Расчет теплопоступлений от оборудования котельной
Обновлено: 16.05.2024
Расчет теплопоступлений от оборудования котельной
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ТЕПЛА ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЙ
Методика расчета энергопотребления и эффективности
City systems of heat oscillation. Computational method of energy consumption and effectiveness
Дата введения 2016-07-01
1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью "СанТехПроект" (ООО "СанТехПроект")
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"
4 Настоящий стандарт разработан с учетом основных нормативных положений европейского стандарта ЕН 15316-2-1:2007* "Системы отопления в зданиях. Метод расчета энергопотребления и эффективности систем. Часть 2-1. Городские системы теплообразования" (EN 15316-2-1:2007 "Deutsche Fassung Heizungsanlagen in . Verfahren zur Berechnung der Energieanforderungen und Nutzungsgrade der Anlagen. Teil 2-1: die Raumheizung", NEQ)
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Введение
Настоящий стандарт является одним из стандартов, разработанных с учетом основных нормативных положений европейских стандартов серии ЕН 15316 под общим наименованием "Системы теплоснабжения в зданиях. Методика расчета энергопотребности и эффективности системы теплоснабжения", в которых установлены методы расчета потребления энергии и эффективности систем отопления в зданиях, в том числе в комбинации с системами бытового горячего водоснабжения. В настоящем стандарте рассмотрены методы расчета энергетических потерь в системах (установках) передачи тепла для отопления в помещениях.
Методику расчета используют для оценки потребления энергии системами (установками) отопления помещений в проектируемых и эксплуатируемых зданиях.
Нормативный характер имеет лишь метод расчета. Требуемые для проведения расчетов значения величин следует принимать по соответствующим стандартам и правилам, действующим на национальном уровне.
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает структуру метода расчета потребления энергии отопительными системами помещения и требуемые для этого входные и выходные параметры в целях разработки единого метода расчета.
Метод основан на анализе следующих характеристик устройств теплоотдачи для отопления помещений, включая регулирование:
- температурные перекосы в помещении;
- устройство панельного отопления;
- средства и точность регулирования температуры внутри помещения.
Потребление энергии в системе рассчитывают отдельно для тепловых и электрических нагрузок.
Нормативный характер имеет только метод расчета.
Стандарт не распространяется на оборудование, материалы и изделия системы.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие документы:
ГОСТ 30494-2011 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях
ГОСТ Р 54860-2011 Теплоснабжение зданий. Общие положения методики расчета энергопотребности и эффективности систем теплоснабжения
ГОСТ Р 54862-2011 Энергоэффективность зданий. Методы определения влияния автоматизации, управления и эксплуатации здания, расчета энергопотребности и эффективности систем теплоснабжения
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины, определения, обозначения и единицы измерения
3.1 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по [1], а также следующие термины с соответствующими определениями:
3.1.1 вторичные тепловые энергетические ресурсы: Тепловые потери системы, которые могут быть повторно использованы, для снижения потребности полезной энергии для отопления и охлаждения или для уменьшения конечной энергетической потребности систем отопления или охлаждения.
3.1.2 использованные вторичные энергетические ресурсы: Часть возвратных тепловых потерь системы, которые были утилизированы, возвращены и обусловили снижение потребления энергии для отопления и кондиционирования в виде тепловой энергии или расхода энергоносителя.
3.1.3 кондиционируемая зона: Отапливаемая или охлаждаемая часть объема помещения с заданной температурой, для которого допустимые температурные колебания регулируются системами отопления и кондиционирования.
3.1.4 отапливаемое помещение: Помещение, в котором заданная температура воздуха поддерживается системой отопления.
3.1.5 первичная энергия: Потенциальная энергия различных видов энергоресурсов, не подвергшаяся процессам преобразования (сжигания) или трансформации.
1 Первичная энергия включает в себя как возобновляемую, так и невозобновляемую энергию. Если оба вида энергии учитывают, то они должны быть обозначены как общая первичная энергия.
2 Для здания первичная энергия - энергия, которая требуется для получения поставленной в здание энергии. Ее рассчитывают с помощью коэффициентов пересчета на основании количества генерируемой поставленной и подведенной энергии энергоносителей.
3.1.6 подведенная энергия: Энергия энергоносителя, подведенная к потребителю от внешних генерирующих систем, выработанная с помощью генерирующих установок, размещенных в здании или вне здания.
1 Подведенная энергия может различаться по способу выработки, например: распределительная, раздельная выработка тепловой и электрической энергии, комбинированная выработка тепловой и электрической энергии (когенерация), фотоэлектрический метод или комбинированная выработка тепловой, электрической энергии и холода для климатизации (тригенерация).
2 Подведенную энергию определяют расчетом или измерением.
