Построение графика тепловой нагрузки

Определенная выше мощность радиаторов является первой номинальной точкой работы системы отопления (теоретической). При этом мощность теплового насоса не всегда может быть подобрана точно в соответствии с требуемой мощностью на номинальном режиме, она может быть как выше, так и ниже, при этом рекомендуется делать небольшой запас по мощности, однако, не слишком большой, иначе возможна переплата за мощности, которые в течение года будут использоваться крайне редко. Мощность ТН определяет вторую номинальную точку (фактическую).

Расчет тепловой нагрузки ведется по первой номинальной точке. Так как тепловые потери в окружающую среду через поверхности помещения равны выработке тепловой энергии (иначе помещение перегревалось бы или переохлаждалось относительно заданной температуры) возможно использовать следующую формулу для тепловых потерь:

, (4.1)

где – термическое сопротивление стен, м, – площадь теплообменных поверхностей, разница между температурой окружающего воздуха и температурой в помещений, которая обеспечивает комфортные условий и выбирается индивидуально (порядка 24°С).

Хотя теплофизические свойства теплообменных поверхностей изменяются с изменением температуры, в диапазоне от -35 до 8°С этими изменения с определенной долей уверенности можно пренебречь, поэтому принимается постоянным. не изменяется по определению, поэтому для любого режима работы справедливо:

. (4.1)

Значение легко определить для первого номинального режима, так как равно тепловой мощности радиаторов, а первая номинальная температура окружающего воздуха равна средней температуре самой холодной декады января. Далее, используя полученный комплекс , находится тепловая мощность для температур наружного воздуха от -35 до 8°С – строится линия потребной тепловой мощности. От первой номинальной температуры до температуры -35°С проводится линия тепловой мощности радиаторов (на рисунке 35 – пунктир). От точки -35°С проводится горизонтально линия, соответствующая мощности выбранного теплового насоса, до пересечения с линией требуемой мощности. Пересечение линий определяет фактическую номинальную температуру.

Для температур ниже фактической номинальной необходимо использование пикового нагревателя, в качестве которого может использоваться электронагреватель, так как стоимость установки одного киловатта мощности для него наиболее низкая. Мощность нагревателя определяется как разница между максимальной необходимой тепловой мощностью и мощностью ТН. Кроме покрытия пиковых нагрузок, электронагреватель может поддерживать температуры теплоносителя в теплосистеме, препятствующие его замерзанию при плановых или внеплановых остановах ТН.

Как правило, работа ТН настроена на поддержание заданной температуры горячего теплоносителя на входе и выходе из него. В рассмотренном случае расход горячего теплоносителя в системе так же постоянен. Таким образом, регулирование тепловой нагрузки возможно только периодизацией работы ТН во времени. На рисунке 35 показана линия среднего расхода теплоносителя для момента работы насоса (количество нагреваемого теплоносителя). Для температур от фактической номинальной до 8°С расход определяется по формуле:

(4.1)

где – разница между температурами на выходе и на входе из ТН, – теплоемкость горячего теплоносителя.

Расход теплоносителя при фактической номинальной температуре так же является номинальным и не изменяется при дальнейшем понижении температуры, по нему подбирается насос для системы циркуляции горячего теплоносителя.

При понижении температур ниже фактической номинальной регулирование отпуска теплоты становится качественным, в работу включается пиковый нагреватель, который расположен выше ТН по ходу теплоносителя и нагревает его до максимальной температуры определяемой как не надо ли Ср?

(4.1)

где – максимальная отопительная нагрузка, – номинальный (максимальный) расход теплоносителя.

По полученным температурам строится температурный график.

Рисунок 35 – График тепловой нагрузки