Тепловая мощность системы вентиляции

Примечания.

Примечания.

1. Меньшие значения относятся к первой очереди строительства, а
большие - к расчетному сроку, кроме бань, где большие значения относят­
ся к первой очереди.

2. Для детских дошкольных учреждений и общеобразовательных школ
приведены значения m_общ, отнесенные не ко всей численности населения, а
к численности соответствующих возрастных групп. В данной таблице при­
ведены значения, пересчитанные на всю численность населения, исходя из
статистических данных о его распределении по возрастным группам.

3. Приведенные в данной таблице интервалы значении q₀ нижние пре­
делы относятся к верхней границе интервалов наружных объемов зданий, а
верхние пределы - к нижней границе этих интервалов.

Коэффициент р для общественных и промышленных зданий принима­ется на основании практических и опытных данных. Так, например, для общественных зданий в зависимости от площади световых проемов и высо­ты помещений B = 0, 1-0, 3.

Для промышленных зданий этот коэффициент зависит от конструкции заполнений световых проемов, наличия уплотнений в притворах, наличия воздушно-тепловых завес и размера ворот. Так, для промышленных зданий со световыми проемами из одинарного остекления и без специальных уп­лотнений в притворах ворот, а также для крупных общественных зданий с большой площадью витражей B = 0,3-0,6, для зданий ангарного типа, имеющих крупногабаритные ворота с одной стороны, B = 1, а при наличии ворот с двух противоположных сторон B = 2.

При ориентировочных расчетах максимальная тепловая мощность сис­темы отопления жилых и общественных зданий может быть определена по укрупненному показателю, отнесенному к одному квадратному метру об­щей площади. Этим показателем удобно пользоваться в том случае, когда известно лишь значение вводимой в эксплуатацию площади в заданном районе. При этом максимальное значение теплового потока на отопление жилых зданий на один квадратный метр общей площади может быть оце­нено по данным [49].

Укрупненные показатели максимального теплового потока на отопление жилых зданий на 1 м² общей площади q₀ Вт

1. Энергосберегающие мероприятия обеспечивают проведение работ
по утеплению зданий при капитальных и текущих ремонтах, направленных
на снижение тепловых потерь.

2.Укрупненные показатели зданий по новым типовым проектам при­
ведены с учетом внедрения прогрессивных архитектурно-планировочных решений и применения строительных конструкции с улучшенными тепло-физическими свойствами, обеспечивающими снижение тепловых потерь.

Для жилых районов городов и других населенных пунктов максималь­ный тепловой поток (мощность) на отопление жилых и общественных зда­ний определяется по формуле

(2.1)

где k - коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общест­венных зданий; при отсутствии данных следует принимать равным 0,25; F— общая площадь отапливаемых зданий.

Средний тепловой поток (тепловая мощность) на отопление, Вт, следу­ет определять по формуле:

(2.2)

Значение потребляемой тепловой мощности на отопление за год мож­но определить из выражения:

(2-3)

где t_вн - средняя температура воздуха в отапливаемом здании; 24n_о — часо­вая продолжительность отопительного периода; t_р.о. - температура наружно­го воздуха, принимается при проектировании отопления по [43]; t^о_н.ср - тем­пература наружного воздуха, средняя за отопительный период [43]. Темпера­тура t_вн принимается по таблице 2.2.2.

Изменение расхода тепловой энергии при изменении t_H имеет линей­ную зависимость. Чтобы знать характер изменения расхода тепловой мощ­ности в течение всего сезона, достаточно определить потребность в тепло­вой энергии при максимальной и минимальной температурах наружного воздуха. Обычно такое изменение представляют графически (см. рис. 2.1). Точки А и Б соответствуют максимальному и минимальному расходам теп­ловой мощности. Линия АБ (линейная зависимость) характеризует измене­ние расходуемой тепловой мощности в течение отопительного периода. По такому графику можно определить расход тепловой мощности на отопле­ние при любом значении t_H в указанных пределах. Для этого необходимо из точки заданного значения t_H на оси абсцисс восстановить перпендику­ляр до пересечения с линией АБ. Точка пересечения будет соответствовать искомому значению расхода тепловой мощности (пунктирной линией пока­зано определение среднего расхода Q^ср_о при средней температуре наружно­го воздуха за отопительный период t^о_н.ср).