3.1.7 потребленная энергия для отопления: Тепло, которое подведено к отапливаемому помещению, чтобы обеспечить заданную температуру в определенный период.
1 Энергопотребление рассчитывают и измеряют только по затратам.
2 Энергопотребление может изменяться в зависимости от дополнительных теплопоступлений или теплопотерь, возникающих, например, при неравномерном температурном распределении и неидеальном регулировании температуры.
3.1.8 потребность энергии для отопления: Расчетное количество энергии для системы отопления, необходимое для поддержания заданной температуры в отапливаемом помещении в заданный период.
3.1.9 расчетный временной период: Временной период, для которого проводят расчет, (т.е. период времени, рассматриваемый при проведении расчетов).
Примечание - Расчетный период может быть разделен на ряд шагов вычислений, на ряд расчетных интервалов.
3.1.10 теплопотери помещения: Теплопотери через оболочку здания (ограждающие конструкции), потери, обусловленные неравномерным распределением тепловых потоков, отсутствием балансировки и регулировки теплоотдачи отопительных приборов, встроенных в ограждающие конструкции здания.
3.1.11 теплопотери системы отопления, общие: Сумма теплопотерь системы отопления, включая возвратные тепловые потери.
3.1.12 эквивалентная температура внутри помещения: Нормативно допустимый для расчета энергии на отопление нижний предел температуры внутри помещения, или нормативно допустимая для расчета энергии на охлаждение самая высокая температура внутри помещения, которая приводит примерно к такой же средней теплоотдаче, как и прерывистый режим работы отопления или охлаждения при учете неточностей регулирования температуры в помещении.
Примечание - Принимают по ГОСТ 30494.
3.2 Обозначения и единицы измерения
В настоящем стандарте применены обозначения, единицы измерения и индексы, указанные в таблицах 1 и 2.
Учет в тепловом балансе теплопоступлений от офисного оборудования
Технический комитет ASHRAE 4.1. «Методы расчета нагрузок» завершил два исследовательских проекта, результаты которых могут представить интерес для инженеров, выполняющих расчеты холодильных нагрузок. Задачей исследовательского проекта была разработка методики измерения реальных теплопоступлений от оборудования зданий и их лучистой и конвективной составляющих [Hosni и др., 1996]. Эта методика в дальнейшем была использована в другом исследовательском проекте, где рассматривался более широкий состав оборудования [Hosni и др., 1999]. Группа исследователей в Канзасском университете под руководством M. Hosni выполнила оба проекта. Это явилось развитием и завершением независимого исследования, проведенного Wilkins и McGaffin в 1994 году.
В независимом исследовании Wilkins и McGaffin были получены важные данные по тепловым нагрузкам здания путем измерений энергопотребления на электрощитах, обслуживающих определенные зоны зданий. Данные этих измерений сопоставлялись с замерами мощности, потребляемой каждой из установок офисного оборудования в данной зоне. Исследования, выполненные группой Hosni, базировались на тех же методах, но с более точными измерениями и обработкой результатов.
Работа группы Hosni включала также измерение лучистой и конвективной составляющих в тепловыделениях оборудования. Отдельные данные по конвективным и лучистым тепловыделениям существенны для современных методов расчета тепловых нагрузок.
В исследовательском проекте проводились измерения по тепловыделениям оборудования офисов, лабораторий и больниц. Заключительным результатом этого исследования было обобщение данных с целью более широкого их применения. Было установлено, что данные по офисному оборудованию могут быть обобщены, в то время как результаты, касающиеся лабораторного и больничного оборудования, носят более частный характер.
Мы представляем здесь обобщенную методологию, разработанную на основе результатов всех вышеупомянутых исследований для офисного оборудования.
Сравнение коэффициентов загрузки
Паспортные данные и результаты измерений
В настоящее время определенно установлено, что в паспортных данных офисного оборудования потребляемая мощность обычно завышена. Предполагается, что потребляемая мощность для этого типа оборудования равна суммарным тепловыделениям (лучистым плюс конвективным). Многие инженеры посчитали бы удобным употребление стандартного числа или отношения для пересчета паспортной мощности в величину фактических тепловыделений. Однако все исследования, выполненные до настоящего времени, полагают это невозможным.
В ходе работы группы Hosni было установлено, что для офисного оборудования, паспортная мощность которого не превышает 1 кВт, тепловыделения составляют от 25 до 50 %. Результаты анализа для всех типов исследованного оборудования дают более широкий разброс. В результате был сделан вывод, что если известна только паспортная установленная мощность оборудования и нет никаких данных о фактических тепловыделениях, можно принимать для расчетов с резервом величину тепловыделений, равную 50 % паспортной мощности, а для более точных расчетов – 25 %. Установленные Wilkins и McGaffin значения этого соотношения также изменяются в достаточно широком диапазоне.
