Размеры конструктивных элементов системы отопления Здания или сооружения (диаметр труб, воздуховодов, пло­щадь теплообменников и отопительных приборов) опреде­Ляют для конкретных расчетных условий. Поддержание расчетных параметров теплоносителя (температура, расход) в этом случае обеспечивает максимально возможную тепло - подачу системы, соответствующую теплопотребности обо­греваемых помещений при расчетных условиях наружного климата (температура воздуха, скорость ветра, интенсив­ность солнечной радиации). Подобные условия на терри­тории нашей страны наблюдаются в течение короткого пе­риода времени (см. рис. 1). Большую часть отопительного сезона климатические условия характеризуются показа­телями, при которых теплопотребность для отопления ниже расчетной.

Влияние отдельных факторов по-разному сказывается как на величине, так и на характере изменения теплопо­требности каждого помещения. Не однозначно это влияние и для различно расположенных однотипных помещений зданий (например, на верхних и нижних этажах или разно - ориентированных по сторонам горизонта). Переменный ха­рактер теплопотребности здания в течение отопительного сезона предопределяет необходимость изменения тепло­подачи системы отопления для поддержания расчетной температуры обогреваемых помещений.

Таким образом, режим работы системы отопления в те­чение отопительного сезона должен быть связан с пере­менным значением недостатка теплоты, определяемым из­менением отдельных составляющих теплового баланса по­мещений (§3.1).

Среди этих составляющих теплопотери через наружные ограждающие конструкции Qorp вследствие постоянства их

Электронная библиотека Http://tgv. khstu. ru/

Коэффициента теплопередачи можно считать изменяющи­мися пропорционально разности температуры внутренне­го и наружного воздуха

Qorp == Qorp-^^г, (17.1)

' В--------------------------------------------------- ' н

Где Qorp — теплопотери через ограждающие конструкции при расчетной температуре наружного воздуха; T'B и Tn — расчетная температура соответственно внутреннего и наружного воздуха; Ta — текущая температура наружного воздуха.

Сложнее характер изменения теплопотерь, связанных с нагреванием поступающего в помещение наружного возду­ха, Q„. Помимо изменения температуры Ta изменяется и расход воздуха GB, зависящий от многих факторов и, прежде всего, от разности давления воздуха снаружи и внутри помещения.

Расход воздуха связан с воздушным режимом здания в целом. Например, в многоэтажных жилых зданиях отме­чают значительное различие в количестве воздуха, прони­кающего через окна помещений, расположенных на разных этажах. В общем виде изменение теплопотерь на нагрева­ние поступающего в помещение наружного воздуха опреде­ляют по формуле

QH = QhGH, (172)

T В--------------------------------------------------- T Н

Где GH=GH/GH — относительный расход наружного воздуха, Noi Ступающего в помещение (отношение расхода прн текущей темпе> ратуре наружного воздуха к расходу при расчетной температуре),

Характер изменения величины Q„ для зданий различно$ этажности показан на рис. 17.1.

Теплопоступления от технологического оборудования и других внутренних источников QTeXB обычно считают в теЗ чение отопительного сезона постоянными (в производств венных зданиях их устанавливают для часа с минимальнымЦ тепловыделениями).

Теплопоступления от солнечной радиации Qc р, как правило, не учитывают в расчетах по определению мощ| ности системы отопления. Однако солнечная радиация может существенно изменить температурную обстановку Я помещениях, особенно в теплый период отопительного се] Зона. Изменение значения Qc-P оценивают по данным оц

Рис. 17.2. Изменение теплопотреб­ности здания в течение отопитель­ного сезона без учета (/) и с учетом (2) технологических и внутренних теплопоступлений и солнечной радиа­ции

Интенсивности прямой, рассеянной и отраженной солнеч­ной радиации.

Как известно, начало и конец отопительного сезона от­носят к устойчиво установившейся среднесуточной темпе­ратуре наружного воздуха ^н=8 °С. На рис. 17.2 показано изменение теплопотребности здания без учета и с учетом технологических и внутренних теплопоступлений и сол­нечной радиации. Видно, что учет QTMB и Qc-P может при­вести к значительной экономии тепловой энергии (заштри­хованная область на графике).

Текущая теплопотребность QT. n на отопление помещений в общем виде составляет

/0т»

ВТ

¥

0,5

°1в 0 ,!„' TH,'C

17.1. Изменение теплопотреб - Q лети на нагревание поступающего Нужного воздуха в однотипны е по­мещения многоэтажного жилого зда - „ия расположенные на нижних эта - ' " ' 5 — 12-этажного здания (/), на верхних этажах 5—12-этажного (2) и 10_22-этажного (3) здания, в тече­ние отопительного сезона

QT. П= Qorp+ QH — Фтехн — Qc. Р - (17.3)

Поддержание внутренней температуры воздуха в поме­щении на расчетном уровне в течение всего отопительного сезона обеспечивается при выполнении условия

Qn — Qr. П. (17.4)

Где Qn — текущая теплоотдача элементов системы отопления в помещение.

