Тепловые нагрузки

В системах централизованного теплоснабжения теплота расходуется на отопление зданий, нагревание приточного воздуха в установках венти-ляции и кондиционирования, горячее водоснабжение, а также технологи-ческие процессы промышленных предприятий.

Тепловые нагрузки на отопление и вентиляцию зависят от тем-пературы наружного воздуха и других климатических условий района теп-

лоснабжения (солнечной радиации, скорости ветра, влажности воздуха). Если температура наружного воздуха равна или выше нормируемой тем-пературы воздуха в отапливаемом помещении, то тепловая энергия для отопления и вентиляции не требуется.

Таким образом, в системах отопления и вентиляции теплота рас-ходуется не непрерывно в течение года, а только при сравнительно низких температурах наружного воздуха. Поэтому таких потребителей тепловой энергии принято называть сезонными, а их тепловые нагрузки — сезонны-

ми тепловыми нагрузками.

Тепловая энергия в системах горячего водоснабжения и в тех-нологических процессах промышленных предприятий расходуется непре-рывно в течение года и мало зависит от температуры наружного воздуха. Поэтому тепловые нагрузки на горячее водоснабжение и технологические нужды считаются круглогодовыми тепловыми нагрузками. Только некото-

рые технологические процессы (сушка зерна, фруктов, консервирование сельскохозяйственных продуктов) связаны с сезонным потреблением теп-ловой энергии.

Для сезонного теплового потребления характерны следующие осо-бенности: 1) в течение года тепловые нагрузки изменяются в зависимости от температуры наружного воздуха; 2) годовые расходы теплоты, опреде-ляемые метеорологическими особенностями текущего года в районе теп-лоснабжения (холодная или теплая зима), имеют значительные колебания;

3) изменения тепловой нагрузки на отопление в течение суток в основном за счет теплоустойчивости наружных ограждений зданий незначительны;

4) расходы тепловой энергии для вентиляции по часам суток могут отли-чаться большим разнообразием в зависимости от сменности и режимов ра-боты предприятий.

При проектировании систем теплоснабжения для существующих го-родов и поселков расчетные данные о сезонных тепловых нагрузках следу-ет принимать из проектов отопления и вентиляции. Однако проектную до-кументацию использовать удается далеко не всегда, так как проекты ото-пления и вентиляции зданий, построенных в разное время различными ор-ганизациями, как правило, не сохраняются. Если проектные материалы от-сутствуют, то расходы теплоты на отопление и вентиляцию допускается определять по укрупненным показателям.

Расчетную тепловую мощность (Вт) систем отопления жилых и обще-ственных зданий определяют по формуле

где q_o — удельная тепловая характеристика здания, Вт/(м³ °С); V — объем здания по наружному обмеру, м³; t_в — температура воздуха в помеще-нии, °С; t_н^ро — расчетная температура наружного воздуха для проектирова-

ния системы отопления, °С.

Удельная тепловая характеристика здания q_o равна средним потерям

теплоты 1 м³ здания при разности температур внутреннего и наружного воздуха в 1 °С. За расчетную температуру наружного воздуха при проек-тировании систем отопления принимают среднюю температуру самой хо-лодной пятидневки, определенную из восьми наиболее холодных зим за 50 лет наблюдений. При расчетной температуре наружного воздуха, рав-ной t_н^ро -31 °С, температура воздуха внутри помещения принимается рав-

ной 20 °С, а при более высокой расчетной температуре наружного воздуха, т. е. t_н^ро > 31 °С, — внутренняя температура принимается равной 18 °С.

Расчетная тепловая нагрузка на вентиляцию отдельных зданий может быть найдена по укрупненным показателям

где q_в — удельный расход теплоты на вентиляцию здания, Вт/(м³°С); t_н^рв —

расчетная температура наружного воздуха для проектирования вентиля-ции, °С.

За расчетную температуру наружного воздуха для проектирования общеобменной вентиляции принимают среднюю температуру наиболее холодного периода, составляющего 15 % от продолжительности отопи-тельного сезона.

В системах кондиционирования воздуха, а также в системах вентиляции, предназначенных для борьбы с вредными веществами или при ком-пенсации приточным воздухом вытяжки от местных отсосов, расчетную температуру наружного воздуха для проектирования вентиляции принимают равной расчетной температуре наружного воздуха для проектирования отопления, т. е. t_н^рв t_н^ро.

Продолжительность отопительного сезона для жилых и общественных зданий определяют числом дней с устойчивой температурой наружного воздуха ниже +8 °С.

Зависимость сезонных тепловых нагрузок от температуры наружного воздуха носит линейный характер. Графики часового расхода теплоты на отопление и вентиляцию приведены на рис. 6.6.

Рис. 6.6. График расхода теплоты на отопление и вентиляцию

Минимальный расход теплоты определяют при t_н =+8 °С.

Участок прямой соответствует тому случаю, когда максимальный расход теплоты на вентиляцию определяется по расчетной температуре наружного воздуха для проектирования систем отопления.

Тепловое потребление для целей горячего водоснабжения в течение года изменяется сравнительно мало, но отличается большой неравномерностью по часам суток. Летом расход теплоты в системах горячего водо-снабжения жилых зданий по сравнению с зимой уменьшается на 30-35 %. Это объясняется тем, что в летнее время температура воды в холодном водопроводе на 10-12 °С выше, чем в зимний период. Кроме того, значительная часть городского населения летом в субботние и воскресные дни выезжает в загородные зоны, т. е. в те дни, когда в жилом секторе зимой наблюдаются максимальные разборы горячей воды.

В промышленности технологические аппараты нередко потребляют теплоту в больших количествах и весьма разнообразно по времени. Это, например, различные сушильные и пропарочные камеры, варочные котлы, гальванические ванны.