Повсеместное использование такой общей зависимости может внести в расчеты значительную погрешность. Бывает, что паспортные данные для аналогичного оборудования сильно различаются, а измеренная величина тепловыделений остается постоянной. Ошибка при использовании обобщенного отношения может достигать 100 % и более. Гораздо лучшие результаты могут быть получены, если определять тепловыделения исходя из типа оборудования, а не из паспортного значения установленной мощности.
Результаты исследования различных типов оборудования
Данные, собранные при испытании всех типов оборудования, были систематизированы и проанализированы; исследователи пытались найти обобщенные зависимости, которые могли быть использованы в инженерной практике. Было обнаружено, что для офисного оборудования прослеживаются четкие закономерности, в то время как для лабораторного и больничного оборудования разброс данных слишком велик и не поддается обобщению. Офисное оборудование было сгруппировано по категориям: компьютеры, мониторы, принтеры, факсы и копировальные аппараты. Результаты измерений тепловыделения от оборудования внутри каждой группы анализировались с целью установления расчетной величины.
Компьютеры
Группа Hosni исследовала 8 компьютеров типа Pentium и 486. Четыре компьютера исследовались при работе с монитором, а четыре – без монитора. Максимальные измеренные тепловыделения составляли от 52 до 70 Вт. При этом паспортное значение мощности составляло от 165 до 759 Вт. Тепловыделения от компьютера, работающего с монитором, определялись путем вычитания расчетного значения тепловыделений монитора из суммарно измеренной величины. Wilkins и McGaffin опубликовали данные исследования 12 компьютеров типа 486 и более старых. Средние тепловыделения составляли 56 Вт, а средняя паспортная мощность – 391 Вт. Таким образом, средняя величина тепловыделений по 20 исследованным компьютерам равна 55,6 Вт.
Тепловыделения компьютеров во время простоя оказались ненамного меньше, чем во время работы. Исключением явились компьютеры с энергосберегающим режимом. Этот режим переводит компьютер в «спящее» состояние, если он не используется в течение определенного, заданного периода времени. Группа Hosni определила, что типичная величина тепловыделений компьютера в «спящем» режиме составляет 18 Вт. Разумеется, «спящий» режим одного компьютера не повлияет на величину пиковой нагрузки, но он может оказать влияние на коэффициент неравномерности и на величину максимальной тепловой нагрузки для больших зон внутри здания.
Из этих данных можно сделать два вывода. Первый – в расчете нагрузки не следует ориентироваться на паспортную мощность компьютеров. Второй вывод – имеется возможность установить расчетную величину тепловыделений от компьютеров, которой можно руководствоваться в практических расчетах. Инженеры обычно стремятся рассчитывать нагрузку с резервом. Данные, приведенные в табл. 1, позволяют инженерам выбирать расчетную величину тепловыделений компьютеров с различным коэффициентом запаса.
Мониторы
Величина паспортной мощности мониторов, протестированных группой Hosni, находилась в диапазоне 168–565 Вт. Максимальная величина тепловыделений составляла 53–86 Вт соответственно. Размеры экрана исследованных мониторов – от 14 до 20 дюймов (36–51 см). Группа Hosni обнаружила прямую зависимость между тепловыделениями и размером экрана. Они вывели следующую зависимость для оценки тепловыделений монитора в зависимости от размера экрана:
Тепловыделения = 5 х S – 20,
где S – размер экрана в дюймах, а теплопоступления определяются в Вт. Например, для 15-дюймового монитора тепловыделения составляют 55 Вт.
Wilkins и McGaffin не группировали полученные данные по размеру монитора. Они представили данные на 10 мониторов от 13 до 19 дюймов и определили среднюю величину тепловыделений – 60 Вт. Их исследования выполнялись в 1992 году, когда еще применялась ОС DOS, а ОС Windows только входила в обращение. Они установили, что мониторы, отображающие Windows, потребляют больше энергии, чем при отображении DOS. В табл. 2, составленной по результатам исследований группы Hosni и Wilkins, представлена краткая справка для инженеров, которые предпочитают табличные данные уравнениям. Энергосберегающий режим мониторов снижает потребление энергии и, соответственно, тепловыделения до нуля.
Лазерные принтеры
Группа Hosni в 1999 году определила, что потребляемая мощность и тепловыделения лазерных принтеров в значительной мере зависят от их расчетной производительности. В табл. 3 приведены данные для четырех основных категорий лазерных принтеров. Группа Hosni в работе 1999 года установила, что небольшие принтеры чаще работают в прерывистом режиме, а большие могут работать непрерывно в течение продолжительного времени.
