При проектировании систем отопления необходимо знать режим их работы и регулирования в течение отопительного сезона в условиях годовой изменчивости внешних климати­ческих воздействий к составляющих теплового баланса помещения.

Годовой ход изменения климатических параметров обыч­но характеризуют изменениями среднемесячных значений, полученных по данным многолетних наблюдений. Кривые годовых изменений имеют плавный характер и приближа­ются по своему очертанию к правильным гармоническим. Годовой ход изменения температуры наружного воздуха следует за годовым ходом солнечной радиации с некоторым запаздыванием, что связано с нестационарным характером теплообмена в приземном слое. Годовой минимум темпера­туры наружного воздуха обычно падает на январь. Годовой ход влажности воздуха, а часто и скорости ветра связан с температурой.

Гармонический характер изменчивости параметров кли­мата позволяет определить их функцией времени года в виде тригонометрического ряда. Изменение произвольного параметра у климата (температуры tH, солнечной радиации /, энтальпии i'H) равно

У = уТ +Av Cos (sn^g), (3.43)

Где уе — среднегодовое значение параметра; Ау — амплитуда из­менения; г — период времени от момента максимума, сут.

Значения уг, Ау и zmax для различных климатических параметров и географических районов могут быть получены по данным метеорологических наблюдений, приведенным в «Справочнике по климату СССР» и СНиП. Характеристики годового хода параметров климата для Москвы как пример приведены в табл. 3.4.

В таблице приведены средние по многолетним наблюде­ниям данные, соответствующие коэффициенту обеспечен­ности ktf—0,5. В отдельные годы отклонения от средних многолетних могут быть значительными. В Москве бывали годы, когда tB r отличалась от среднемноголетнего значе­ния на 8 °С и более.

Тепловой баланс помещения изменяется также в течение года. Изменения в годовом ходе происходят медленно и по­этому тепловой баланс помещения в каждый момент времени года может рассматриваться как стационарный. Тепловое состояние помещения в годовом ходе, принимая гармони­ческий характер изменчивости влияющих на него факторов, также можно представить в виде

Qn = Qn. r+^<?ncos (2я 3I5)'

Где Qn. r — среднее за год значение теплового баланса помещения; A Qn — амплитуда его изменения.

Расход теплоты на отопление в любой момент отопитель­ного периода определяется величиной Qn. Потребность в отоплении появляется в момент времени, когда тепловой баланс помещения становится отрицательным,

Qn< 0. (3.45)

Решение уравнения (3.44) при условии (3.45) позволяет определить продолжительность отопительного сезона Az0-C, сут, как обратную тригонометрическую функцию

Дг0, с = ^ arccos, (3.46)

Zn Лдп

Годовой расход теплоты на отопление Q0T. r, следова­тельно, можно представить в виде интеграла

QoT.r= ^ Qndz, ДгО. с

Который приближенно может быть записан

Qox. r= 1,163гсг„Л0п I 116-^(91,2 + 0,5Дг0.с)1, (3.47) L QB J

Где zc — число часов работы системы отопления в сутки; гн — число дней работы в неделю.

Годовой расход теплоты на отопление может быть рас­считан с учетом заданного ko6, для этого в формулу (3.47) необходимо подставить соответствующие значения характеристик климата. Учет обеспеченности при опреде­лении годовых расходов теплоты имеет важное практиче­ское значение, так как позволяет правильно планировать распределение тепловых нагрузок между различными ка­тегориями потребителей, что способствует экономии тепло­вой энергии и повышению надежности работы систем отоп­ления.

В СНиП, исходя из предположения о незначительном различии теплового баланса здании основных потребите­лей, продолжительность Az0,c и средняя температура To C Отопительного сезона определяются для всех зданий числом дней в году с устойчивой средней суточной температурой наружного воздуха 8 °С и ниже (по средним многолетним данным). Считают, что только трансмиссионные теплопоте­ри определяют тепловую мощность отопления, поэтому

Сот. г=7Г^7-г(^п-^.с)Дг0.сКад, (3.48)

V'n —

Где Q0T — расчетная удельная тепловая мощность системы, опре­деляемая по формуле (3.41).