Графики расхода тепловой энергии на отопление: а) часовой; б) годовой

Формула (2.3) справедлива для зданий с равномерным теплопотребле-нием в течение суток, когда системы отопления действуют с постоянной нагрузкой, например, жилых и некоторых общественных зданий (вокзалы, гостиницы и т. п.). Для большинства общественных административных и промышленных зданий, имеющих перерывы в работе в течение суток и в выходные дни, годовую потребность в тепловой энергии можно уменьшить за счет снижения температурного режима. В нерабочее время температура воздуха в помещении принимается из условия обеспечения надежной экс­плуатации сооружений, например, t_BH = 5 °С, и поддерживается специаль­ной системой дежурного отопления.

Расчетные температуры воздуха t_BH в преобладающих помещениях зданий различных групп [14]

Общеобразовательные школы и школы-интернаты	Классы и каби­неты	20, 21 или 22	В зависимости от климатического района
Детские дошкольные учреж­дения	Спальни ясель­ных групп	20, 21 или 22	В зависимости от климатического района
Профессионально-техниче­ские, средние специальные и высшие учебные заведения	Аудитории		-
Клубы	Зрительные залы		-
Театры	Зрительные залы	19-21	-
Кинотеатры	Зрительные залы		-
Здания конструкторских и проектных организаций	Проектные залы и комнаты		-
Здания управлений	Рабочие комна­ты		-
Гостиницы	Номера		-
Дома быта, ателье, мастер­ские, приемные пункты	Помещения для изготовления и ремонта		-
Бани	Раздевальные, душевые, ван­ные		-
Прачечные	Сушильно-гладильные и стиральные цехи		-
Магазины	Торговые залы продовольствен­ных товаров Торговые залы промышленных товаров		-
Предприятия общественного питания	Залы, раздаточ­ные, буфеты		-
Спортивные сооружения	Спортивные залы и катки		-
II. Промышленные здания
Производственные помеще­ния (рабочая зона) при легких работах (категория I)	-	20-23 19-25	Оптимальные зна­чения Допустимые значе­ния
То же, при работах средней тяжести (категория Па)	-	18-20 17-23	Оптимальные зна­чения Допустимые значе­ния

То же, при работах средней тяжести (категория Па)	-	17-19 15-21	Оптимальные зна­чения Допустимые значе­ния
То же, при работах средней тяжести (категория 116)	-		Оптимальные зна­чения Допустимые значе­ния
Вспомогательные здания и помещения	Помещения для отдыха		-

С учетом снижения температуры воздуха в нерабочее время (в течение суток) и при наличии перерывов в отоплении в выходные и праздничные дни годовую потребность в тепловой энергии определяют по выражению:

где т_р - число часов работы предприятия в сутки; n_о - число суток в ото­пительном периоде; n_в - сумма выходных и праздничных дней в отопи­тельном периоде. Эксплуатационный режим работы теплоснабжающих устройств (режим отпуска тепловой энергии) зависит от изменения тепло­вой нагрузки во времени в течение всего отопительного периода. Для большей наглядности годовое теплопотребление во времени представляют графически (см. рис. 2. 1, б). На оси абсцисс откладывают последовательно с нарастающим итогом часы стояния одинаковых температур; на оси орди­нат - расход тепловой энергии, соответствующий этим температурам. Для конкретного объекта построение графика начинают с выявления числа ча­сов стояния одинаковых температур t_H. Затем рассчитывают с учетом воз­можного снижения потребления теплоты в нерабочее время требуемый расход тепловой энергии при различных значениях t_H. Полученные резуль­таты наносят на координатную сетку графика, откладывая их на ординатах-перпендикулярах, восстановленных на оси абсцисс в точках изменения на­ружных температур. Из вершин ординат проводят линии, параллельные оси абсцисс, длиной, равной числу часов стояния одинаковых температур. Пра­вые верхние углы образовавшихся прямоугольников соединяют плавной кривой. Эта кривая характеризует потребление тепловой энергии в течение года на отопление данного объекта и является основной для разработки режима работы системы теплоснабжения.

График расхода тепловой энергии в течение года можно построить, используя график часовых расходов. Для этого часовые расходы переносят на ординаты, соответствующие наружным температурам годового графика. Точки пересечения часовых расходов теплоты с ординатами, соответствующие предельным значениям температур t_H в заданном интервале, со­единяют плавной кривой. Площадь, ограниченная осью абсцисс, макси­мальной и минимальной ординатами и плавной кривой (см. рис. 2.1,6, кри­вая А1Б1), пропорциональна годовому расходу тепловой энергии. При средней температуре за отопительный период t°_н.ср. форма годового графика

Ср. о

условно будет иметь вид прямоугольника, в котором ордината о - Q_о^ср. со­ответствует среднечасовому расходу теплоты (см. пунктирную линию Q_о^ср. на рис. 2.1).

Для определения расчетных расходов теплоты на отопление зданий на ранних стадиях проектирования (например, на стадии ТЭО), когда отсутст­вует детальная информация о потребителях теплоты, нормами [119] реко­мендовано использовать показатели удельных отопительных q_o характери­стик, отнесенных к одному кубическому метру наружного объема без под­вала соответствующих типов общественных зданий Vзд.jРасчетные расхо­ды теплоты на отопление каждого j-того здания определяют по формуле:

Значения удельных отопительных характеристик q_o для различных типов общественных зданий и их объем (q_o и Vзд.j) приведены в табл. 2.1.

В условиях неопределенности или недостаточности исходной инфор­мации значение жилой площади, кв. м., определяют по формуле:

(2.6)

где а - плотность жилого фонда, м²/га, равная количеству жилой площади, м²,приходящейся на 1 га площади застройки жилого района; S_i определя­ется по данным табл. 2.3 в зависимости от этажности застройки N и нормы жилой площади W на одного человека, м²/чел. Площадь застройки в гекта­рах определяется по данным проекта.

При этом мощность системы отопления жилой застройки на основании вышесказанного следует определять как:

(2.7)

Ориентировочная плотность жилого фонда (м² жилой площади) на 1 га территории жилого района

Плотность жилого фон­да при жилой площади, приходящейся на 1 че­ловека, м /чел	Этажность
									-

Вентиляцию предусматривают в общественных и промышленных зда­ниях, где внутренний воздух в той или иной степени загрязняется вредны­ми веществами: газами и парами, избыточной теплотой, избыточной влагой и пылью. Чтобы обеспечить нормируемые условия воздушной среды, в та­ких помещениях необходимо удалять загрязненный и подавать свежий воз­дух, т.е. осуществлять организованную приточно-вытяжную вентиляцию.

Требуемая температура подогрева свежего (наружного) приточного воздуха определяется категорией и назначением помещений. В общем виде тепловая мощность системы вентиляции определяется расходом, темпера­турой и влажностью подогреваемого воздуха.

(2.8)

где с - удельная теплоемкость воздуха; р - плотность воздуха, принимае­мая при средней температуре воздуха; Z - объемный расход приточного воздуха; t_BГ и t_BX - соответственно температура воздуха за нагревателем и

перед ним.

Расход тепловой энергии на вентиляцию зависит от характера выде­ляющихся вредных веществ. В данном климатическом районе он определя­ется объемом свежего воздуха, необходимого для подачи в помещение. Чтобы не нарушать воздушный баланс помещения, если нет специальных требований, объем свежего воздуха принимается равным объему удаляемо­го. Причем объем удаляемого воздуха рассчитывают из условия обеспече­ния параметров окружающей среды в соответствии с требованиями сани­тарных норм по количеству вредных веществ в помещении. Кроме того, объем удаляемого воздуха в значительной степени зависит от принятого способа организации воздухообмена.

Нормируемые условия в помещениях обеспечиваются в основном ме­стной или общеобменной вентиляцией.

Если выделяющиеся вредные вещества можно удалять непосредствен­но на месте их образования, применяют местную вентиляцию. В этом случае объем удаляемого воздуха минимальный, так как в помещении вен­тилируется только ограниченная по объему рабочая зона.

Когда в помещении вредные вещества распространяются по всему объему, применяют общеобменную вентиляцию, создающую в помеще­нии требуемые условия воздушной среды путем разбавления вредных ве­ществ чистым приточным воздухом. Воздухообмен, основанный на этом принципе, требует наибольшего объема приточного воздуха, а следова­тельно, и наибольшего расхода тепловой энергии.

При разработке схемы системы теплоснабжения расход тепловой
мощности на общеобменную вентиляцию оценивают так же, как для ото­
пления по укрупненным измерителям. Здесь таким измерителем, согласно
[49], является удельная тепловая отопительная характеристика q_o, отне­
сенная к одному квадратному метру общей площади зданий. Максимальный тепловой поток (тепловая мощность) на вентиляцию общественных зданий предлагается определять по формуле:

(2.9)

где k₂ - коэффициент, учитывающий тепловой поток (тепловую мощность) на вентиляцию общественных зданий; при отсутствии данных рекомендуется принимать равным: для общественных зданий, построенных до 1985 г. - 0,4; после 1985 г.-0,6.

Другим укрупненным измерителем, предлагаемым в [119], является удельная тепловая вентиляционная характеристика, отнесенная к объему здания, которая представляет собой количество тепловой энергии, необхо­димое для вентиляции одного кубического метра здания в единицу времени при перепаде температур в один градус. Этот показатель установлен для большинства типов зданий (см. табл. 2.1).

Расход тепловой энергии на общеобменную вентиляцию, отнесенный к объему здания, в общем виде определяется по формуле:

(2.10)

где q_в, - удельная вентиляционная характеристика здания; t_p.в. -темпера­тура наружного воздуха для проектирования вентиляции, принимаемая по СНиП 2.04.05-91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха». Для определения тепловой нагрузки на вентиляцию для отдельных ви­дов общественных зданий в табл. 2.1 приведены значения их вместимости m_общ (пропускной способности) и значения удельного наружного объема на единицу вместимости V(M³/m_o6m),что позволяет перейти от численности жителей к объему здания V_зд. В этом случае тепловую нагрузку на венти­ляцию общественных зданий можно определить по формуле:

(2.11)

Удельную вентиляционную характеристику можно определить также по требуемой кратности воздухообмена и объему вентилируемого помеще­ния:

(2.12)

где m - кратность воздухообмена, представляющая собой отношение объ­ема приточного воздуха, подаваемого в единицу времени (1 ч), к объему вентилируемого помещения.

Температура наружного воздуха, принимаемая при расчете вентиля­ции, не является одинаковой для всех помещений; она зависит от принятого способа воздухообмена. При расчете местной вентиляции ее берут равной, как и для отопления, т.е. t_pв = t_po. Значение этой температуры при обще­обменной вентиляции выше, чем при отоплении. Здесь она определяется как средняя за наиболее холодный период продолжительностью, равной 15% отопительного сезона.

Допустимое повышение уровня t_р.в при температурах наружного воз­духа наиболее холодного периода обусловлено возможностью увеличения рециркуляции воздуха. В период пониженных наружных температур тре­буемая температура приточного воздуха достигается путем подмешивания (рециркуляции) к наружному более теплого воздуха, поступающего на по­догрев, и, соответственно, сокращается потребность в тепловой энергии на нужды общеобменной вентиляции в часы ее максимального расхода. В тех цехах, где по характеру вредных веществ рециркуляция воздуха не допус­кается, за расчетную температуру принимают отопительную, независимо от принятого способа воздухообмена, т.е. t_р.в = t_po.

Если для сооружений удельная вентиляционная характеристика неиз­вестна, то объемный расход приточного воздуха (формула 2.8) определяют, исходя из количества вредных веществ, выделяющихся в помещении:

- по количеству газов и паров

(2.13)

- по количеству избыточной теплоты

(2.14)

- по количеству избыточной влаги

(2.15)

где G - массовый расход вредных веществ, поступающих в помещение; g_yх и g_H - массовая концентрация вредных веществ в воздухе, удаляемом

из помещения, и в атмосферном воздухе; Q_в — тепловой поток (тепловая мощность), выделяющаяся в помещении; р - плотность воздуха при сред­ней температуре; i_вн и i_np - соответственно энтальпия удаляемого и при­точного воздуха; W - массовый расход паров и влаги, поступающий в воз­дух помещения; d_вн и d_пр - соответственно масса влаги в расчете на еди­ницу массы воздуха.

Количество вредных веществ, поступающих в помещение, обычно за­висит от технологического процесса. Массовую концентрацию вредных веществ в воздухе, удаляемом из помещения, для общеобменной вентиля­ции принимают равной предельно допустимой. Теплопоступления в поме­щение в зимнее время учитываются при определении мощности системы отопления, в летнее время - системы вентиляции и кондиционирования воздуха.

Если воздух, подаваемый приточной вентиляцией, содержит такое ко­личество теплоты, которой достаточно для компенсации теплопотерь дан­ного помещения, то система отопления не требуется. В таких помещениях функции дежурного отопления выполняет система вентиляции, работаю­щая на неполную мощность. В этом случае отопление называют совмещен­ным с приточной вентиляцией.

Тепловые затраты на вентиляцию, так же, как и на отопление, зависят от наружной температуры. При местной и общеобменной вентиляции без рециркуляции воздуха эта зависимость аналогична отопительной (рис. 2.2,а, линия АВ). При общеобменной вентиляции с рециркуляцией воздуха аналогия наблюдается только в диапазоне наружных температур от +8 до 1_рв (линия БВ). При дальнейшем снижении температуры наружного возду­ха, т.е. когда t_H <t_р.в, расход тепловой энергии не изменяется и сохраняется

на уровне в течение всего наиболее холодного периода (линия расхода ГБ параллельна оси абсцисс).

Графики расхода тепловой энергии на вентиляцию: а) часовой; б) годовой

Средний тепловой поток на вентиляцию при t_po согласно СНиП 2.04.07-86 «Тепловые сети» находят следующим образом:

(2.16)

Годовой расход тепловой энергии на вентиляцию определяют при со­ответствующем способе воздухообмена в зависимости от числа часов рабо­ты системы вентиляции. При общеобменной вентиляции с рециркуляцией воздуха:

- с перерывами работы в течение суток и в выходные дни

(2.17)

- при круглосуточной работе без перерыва в выходные дни (n _в = 0; т_р = 24)

(2.18)

При местной и общеобменной вентиляции без рециркуляции: - с перерывами в работе в течение суток и в выходные дни

(2.19)

- при круглосуточной работе без перерывов в выходные дни (п_в =0; т_р=24)

(2.20)

где t^в_н.ср. - температура наружного воздуха, средняя в течение умеренно холодного периода (табл. 2.4); т_р - число часов работы системы вентиля­ции в сутки.

Если имеются сведения о продолжительности умеренно холодного пе­риода (см. табл. 2.4), то расчеты по формулам (2.17) - (2.20) значительно упрощаются.

Средняя температура наружного воздуха и продолжительность умеренно холодного периода в отопительном сезоне

Город	Средняя температура наружного воз­духа в течение умеренно холодного периода, °С	Продолжительность уме­ренно холодного периода, сутки
Астрахань
С.-Петербург	-0,5
Липецк	-2,2
Москва	-1,4
Мурманск	-2,3
Смоленск	-1,5
Чебоксары	-3,9

Режим работы системы вентиляции разрабатывают на основании годо­вого графика потребления тепловой энергии. Построение этого графика (см. рис. 2.2, б) для систем вентиляции без рециркуляции воздуха произво­дится аналогично отопительным. Для общеобменной вентиляции годовой график потребления теплоты разделен на две части: левая часть соответст­вует наиболее холодному периоду и имеет постоянный расход тепловой энергии в течение этого периода. Линия Г1Б1 параллельна оси абсцисс, рас­ход тепловой энергии определяется площадью прямоугольника О-Г1-Б1-0,15n₀. Вторая часть, соответствующая умеренно холодному периоду, имеет переменный расход теплоты (линия Б1B1) в зависимости от изменения t_H.

Если номенклатура и объем общественных зданий неизвестны, то для расчета тепловой мощности для покрытия нагрузок на системы вентиляции общественных зданий следует использовать нормативы для распределения всех групп общественных зданий между различными структурными едини­цами города (микрорайонами, жилыми районами, общественными центра­ми жилых и планировочных районов, а также городов в целом) [46], исходя из ступенчатой системы обслуживания населения. Представляется очевид­ным, что в малых городах с населением до 20 тыс. чел. перечень общест­венных зданий соответствует оговоренному в нормах [51] для микрорай­онов вместе с общегородским общественным центром. Малые города с на­селением 20-50 тыс. чел. можно рассматривать как состоящие из одного жилого района с таким центром. В средних и больших городах, наряду с микрорайонами и жилыми районами следует учитывать, в соответствии с указаниями [36, 58], раздельное размещение общественных зданий в обще­ственных центрах жилых и планировочных районов в соответствии с нор­мами [51], а в крупных и крупнейших городах дополнительно учитывать размещение общественных зданий областного, краевого или республикан­ского значения.

Исходя из показателя нормы жилой площади w, нормативные значения которого приведены в табл. 2.3, можно оценить нормативное значение чис­ленности Р населения района (микрорайона, города) по формуле:

Для определения объема общественных зданий могут быть использованы показатели нормативных значений суммарного объема общественных зданий V_общ.уд. в расчете на одного жителя [36,58], представленные в табл. 2.5.

Таблица 2.5 Нормативные значения суммарного объема зданий, м³/чел.

Тип города, количество жителей, тыс. чел.	Показатель Vобщ.уд.
Малые города с населением до 20
Малые города с населением 20 - 50	-0,5
Средние города с населением 50 - 100	-2,2
Большие города с населением 250 и более	-1,4

Нижние пределы указанных значений относятся к первой очереди строительства, а верхние - к расчетному сроку по генеральному плану.

На основании вышесказанного, если при определении тепловой на­грузки на вентиляцию общественных зданий неизвестен объем здания, то, зная показатели V_общ.уд. и численность населения района Р, эту величину определяют по формуле:

(2.22)

Дата добавления: 2013-12-13