Эти данные могут быть использованы двумя способами. Наиболее очевидный способ состоит в том, что принимается величина для непрерывной работы, а затем вводится поправочный коэффициент на неравномерность загрузки. Поправочные коэффициенты будут рассмотрены ниже. Этот способ кажется наиболее подходящим для офисов с большими открытыми зонами. Другой подход заключается в том, чтобы использовать величины, соответствующие предполагаемому режиму работы принтеров, без поправочных коэффициентов. Этот вариант подходит для небольших зон или отдельных помещений.
Копировальные аппараты
Группа Hosni в 1999 году представила данные по пяти копировальным аппаратам. Копировальные аппараты были разделены на две группы: настольные и офисные. В табл. 4 представлена сводка результатов. По наблюдениям группы Hosni, настольные копировальные аппараты обычно не работают непрерывно, а офисные установки часто работают непрерывно в течение часа и более.
Отдельно стоящие копировальные аппараты часто размещаются в помещениях вне основной рабочей зоны офиса. В таких копировальных помещениях обычно допускается временное повышение температуры в период непрерывной работы копировального аппарата. Инженеры должны принимать во внимание конкретные условия и выбирать для расчета соответствующий режим.
Прочее оборудование
В табл. 5 перечислены некоторые другие типы используемого оборудования. Данные для факсов и сканеров взяты из работ Hosni (1999). Величины для матричных принтеров получены путем обработки данных Hosni (1999) и Wilkins (1994).
Коэффициент неравномерности
Реально пиковое значение суммарных тепловыделений по зоне меньше, чем сумма пиковых значений по каждому виду оборудования, по причине их неодновременного использования. Для корректного применения вышеприведенных данных очень важно иметь ясное представление о фактической неравномерности нагрузки оборудования. Как уже упоминалось, неравномерность загрузки в данном случае не имеет отношения к различиям между паспортной мощностью и измеренными тепловыделениями. Коэффициент неравномерности вводится в уравнение, если часть оборудования простаивает или отключается; соответствующая доля теплопоступлений не вносится в расчет общей холодильной нагрузки данного помещения или системы.
Wilkins и McGaffin смогли определить неравномерность загрузки путем сопоставления измерений потребляемой мощности на электрощите и подробной регистрации работы оборудования, подключенного к данному щиту. Их работа проводилась в 23 помещениях пяти различных зданий общей площадью 25 500 м 2 . На первом этапе выполнялось обследование всего оборудования в помещении и измерялось его энергопотребление. Пиковое потребление энергии (предполагалось равным максимальным тепловыделениям) суммировалось по всему оборудованию, чтобы определить величину максимально возможных тепловыделений оборудования в данном помещении.
Было установлено, что коэффициент неравномерности находится в пределах 37–78 %. Средняя неравномерность (средневзвешенная по площади помещения) составляет 46 %. Рис. 1 иллюстрирует соотношение между паспортной мощностью, суммой максимальной мощности и фактическим максимумом с учетом коэффициента неравномерности. Указанный график заимствован из работы Wilkins и McGaffin; он основан на данных, усредненных по всем исследованным помещениям. Данные по коэффициентам неравномерности могут быть использованы для общего руководства, но в реальности эти коэффициенты сильно различаются. Например, коэффициент неравномерности загрузки оборудования для помещения операторов, принимающих заказы по телефону, будет отличаться от соответствующего коэффициента для офиса разъездных торговых агентов.
Удельная тепловая нагрузка помещения
Wilkins и McGaffin определили для исследованных помещений удельную тепловую нагрузку от 4,74 до
11,30 Вт/м 2 , при этом средневзвешенная по площади величина составляла 8,72 Вт/м 2 . Эти данные были получены путем обработки результатов измерений офисов общей площадью 25 500 м 2 в пяти различных зданиях. Все помещения были полностью заняты персоналом и автоматизированы – компьютер с монитором на каждом рабочем месте. В табл. 6 приведены коэффициенты загрузки помещений с описанием типов рабочих мест.
Wilkins и McGaffin обследовали 25 500 м 2 офисной площади с высокой степенью автоматизации, включающей 21 помещение различного типа в пяти различных зданиях. Максимальное значение удельной тепловой нагрузки составляло 11,63 Вт/м 2 . Эта величина соответствовала среднему уровню загрузки помещения по субъективной классификации (табл. 6). Можно предположить, что средний уровень загрузки помещения является характерным для большинства стандартных офисов. Помещения с повышенной или высокой нагрузкой также встречаются, но для таких помещений, даже при очень высокой плотности размещения персонала и оборудования, расчеты надо проводить осмотрительно. Изложенное подтверждается результатами других исследований, в том числе работами Komor 1997 года. Komor обобщил данные, полученные в различных помещениях, и во всех случаях его выводы не противоречили данным, приведенным в табл. 6.