Изменение теплоотдачи элементов постоянно действую­щей системы отопления обеспечивают прежде всего путем централизованного изменения параметров теплоносителя (температуры, расхода). Реже это достигают при прерывис­том отоплении, при переходе к применению другой отопи­тельной установки (дежурное отопление) или за счет изме­нения интенсивности теплоотдачи отопительных приборов (например, при использовании воздушного клапана в кон­векторе с кожухом). Иногда используют несколько факто­ров, вызывающих изменение теплоподачи в помещения.

Регулирование разветвленной системы отопления долж­но сопровождаться равномерным изменением теплоотдачи всех элементов системы. Такое свойство системы пропор­ционально изменять теплоотдачу элементов при изменении какого-либо параметра или их сочетания называют тепловой устойчивостью системы отопления.

Часто тепловую устойчивость связывают с гидравличе­ской устойчивостью — свойством пропорционально изме­нять расход теплоносителя во всех элементах системы отоп­ления при централизованном изменении его количества. Полной взаимосвязи во всех системах отопления между гидравлической и тепловой устойчивостью не наблюдается. Связано это с непостоянством коэффициента теплопередачи нагревательных элементов системы при изменении в ней температуры и расхода теплоносителя.

Рассмотрим переменный тепловой режим элемента сис­темы на примере участка системы водяного отопления. Теплоотдача участка системы сопровождается изменением температуры воды на выходе из элемента TQ при известных значениях температуры воды на входе Tr и расхода воды G По известному выражению

Q = Gc(tr—t0), (17,5)

Где с — удельная массовая теплоемкость воды,

Температура T0 может быть определена с использованием так называемой тепловой характеристики элемента Т *. Тепловая характеристика предложена при решении диф­ференциального уравнения теплопередачи при движении нагретой жидкости через участок системы отопления

(176)

Где

Д^ср — средняя разность температуры, °С; G — расход воды, кг/с; Т, п, р — показатели, входящие в формулу (4.15).

После преобразований получим выражения для вычис­ления текущей средней разности температуры теплоноси­теля и окружающего элемент воздуха

Д t Г "(Wo) 11/1+" (177)

А также тепловой характеристики элемента Т, определяю­щей процесс теплопередачи элемента системы отопления,

Т== mn i(to-tB)-"-(tr~tB)-") (178)

Уравнения (17.7) и (17.8) совместно приводят к формуле для определения температуры на выходе из теплоотдающе - го элемента системы при расходе воды, равном расчетному [см. формулу (4.36)]:

Переменный тепловой режим работы системы водяного отопления характеризуется также возможным изменением расхода теплоносителя G. Изменение расхода может про­исходить вследствие количественного регулирования или воздействия естественного циркуляционного давления. В этом случае значение тепловой характеристики элемента Т уточняют по формуле

Т=Т'(GjG'P-P, (17.10)

Где Т' — тепловая характеристика элемента, полученная при под­становке в формулу (17.8) расчетных температурных параметров

* Константинова В. Е. Надежность систем центрального во­дяного отопления в зданиях повышенной этажности.— М.: Строй - издат, 1976.

41 —765

Пример 17.1. Определим степень уменьшения теплоотдачи ото - пительного прибора — конвектора «Универсал-20» в системе водя­ного отопления при сокращении расхода воды в нем от G'=350 д0 G=300 кг/ч и понижении температуры на входе в прибор от T'R= 105 до /Г=80°С, еслн задана /в=/в=18°С; /о=103°С. Для конвектора «Универсал-20» «=0,35, /7=0,07.

1. Тепловая характеристика прибора в расчетных условиях по формуле (17.8)

Г =______________________________________ 45 21

(70)0,зь |(103 —18)-0'36 — (105— 18)~°'36J '

2. Тепловая характеристика прибора при измененном расходе воды по формуле (17.10)

Т = 46,21 (ЗОО-.ЗбО)1-0'0^ 40,03.

3. Температура воды на выходе нз конвектора в нерасчетных условиях по формуле (17.9)

Г 1 , 0,35 1 -1/0,85 __

<о=18+[ (80 —18)0>35 '(70)°'ЗБ-40,03 J =78>54°с-

4. Теплоотдача прибора в расчетных условиях по формуле (17.5)

350-4187(105-103) в1_ п

=---------------------------------------- зйоб------- " = 815 Вт"

5. Теплоотдача прибора при измененных параметрах теплоно­сителя

Пр, ( 510 815

300-4187(80—78,54) 3600

Qnp= Осм =510 Вт.

6. Степень уменьшения теплоотдачи отопительного прибора при измененных температуре и расходе теплоносителя воды

1-Q„P= 11-() =0,374.

С пр