а = 105 л/сут по [7, прил.3] находим укрупненный показатель среднего теплового потока на горячее водоснабжение q_h = 376 Вт/чел.

Q_hm = 376 · 4650 = 1748,4 кВт

Суммарный тепловой поток посёлка Q_? определяем суммированием расчетных тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение

(4)

Для посёлка суммарный тепловой поток составит:

Q_? = 4171,3 + 344 + 1748,4 = 6263,7 кВт = 6,3 МВт.

2. Расчет и построение графика расхода теплоты

Построим графики часовых расходов теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение в зависимости от температуры наружного воздуха. Расчётные тепловые потоки поселка:

на отопление Q_оmax = 4171,3 кВт = 4,2 МВт;

на вентиляцию Q_vmax = 344 кВт = 0,344 МВт;

на горячее водоснабжение Q_hm = 1748,4 кВт = 1,75 МВт.

Расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления для г. Смоленска t₀ = -26 ⁰C.

Среднечасовой тепловой поток за отопительный период

на отопление:

(5)

на вентиляцию

(6)

на горячее водоснабжение жилого района в неотопительный период:

(7)

где - средняя температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий, t_i =18°C;

- средняя температура наружного воздуха за период со среднесуточной температурой воздуха 8 ^оС и менее (отопительный период), ;

- расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, ;

- температура горячей воды в системе горячего водоснабжения потребителей;

t_c- температура холодной (водопроводной) воды в отопительный период (при отсутствии данных принимается равной 5 ^оС);

t^s_c - температура холодной (водопроводной) воды в неотопительный период (при отсутствии данных принимается равной 15 ^оС);

- коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода воды на горячее водоснабжение в неотопительный период, для жилищно коммунального сектора в = 0,8 .

Определим, используя формулы (5) и (6) часовые расходы на отопление и вентиляцию при температуре наружного воздуха t_н= +8⁰С.

При температуре наружного воздуха t_н= - 26⁰ С

_;

Отложив на графике (см. рис. 2.правая часть) значения и при t_н= +8 ⁰С, а также значения и при t_н= t₀ = - 26 ⁰C и соединив их прямой, получим графики = f (t_н) и = f (t_н).

График среднечасового расхода теплоты на горячее водоснабжение не зависит от температуры наружного воздуха, и будет представлять собой прямую, параллельную оси абсцисс с ординатой 1,75 МВт для отопительного периода.

Просуммировав ординаты часовых графиков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение для диапазона температур t_н = +8 -26 ⁰C и соединив их прямой получим суммарный часовой график .

Для построения годового графика теплоты по продолжительности тепловой нагрузки находим продолжительности стояния температур наружного воздуха в часах с интервалом 5⁰C и продолжительность отопительного периода для г. Смоленска n₀ = 210 сут. = 5040 ч [1, прил.3]. Данные сводим в таблицу 2.

Продолжительность стояния температур наружного воздуха Таблица 2

График по продолжительности тепловой нагрузки (см. рис. 2 правая часть) строится на основании суммарного часового графика . Для этого из точек на оси температур (+8, 0, -5, -10, -20, -30) восстанавливаем перпендикуляры до пересечения с линией суммарного часового графика и из точек пересечения проводим горизонтальные прямые до пересечения с перпендикулярами, восстановленными из точек на оси продолжительности, соответствующих данным температурам.

Соединив найденные точки плавной кривой, получим график по продолжительности тепловой нагрузки за отопительный период в течение 5040 часов.

В летний период (диапазон продолжительности стояния t_н от 5040 до 8400 час.) тепловые нагрузки на отопление и вентиляцию отсутствуют.

Для построения часового графика расхода теплоты на горячее водоснабжение, определим, используя формулу (7), среднечасовой расход теплоты на горячее водоснабжение для неотопительного периода .

Поскольку в летний период не зависит от t_н проводем прямую параллельную оси абсцисс с ординатой равной = 1,1 МВт до расчетной продолжительности работы системы теплоснабжения в году равной 8400 часов.

Площадь, ограниченная осями координат Q - n и полученной кривой расхода теплоты, представляет собой годовой расход теплоты в посёлке.

3. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

Район строительства г. Смоленск.

Схема стены изображена на рисунке 3.

Рис.3. Схема стены

Определим требуемое сопротивление теплопередаче.

R₀^тр =

Где n - это коэффициент, принимаемый по табл.3 [5] в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху.

n = 1,

t_в = 18 ⁰С;

t_н - расчетная зимняя температура наружного воздуха ⁰С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92.

t_н = - 26 ⁰С. (стр.25 [6]).

Дt_н - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции.

Дt_н = 4 ⁰С (табл.2 [6]).

б_в - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций (табл.4 [2]).

б_в = 8,7 Вт / (м^{2 0}С);

R₀^тр = 1• (18 +26) / • 4 • 8,7 = 1,26⁰ С• сут;

Определим градусо-сутки отопительного периода.

ГСОП = (t_в - t_от.пер.) • Z_от.пер

где t_от.пер - средняя температура отопительного периода, определяем по табл.1 [5].

Z_от.пер - продолжительность суточного периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 ⁰С (табл.1 [5]).

t_от.пер = - 2,4 ⁰С; Z_от.пер = 210 суток;

ГСОП = (20 ⁰С + 2,4⁰С) • 210 суток = 3354 ⁰С • суток;

Зная ГСОП по табл.1б [6] определяем приведенное сопротивление ограждающих конструкций R_reg. Так как наше значение ГСОП промежуточное, определим значение R_reg интерполяцией.

R_reg = 2,57⁰ С• сут

Определим сопротивление теплопередаче R₀ .

Условия эксплуатации здания:

Влажностный режим - нормальный 50-60%, температура внутреннего воздуха 18 ⁰С.

Сопротивление теплопередаче R₀ ( м ² • ⁰С / Вт) ограждающей конструкции следует определять по формуле (4) [6]:

R₀ = + R_к + ;

где R_к = R₁ + R₂ +……+ R_n; R₁ + R₂ +……+ R_n - слои ограждающих конструкций;

R₀ = + R₁ + R₂ + ;

б_в = 8,7 (м² • ⁰С) / Вт;

б_Н - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности (табл.6 [6]).

б_Н = 23 (м² • ⁰С) / Вт;

Определим термическое сопротивление каждого слоя п.2.5. формула (3)[6].

R = ;

где д - толщина слоя в м.

л - расчетный коэффициент теплопроводности материала Вт / м² • ⁰С, определяем по приложению 3[6] ;

R₁ = = (м² • ⁰С) / Вт;

R₂ = (м² • ⁰С) / Вт;

R₃ = = (м² • ⁰С) / Вт;

R₀ мы заменим на R_reg = 2,57

2,57 = 0,115 + 0,029 + + 0,049+0,043;

2,334 = ;

д ₂ = 0,21 м.

Принимаем д ₂ = 0,24 м, тогда толщина ограждающей конструкции д = д ₁ + д ₂ + д ₃ = 0,06 м + 0,24 м + 0,1 м = 0,40 м.

Проверка расчета.

R₀ = 0, 115 + 0,043 + 0,029+ 0,049 + 0,24/0,09 = 2,903 (м^{2 0}С) / Вт;

R_reg = 2,57 (м^{2 0}С) / Вт; R₀ > R_reg - условие выполняется.

Принимаем толщину наружной стены 400 мм.

Список литературы