Соотношение лучистых и конвективных тепловыделений
Офисное оборудование выделяет теплоту лучистым и конвективным путем. Конвективные тепловыделения представляют собой прямую нагрузку на холодильное оборудование, в то время как лучистый тепловой поток вначале поглощается строительными конструкциями, а по прошествии некоторого времени тепло вновь отдается в помещение как составляющая тепловой нагрузки. Это различие может оказать влияние на время наступления пиковой нагрузки на охлаждение и на ее величину. Группа Hosni в 1998 году разработала методику измерения лучистых тепловыделений оборудования с использованием радиометра, укрепленного на рычаге с шарниром.
Группа Hosni в 1999 году обнаружила, что соотношение лучистой и конвективной составляющих тепловыделений практически одинаково для всех видов оборудования. Наиболее существенные различия определяются тем, использовался ли охлаждающий вентилятор. В табл. 7 представлены итоговые результаты исследований группы Hosni 1999 года.
Перспективы
Приведенные данные основаны на исследовании современного оборудования. Возникает законный вопрос о возможности их применения в будущем. Национальной лабораторией Беркли было проведено исследование перспектив энергопотребления оборудованием и был сделан вывод, что интенсивность энергопотребления будет снижаться до 2002 года, а затем медленно возрастать до 2010 года. В настоящее время видно, что этот прогноз подтвердился. Таким образом, представленные здесь данные, по-видимому, останутся актуальными еще в течение нескольких лет.
Выводы
Тепловыделения от оборудования вносят существенный вклад в тепловую нагрузку помещения. Информация, приведенная в данной статье, может стать полезным инструментом для инженеров, выполняющих расчеты нагрузок на холодильное оборудование или анализ энергопотребления. Мы также выражаем надежду, что изготовители оборудования осознают важность величины паспортной мощности для определения тепловых нагрузок и предпримут необходимые шаги для предоставления более реалистичной информации о потребляемой мощности.
Литература
1. Hosni M. H., Jones B. W., Sipes J. M., Xu Y. Test method for measuring the heat gain and radiant/convective split from equipment in buildings // Final Report for ASHRAE Research Project 822-RP. Institute for Environmental Research. Kansas State University. 1996. October.
2. Hosni M. H., Jones B. W., Xu H. Measurement of heat gain and radiant/convective split from equipment in buildings // Final Report for ASHRAE Research Project 1055-RP. Institute for Environmental Research. Kansas State University. 1999. March.
3. Wilkins C. K., McGaffin N. Measuring computer equipment loads in office buildings // ASHRAE Journal. 1994. № 36 (8). P. 21–24.
Расчет теплопоступлений от оборудования котельной
сам себе Sapiens
в предоставленной литературе не нашел все-таки тепловыделения от т/о"т/о" - это "теплообменники" ?
У меня эта книга - второго издания (1991 год). Про конкретные величины q5 котлов там кое-что написано.
На стр. 358: "значение q5 для котлов паропроизводительностью 700 т/ч и выше не превышает 0,2 %".
На следующей странице - "График определения потерь в окружающую среду".
Ещё о котлах была тема - Тепловыделения от котла
В прикреплённом файле - мои аппроксимации q5ном котлов (по числам из разных источников):
Мне тут тех. специалист по телообменникам по телефону сказал, что они вапще не учитывают тепловыделения от водяных т/о, тока от паро-водяных, но мне всё равно с трудом в это верится.
А я смотрю к тепловыделениям от котлов вы подошли основательно, молодец. У меня котел на 8 МВт, тепловыделения взял пока 0,5%. Хотя по методике 0,88% которая от 99г, а другой дык вапще 1,8%
Формулу для расчета - в студию
Посмотрел и задумался, а какая температура на поверхности передней и задней плит теплообменника, если мне специалист по теплообменному оборудованию говорит, что руку можно легко приложить к плите 29.7.2009, 10:40 Посмотрел и задумался, а какая температура на поверхности передней и задней плит теплообменника, если мне специалист по теплообменному оборудованию говорит, что руку можно легко приложить к плите
если ваш специалист не железный то не более 40
В соответствии со СНиП 41-03-2003 температура в подающей магистрали при определении толщины изоляции принимается 65 градусов, если температурный режим работы магистрали 95-70 (п.6.1.6 СНиП 41-03-2003)
Для обратки вообще 50 градусов (там же). Температура на поверхности изоляции не должна превышать 35 градусов (п.6.7.1 СНиП 41-03-2003)
Теплопоступления от котлов считал по методике из справочника проектировщика Староверова, там для вертикально расположенных и горизонтальных поверхностей есть формулы. Температура на поверхности обмуровки котла не должна превышать 50градусов. От котлов учитываются и теплопоступления за счет конвекции, и теплопоступления за счет излучения. От труб учитывал только конвективную составляющую, т.к. учесть лучистую весьма трудоемко (проблематично оценить величину локального углового коэффициента излучения)
Теплопоступления от теплообменников не учитывал, т.к. с обоих сторон, и со стороны неподвижной плиты и со стороны прижимной плиты у ПТО проходят каналы с нагреваемой средой, что способствует обеспечению невысоких температур плит. Думаю, что приближенно можно принимать температуры плит как среднюю темпертуру нагреваемой среды.
Вентиляция теплового пункта. Расчеты: теплопоступлений от оборудования и необходимого воздухообмена.
Часто встречающейся вопрос, какую кратность воздухообмена принять в ИТП, ЦТП.
Что говорят НТД.
6.3 В тепловых пунктах должна предусматриваться приточно-вытяжная вентиляция, рассчитанная на воздухообмен, определяемый по тепловыделениям от трубопроводов и оборудования.
Температура воздуха в рабочей зоне в холодный и переходный периоды года должна быть не более 28 °С, в теплый период года - не более чем на 5 °С выше расчетной температуры наружного воздуха по параметрам А.
При размещении тепловых пунктов в жилых и общественных зданиях следует производить проверочный расчет теплопоступлений из помещения теплового пункта в смежные с ним помещения. В случае превышения в этих помещениях допустимой температуры воздуха следует предусматривать мероприятия по дополнительной теплоизоляции ограждающих конструкций смежных помещений.
Т.е., простыми словами, нужно посчитать все тепло, которое выделяет оборудование, а это насосы, трубы, теплообменное оборудование.
Как обычно, в ячейки желтого цвета - вносятся исходные данные
Чтобы найти тепло от двигателей для упрощения можно воспользоваться величиной КПД.
Иными словами, если двигатель потребляет мощность 11кВт, и его КПД 0,9.
То 10% идет на нагрев обмоток. Пусть, это грубо. Но хотя бы, есть от чего отталкиваться.
+ через насосы течет теплоноситель, и он тоже нагревает корпус.
Сейчас, насосное оборудование имеет высокие технические характеристики.
Да и сами технические характеристики, можно найти, без особых проблем, или запросить у производителя. Причем, если разбираться c КПД – то КПД учитывает потери полностью двигателем, это и трение, и потери тока в обмотках, и т.д.
Далее, идут теплообменники, расчет ведется исходя из наружной площади ТО.
Если он пластинчатый и прямоугольный, то площадь, будет равна сумме площадей всех наружных поверхностей.
Коэффициент теплоотдачи, принимается согласно таблицы В.2 СП 61.13330.2012
Температуру поверхности ТО, принимается согласно таблицы 15 СП 61.13330.2012
Далее, идут трубопроводы, для трубопроводов принимаем данные таблицы 4 СП 61.13330.2012.
Т.к. отопительный период в Тюмени 221 дня, то
221х24=5304 час/год, по этому принимает данные таблицы 4.
Методом интерполяции, находим необходимые значения плотности теплового потока для каждого диаметра.
Понятно, что если трубопроводы вообще не теплоизолированы, то расчет нужно изменить. При необходимости, возможно это разберу в последующем.
Также, необходимо определить теплопотери помещения ИТП.
Q нас + Q то+ Q труб-Q теплопотери=Q изб.
Это тепло Q изб необходимо удалить.
Теперь нужно определиться с внутренней температурой в тепловом пункте.
Согласно СП 60.13330.2016
5.5 Для производственных помещений с полностью автоматизированным технологическим оборудованием, функционирующим без присутствия людей (кроме дежурного персонала, находящегося в специальном помещении и выходящего в производственное помещение периодически для осмотра и наладки оборудования не более двух часов непрерывно), при отсутствии технологических требований к температурному режиму помещений температуру воздуха в рабочей зоне следует принимать:
а) в холодный период года и в переходных условиях при отсутствии избытков теплоты - 10°С, а при наличии избытков теплоты - экономически целесообразную температуру;
б) в теплый период года при отсутствии избытков теплоты - равную температуре наружного воздуха (параметры А), а при наличии избытков теплоты - на 4°С, выше температуры наружного воздуха (параметры А), но не ниже 29°С.
Также необходимо изучить паспорта на основное оборудование, а именно на автоматику, т.к. там есть указания по требованию к окружающей температуре.
Если открыть СП 89.13330.2016 Котельные установки,
то, согласно приложения Ж, для помещения щитов управления КИП температура внутреннего воздуха плюс 20°С.
Ну и о сервисниках надо подумать, которые будут, в последующем, это обслуживать.
Делать нужно все - как полагается, с мыслей «а вдруг, когда-то будешь тут работать».
Теперь определяемся с параметрами наружного воздуха, которые берутся из СП 131.13330.2018 Строительная климатология.
Расчет теплопоступлений от оборудования
Теплопоступления от эл. оборудования в помещение определяются по общей электрической мощности оборудования с учетом его загрузки, эффективности работы местных отсосов, установленных над ним, и одновременности работы.
Следует отметить, что теплопоступления от эл. оборудования являются доминирующими при определении избытков полной теплоты, так как при работе оборудования образуются избытки влаги вследствие испарения жидкости, например, из варочных котлов горячих цехов предприятий общественного питания.
Расчет мощности кондиционера по теплопритокам в помещение
Расчетные тепловые нагрузки на системы кондиционирования и вентиляции складываются из теплопоступлений от различных источников. При расчетах для определения максимальной тепловой нагрузки следует задавать одновременные теплопоступления от всех источников.
Теплопоступление от людей
От людей в помещения поступает явная теплота за счет лучисто-конвекционного теплообмена с воздухом и поверхностями помещения и скрытая теплота выделяемая с влагой выдыхаемого воздуха и за счет испарения с поверхности кожи. Полная теплота равна сумме явной и скрытой теплоты. Теплопоступления от людей определяются теплопродукцией, зависящей от тяжести выполняемой работы, температурой и влажностью окружающего воздуха, его подвижностью, теплоизолирующими свойствами одежды и ее паропроницаемостью, особенностью терморегуляции самого человека. Теплопродукция человека и его способность к терморегуляции зависят от пола и возраста.
Категории трудовой деятельности человека:
Поступление теплоты с инфильтрующимся воздухом
В кондиционируемых помещениях во избежание инфильтрации наружного воздуха в теплый период года и перетекания в них воздуха из смежных некондиционируемых помещений целесообразно поддерживать более высокое полное давление (подпор воздуха). Если это выполнить невозможно, то для кондиционируемых помещений следует учитывать поступление теплоты от инфильтрующегося воздуха через неплотности в световых проемах, балконных дверях, наружных дверях, ведущих непосредственно в кондиционируемое помещение, а также в дверях в смежные некондиционируемые помещения в теплый период года.
В помещениях, в которых вытяжка превалирует над притоком, расход инфильтрующегося воздуха в теплый период года принимается равным разности расходов вытяжки и притока и делится между отдельными как наружными, так и внутренними ограждениями в пропорции, обратной сопротивлениям воздухопроницанию этих ограждений.
Теплопоступления от источников искусственного освещения
Считается, что вся затраченная на освещение энергия переходит в теплоту.
Количество тепла, выделяемое источниками искусственного освещения, определяют по электрической мощности светильников. Если мощность светильников не известна, расчет выполняют по площади и назначению помещения.
Теплопоступления через заполнение световых проемов
Максимальные теплопоступления от солнечной радиации через окна, фонари, витражи, остекленные части балконов и входных дверей в здание, происходят в периоды максимального солнечного облучения наружной поверхности соответствующего ограждения. Эти поступления складываются из тепла солнечной радиации, непосредственно прошедшей через остекленную часть конструкции ограждения и из теплового потока за счет теплопередачи через заполнение.
Теплопоступления от электрического оборудования
Теплопоступления от эл. оборудования в помещение определяются по общей электрической мощности оборудования с учетом его загрузки, эффективности работы местных отсосов, установленных над ним, и одновременности работы.
Следует отметить, что теплопоступления от эл. оборудования являются доминирующими при определении избытков полной теплоты, так как при работе оборудования образуются избытки влаги вследствие испарения жидкости, например, из варочных котлов горячих цехов предприятий общественного питания.
Теплопоступления от остывающей пищи
В расчете учитывается масса всех блюд приходящихся на одного посетителя, средняя теплоемкость пищи, температура пищи, продолжительность принятия пищи и т.д. Так как условно считается, что поступление скрытой теплоты равны теплопоступлениям явной, то полные теплоизбытки от остывающей пищи равны произведению этих теплопритоков.
Как произвести расчет всех теплопоступлений
Содержание статьи:Теплопоступления от людей
Теплопритоки от людей делятся на явные, скрытые и полные. Принимают их из пособия 2.91 к СНиП 2.04.05*91. Ниже наведена таблица со значениями теплопритоков от взрослого человека при нужной нам температуре в помещении. Это, так называемые, удельные теплопоступления от человека, то есть сколько тепла выделит один человек при определенной работе, если в комнате наявна такая-то температура.
При упрощенном расчете, не задаются градусами в помещении и просто берут средние значения теплопритоков. Теплопоступления от людей сопровождающиеся: отдыхом 120 Вт, легкой сидячей работой 130 Вт, работой в офисе 150 Вт, легкой работой стоя 160 Вт, легкой работой на производстве 240 Вт, медленным танцем 260 Вт, работой средней тяжести 290 Вт, тяжелой работой 440 Вт.
Напомним, что эти значения это удельные тепловыделения от людей.
Для расчета теплопоступлений от всех, необходимо значение тепловыделений подставить в формулу:
где q- удельные теплопоступления, Вт/чел.
Теплопоступления от солнечной радиации
Более сложным и не менее важным является определение теплопоступлений от солнечной радиации. Поможет вам в этом все то же пособие, но если в случае с людьми используется простейшая формула, для вычисления солнечных теплопритоков намного сложнее. Теплопритоки на инсоляцию разделяются на приток тепла через окна и через ограждающие конструкции. Для их нахождения необходимо знать ориентацию здания за сторонами света, размер окна, конструкцию ограждающих элементов и все остальные данные ,что необходимо подставить в выражение. Расчет теплопоступлений от солнечной радиации через окно производится через выражение:
Все данные берутся из приложения в зависимости от географической широты.
Солнечные теплопоступления через ограждающие конструкции рассчитываются так:
Выходя из личного опыта, советую сделать в экселе или другой программе табличку расчета теплопритоков от солнечной радиации, это намного упростит и ускорит ваши вычисления. Старайтесь всегда рассчитывать солнечные теплопоступления по этой методике. Печальная практика показывает, что заказчики, указывающие ориентацию их помещения по сторонам света, скорее исключение нежели правило ( . Поэтому хитрые проектировщики пользуются такой шпаргалкой: Теплопоступления от солнца для затемненной стороны 30 Вт/м3, при нормальном освещении 35 Вт/м3, для солнечной стороны 40 Вт/м3. Берете эти значения и умножаете на бьем помещения. Эти расчеты очень приблизительны , они могут быть в разы как больше так и меньше теплопритоков рассчитанных по формулам. Пользуюсь этой шпаргалкой в редких случаях : когда нужно быстро подобрать обычную сплит-систему для квартир и маленьких офисов. Советую и вам всеми силами вытягивать как-можно больше данных и делать все-же правильный расчет теплопоступлений от солнечной радиации.
Теплопоступления от оборудования
Теплопритоки от оборудования и электродвигателей напрямую зависят от их мощности и определятся из выражения::
или Q=1000 * N * k1*k2*k3* kт
Зависимость КПД электродвигателя от его мощности:
η 0,75 0,84 0,85 0,88 0,9 0,92
Что же касается бытовой вентиляции, желательно брать мощности и ККД из паспортов оборудования, но бывает встречается что данных нет и если в промышленности не обойтись без технологов, то здесь допускается брать приближенные значения на теплопритоки от оборудования, которые можно найти в всевозможных справочниках и пособиях, например:
- Тепловыделения компьютеров 300-400 Вт
- кофемашин 300 Вт
- лазерных принтеров 400 Вт
- электрического чайника 900-1500 Вт
- ксерокса 500-600 Вт
- фритюрницы 2750-4050 Вт
- сервера 500-100 Вт
- тостера 1100-1250 Вт
- телевизора 150 Вт
- гриля 13500 Вт/м2 поверхности
- холодильника 150 Вт
- электроплиты 900-1500 Вт/м2 поверхности
Когда на кухне имеется вытяжной зонт, теплопритоки от плиты уменьшают на 1,4.
Теплопоступления от освещения
Они определяются так:
Дополнительные теплопоступления
Теплопритоки от еды
где g – средний вес всех блюд на одного посетителя(0,85кг)
ccp – средняя теплоемкость еды (3,35 кДж/ кг ͦ С);
n – количество посадочных мест;
τ – длительность принятия пищи ,год.
Теплопритоки от печей в термическом цеху
От горизонтальной поверхности печи
где n- коэффициент, что зависит от температуры поверхности печи , при 55 С n=1,625.
Fг- площадь горизонтальной поверхности печи, м 2 ;
tв- температура внутреннего воздуха, ;
tпов – температура поверхности печи.
От вертикальной поверхности печи
Сначала находим отдельно теплопоступления от вертикальной части печи и отдельно от горизонтальной и просто их додаем, это и будут полные тепловыделения от печи.
Теплопоступления сквозь стенки воздуховодов
Сквозь стенки воздуховодов местных вытяжных систем часть теплого воздуха возвращается в помещение. Тепло,поступающее в комнату сквозь стенки воздуховодов можно найти по формуле:
где к– коэффициент теплопередачи стенки воздуховода;
F – площадь воздуховодов;
Tср– температура среды внутри воздуховода;
Tв– температура воздуха в помещении.
Теплота от отопления
В помещении с большими стеклянными стенами бывает необходимо включать кондиционер, но отопительный сезон еще не закончился. Тогда тепловыделения от системы отопления равны 80-125 Вт/м2 площади помещения. В этом случае необходимо также рассчитывать и теплопотери после чего составляем тепловой баланс помещения и определяем необходимость в кондиционировании.
Какие итоги можно подвести
Читайте также: