Годовой расход энергии системами отопления, вентиляции и кондиционирования
(согласно Пособию 9.91 к СНиП 2.04.05-91)
Годовые расходы теплоты и электроэнергии для систем вентиляции (СВ), кондиционирования воздуха (СКВ) и холода для СКВ рассчитываются для рабочей смены или части суток (далее смены) с последующим суммированием при работе систем в две или большее число смен.
1. Определяются средние параметры наружного воздуха за время работы систем в теплый и холодный периоды года:
а) температура, °С, и энтальпия, кДж/кг, наружного воздуха
tт=tср,т+0,5AтK1K2 (1)
tx=tср,x+0,5AxK1K2 (2)
Jт=Jcp,т+AтK1K2 (3)
Jх=Jcp,х+AхK1K2 (4)
где – tср,т, tср,x, Jcp,т, Jcp,х – средняя температура воздуха самого жаркого и холодного месяцев, определяемая по СНиП 2.01.01-82, и средняя энтальпия самого жаркого и холодного месяцев года, определяемая по таблице 1;
Aт, Ax, Aэ,т, Aэ,x – средняя амплитуда температуры, °С, и амплитуда энтальпии, кДж/кг, самого жаркого и холодного месяцев в году, определяемая для температуры по приложению 2 к СНиП 2.01.01-82, а для энтальпии по таблице 1;
K1 – коэффициент, определяемый по таблице 2 в зависимости от продолжительности работы систем в течение суток;
K2 – коэффициент, определяемый по таблице 2 в зависимости от времени, приходящегося на середину суточного периода работы системы.
б) средняя за время работы систем в году температура и энтальпия наружного воздуха:
tг=tср,г+0,25(Aт+Aх)K1K2 (5)
Jг=Jср,г+0,5(Aэ,т+Aэ,х)K1K2 (6)
где tср,г, Jср,г – среднегодовая температура и энтальпия, определяемые соответственно по таблице СНиП 2.01.01-82 и по таблице 1;
Aт, Ax, Aэ,т, Aэ,x -амплитуды температуры и энтальпии, определяемые по п.п. «а»;
K1, K2 – коэффициенты, определяемые по таблице 2.
2. Годовой расход теплоты на нагревание приточного воздуха для прямоточной СВ. работающей в одну смену, кДж/г:
Q=0,143nmcGпDtM1K3K4 (7)
где n – число рабочих дней в неделе;
m – продолжительность смены, ч;
с – удельная теплоемкость воздуха, равная 1,005 кДж/кг°С;
Gп – максимальный расход приточного воздуха, кг/ч; для СВ, работающей с переменным расходом за Gп принимается средний расход воздуха за холодный период года; для систем, работающих с рециркуляцией, кроме Gп учитывается минимальный расход наружного воздуха G, кг/ч, см. формулу (9);
Dtк – разность температур воздуха до и после подогрева в самый холодный месяц года, определяемая по формулам:
а) для прямоточной СВ
Dtк=tп-tх (8)
б) для СВ с применением рециркуляции
Dtк=tп-[tрц(1-G/Gп)+tхG/Gп] (9)
tх – температура наружного воздуха в холодный период года,°С, определяется по формуле (2);
tп – средняя температура приточного воздуха в самый холодный период года;
tрц – температура рециркулирующего воздуха в холодный период года;
G, Gп – расход наружного и приточного воздуха, кг/ч;
M1 – длительность периода потребления теплоты воздухонагревателем СВ, суток;
M1=182,5(Dtк/Dtк,г)0,5 (10)
Dtк – по формуле (8) или (9);
Dtк,г для прямоточной СВ
Dtк=tг-tх (11)
Dtк,г – Для СВ с рециркуляцией воздуха принимается как разность температур:
а) смеси рециркулирующего воздуха с наружным при среднегодовой температуре tг;
б) смеси рециркулирующего воздуха с наружным при средней температуре самого холодного месяца tх;
Dtк,г определяется по формуле:
Dtк,г=[tрц(1-G/Gп)+tгG/Gп]-[tрц(1-G/Gп)+tхG/Gп]=(tг-tх)G/Gп (12)
К3 и К4 – коэффициенты, определяемые по табл. 3 в зависимости от длительности периода потребления теплоты.
Число часов работы воздухонагревателя в течение года определяется по формуле:
N1=0,143M1nmK3 (13)
где M1, n, m – как для формулы (7).
3. Годовой расход теплоты на первый подогрев воздуха для прямоточной СКВ и при применении рециркуляции:
Q=0,143nmGпDJкM2K3K4 (14)
где n, m, Gп, G, K3, K4 – как для формулы (7);
DJк – разность энтальпий воздуха в самый холодный месяц года, кДж/кг;
для прямоточной СКВ
DJк=Jф,х-Jх (15)
для СКВ с применением первой рециркуляции
DJк=Jф,х-[Jрц(l-G/Gn)+JxG/Gn] (16)
здесь Jф,х – энтальпия воздуха на выходе из форсуносной камеры или воздухонагревателя в холодный период года, кДж/кг;
Jx – энтальпия воздуха на входе в воздухонагреватель в самый холодный месяц года;
Jрц – энтальпия рециркулирующего воздуха в самый холодный месяц года;
М2=182,5(DJк/DJк,г)0,5 (17)
DJк – по формуле (15) или (16);
DJк,г – среднегодовая разность энтальпий:
для прямоточной СКВ
DJк,г=Jг-Jx (18)
для СКВ с применением первой рециркуляции, аналогично формуле (12)
DJк,г=(Jг-Jc)G/Gп (19)
Jг – среднегодовая энтальпия наружного воздуха, определяется по формуле (6).
Число часов работы первого подогрева при односменной работе
N2=0,143птМ2К3 (20)
где п, т, М2, К3 – по предыдущему.
4. Годовой расход теплоты на второй подогрев для прямоточной СКВ и при применении рециркуляции:
Q2=52mn[(Gп-Gрц,2)DJг-3,6Qг,cp], (21)
где: Gп – расход приточного воздуха, кг/ч;
Gрц,2 – расход воздуха помещения, поступающего на вторую рециркуляцию, кг/ч;
Qг,cp – среднегодовые, средние за смену теплоизбытки (по полному теплу) обслуживаемого помещения в Вт;
DJг – среднегодовая разность энтальпий воздуха помещения и воздуха на выходе из форсуночной камеры или поверхностного воздухоохладителя в кДж/кг:
DJг=0,5(Jрц,т+Jрц,х-Jф,т-Jф,х) (22)
где: Jрц,т, Jрц,х – энтальпия рециркулирующего воздуха помещения, соответственно для теплого и холодного периодов, кДж/кг;
Jф,т, Jф,х – энтальпия воздуха на выходе из оросительной камеры или поверхностного воздухоохладителя соответственно для теплого и холодного периода, кДж/кг.
Среднегодовые избытки теплоты Qг,cp, Вт, следует определять расчетом при среднегодовых значениях параметров наружного климата, а при их отсутствии допустимо принимать величину Qг,cp – средней между избытками теплоты в теплый и холодный периоды года. Если воздухонагреватели второго или зонального подогрева СКВ обслуживают несколько помещений, то величина Qг,cp – определяется как сумма для всех обслуживаемых помещений.
5. Годовой расход холода прямоточной СКВ, кДж/г, определяется по формуле:
Q=0,143птGпDJтМ3К3К4 (23)
где: п, т, К3, К4 – как для формулы (7);
DJт=Jт-Jф,т (24)
Jт – энтальпия воздуха самого жаркого месяца, определяемая по формуле (3);
Jф,т энтальпия воздуха на выходе из форсуночной камеры или воздухоохладителя в теплый период года;
M3 – длительность периода потребления холода за год, сут.:
M3=182,5(DJт/DJт,г)0,5 (25)
где: DJт – по формуле (24);
DJт,г=Jт-Jг (26)
Jг – среднегодовая энтальпия наружного воздуха, определяемая по формуле (6).
Число часов потребления холода за год определяется по формуле
N3=0,143пmМ3К3 (27)
где: п, m, М3, К3 – по предыдущему.
6. Годовой расход холода для СКВ с первой рециркуляцией, кДж/г, определяется по формуле
Qрц,1=Q-DQг,э (28)
где: Q – годовой расход прямоточной системы, определяемый по формуле (23);
DQг,э -годовая экономия холода, кДж/г, определяемая по формуле
DQг,э=0,143nm(Gп-Gрц)DJт,рцМрцK3K4 (29)
n, m, Gп, K3, K4 – по предыдущему;
DJт=Jт-Jрц (30)
Jрц – энтальпия воздуха, рециркулирующего в теплое время года;
Mрц – продолжительность периода работы СКВ с первой рециркуляцией, определяется по формуле (25), при DJт =DJт,рц
Gрц – расход рециркулируемого воздуха, кг/ч.
7. Годовой расход холода для СКВ со второй рециркуляцией, кДж/г:
Qрц,2=(1-G2/Gп)Q, (31)
где: Q – годовой расход холода по формуле (23);
G2 – расход воздуха на вторую рециркуляцию, кг/ч;
Gп – расход приточного воздуха, кг/ч.
8. Годовой расход теплоты на отопление зависит от вида регулирования и тепловой мощности системы.
При отпуске теплоты на отопление по графику централизованного качественного регулирования годовой расход теплоты на отопление определяется средней температурой отопительного периода и его продолжительностью.
При автоматическом регулировании отопления каждого помещения следует учитывать как теплопотери, так и теплопоступления в помещение.
а) суммарная тепловая нагрузка на систему отопления помещения, Qco Вт, слагается из теплопотерь через наружные ограждения, потерь от инфильтрации и поступлении теплоты солнечной радиации и от внутренних источников рассчитывается для трех месяцев года: января QI, апреля QIV и октября QX. На основании этих величин определяются:
продолжительность отопительного периода в сутках
Z=183[QI/(QI-Qco,г)]0,5 (32)
годовой расход теплоты, Вт-часов при автоматическом регулировании
Qот,г=116m[Q1/(Q1-Qco,г)]0,5 (33)
среднегодовая мощность системы, Вт
Qco,г=0,5(QIV+QX) (34)
б) тепловая нагрузка на систему отопления от помещения рассчитывается по среднемесячным потерям и поступлениям теплоты, Вт:
при круглосуточной работе
Qco=Qп-Qs-Qp-Qb (35)
при работе т часов в сутки
Qco=1/hc(Qп-Qs3hsQphp-Qвhв) (36)
где: Qп – теплопотери через наружные ограждения за счет разности температур и инфильтрации, Вт;
Qs и Qр – поступления теплоты от прямой или рассеянной радиации, Вт, определяемые по формулам (43) и (44);
Qв – среднесуточные поступления теплоты от внутренних источников, Вт;
hc – коэффициент общей тепловой нагрузки на систему
hc=m/24+(Kпт/ΣAi)[(0,5-0,04m/24]ρc+0,1-0,01m] (37)
hs,р – коэффициент нагрузки от прямой или рассеянной радиации
hs,р=1+(Kпт/ΣAi)(Kи/m-0,13) (38)
hв – коэффициент поступлений теплоты от оборудования
hв=1+(Kпт/ΣAi)[(12/m-0,04)/ρc+2,4/m-0,24] (39)
где:
Kпт=K1A1+К2А2+…+КпAп (40)
Kпт – показатель теплопередачи помещения Вт/(°С×м2), равен сумме произведений коэффициентов теплопередачи на площади наружных ограждений и тех внутренних ограждений, которые отделяют данное помещение от других помещений с температурой на 3°С и более отличающуюся от температуры данного помещения;
ΣAi=A1+A2+…+Аn – сумма, площадей всех поверхностей ограждений данного помещения, обращенных внутрь этого помещения, м2;
ρc – доля тепловых потоков, вносимых в помещение конвективными струями, принимается по табл. 4;
Ки=Ккон-Кнач; (41)
коэффициент использования солнечной радиации для отопления помещения; Ккон и Кнач – определяются но табл.5, для конца и начала части суток, когда работает отопление;
в) среднемесячные теплопотери через наружные ограждения теплопередачей рассчитываются относительно средней условной температуры
ty=tсм+ρ(SгoKs+РгоКр)/αн (42)
где: tсм – среднемесячная температура, наружного воздуха, °С, определяемая по СНиП 2.01.01-82;
Sгo – среднемесячная интенсивность прямой солнечной радиации на горизонтальную поверхность, Вт/м2, определяемая по табл. 6;
Рго – среднемесячная интенсивность рассеянной солнечной радиации на горизонтальную поверхность, Вт/м2, определяемая по табл. 6;
Ks, Кр – коэффициенты для пересчета среднемесячной интенсивности солнечной радиации с горизонтальной на вертикальную поверхность, Ks – по табл. 7; Кр=0,7;
ρ – коэффициент поглощения теплоты солнечной радиации поверхностью стен и перекрытий; определяется по приложению 7 к СНиП II-3-79**;
αн – коэффициент теплообмена на наружной поверхности, Вт/м2°С, определяемый по табл. 6* СНиП II-3-79**.
Среднемесячные потери теплоты от инфильтрации рассчитываются по СНиП 2.01.05-91 с применением среднемесячной температуры наружного воздуха и среднемесячной скорости ветра, приведенных в СНиП 2.01.01-82.
Среднесуточный тепловой поток от прямой Qs и рассеянной Qp солнечной радиации, поступающей через окна
Qs=SгKsβ1β2β3Aoк, (43)
Qp=0,74РгKгβ3Aoк (44)
где: β1β2β3 – коэффициенты: проникания радиации в помещение, определяемый по табл. 8; затенения, определяемый по формуле
(45)
и теплопроникания солнцезащитных устройств по приложению 8 к СНиП II-3-79**
Кs, Кг – по предыдущему;
Aoк – площадь оконных проемов, м2.
и α – высота стояния и азимут солнца, град, определяемые по табл. 9;
и – относительные размеры затеняющего выступа по рис.1 по отношению к высоте окна и по отношению к ширине окна.
9. Годовой расход электрической энергии на перемещение воздуха системами вентиляции и кондиционирования воздуха, кВт часов в год, определяется по формуле
Nj=52nmNl (46)
n и m – число часов работы в смену и число рабочих дней в неделе. Nl – мощность, расходуемая СВ и СКВ, кВт.
10. Расчет расходов тепловой и электрической энергии рекомендуется производить, используя «Программу для расчета эксплуатационных показателей работы центральных СКВ при вариантном проектировании» «АСЕ».
Программное средство хранится в МОФАП ЦНИИпроекта шифр: N 589.249 9947.14330-01, разработчики: Латгипропром Госстроя Латвийской ССР, МИСИ им. В. В. Куйбышева, Рижский политехнический институт и ГПИ СантехНИИпроект.
11. Примеры расчетов
Пример 1. Определить годовой расход теплоты для прямоточной и рециркуляционной систем приточной вентиляции цеха, работающего в две смены 5 дней в неделю в Москве. Продолжительность каждой смены 8 часов, первая смена с 7 до 15 часов, вторая с 15 до 23 часов. Расход приточного воздуха 12000 кг/ч при минимальном расходе наружного воздуха 7000 кг/ч. Температура воздуха в помещении 18°С, температура приточного воздуха 13°С.
Решение. По СНиП 2.01.01-82 среднегодовая температура наружного воздуха в Москве tср,г=3,8°С, самого холодного месяца tср,х=-10,2°С, средняя амплитуда самого холодного месяца Ах=6,2°С.
Середина первой смены приходится на 0,5(7+15)=11 ч, а второй 0,5(15+23)=19 ч. Для обеих смен по табл.2 находим одинаковые коэффициенты: для продолжительности смены K1=0,83 и для середины смены К2=0,5(0,26+0,71)@0,5. Следовательно, расходы теплоты для обеих смен будут одинаковые.
1. Расход теплоты для прямоточной СВ за 1 смену определяем по формуле (7):
Q=0,143×5×8×1,005×12000×DtkM1K3K4
где: Dtk по формуле (8) Dtk = 13 -(-8,9) = 21,9°С, при этом tx по формуле (2) tx=-10,2+0,5×6,2×0,83×0,5=-8, 9°С; по формуле (10) – длительность периода потребления теплоты М1=182,5[21,9/(5,5-(-8,9))]0,5=225 суток; здесь по формуле (5) tг=3,8+0,25(10,4+6,2)×0,83×0,5=5,5°С. При этих условиях Q=68983,2×21,9×225×1,06×0,62=223,4 106=223,4 гДж/г; здесь по таблице 3 К3=1,06 и К4=0,62
Число часов работы воздухонагревателя в течение года по формуле (13)
N1=0,143×225×5×8×1,06=1364 ч/г
2. Расход теплоты для этой системы с применением рециркуляции при отношении минимального расхода наружного воздуха к общему расходу приточного воздуха 7000/12000=7/12, по формуле (7) и предыдущим расчетам
Q=68983,2×DtkM1K3K4
где по формуле (9) Dtk=13-[18(1-7/12)+(-8,9×7/12)]=10,7°.
Среднегодовая разность температур по формуле (12), при iг=5,5° и tx=-8,9°С; Dtк,г=(5,5+8,9)7/12=8,4°С; тогда по формуле (10)
M1=182,5(10,7/8,4)0,5=206 суток.
Расход теплоты по формуле (7) составит при односменной работе
Q=68983,2×10,7×206×1,03×0,63=98,7гДж/г.
Число часов работы воздухонагревателя в течение года по формуле (13) равно Nj=0,143×206×5×8×1,03=1214 ч/г
3. Годовой расход теплоты системой за 2 смены соответственно составит: для прямоточной 223,4×2=446,8 гДж/г и системы с использованием рециркуляции 98,7×2=197,4 гДж/г.
4. Число часов работы воздухонагревателя за 2 смены будет соответственно 1364×2=2728 ч и 1214×2=2428 ч.
Пример 2. Определить годовые расходы теплоты, холода и электроэнергии центральной СКВ, работающей 5 дней в неделю по 9 часов в сутки с 8 до 17 часов в Ташкенте. Расход воздуха 12000 кг/ч, минимальный расход наружного воздуха 7000 кг/ч.
Средняя энтальпия воздуха в помещении в холодный период Jср,х=40 кДж/кг, в теплый период Jср,т=52 кДж/кг, энтальпия воздуха на выходе из форсуночной камеры в холодный период Jф,х=25 кДж/кг и в теплый период Jф,т=35 кДж/кг. Среднегодовые избытки теплоты Qг,ср=32500 Вт. Мощность, потребляемая электродвигателями приточного вентилятора, 2 кВт, и рециркуляционного 1 кВт.
Решение. По табл.1 для Ташкента среднее значение энтальпии наружного воздуха самого холодного месяца Jcp,x=6 кДж/кг, амплитуда этой энтальпии Аэ,х=4,8 кДж/кг. Энтальпия самого жаркого месяца Jcp,т=51,3 кДж/кг и амплитуда Аэ,т=5,9 кДж/кг. Среднегодовая энтальпия Jcp,г=27,7 кДж/кг.
Для середины рабочего времени 0,5(8+17)=12,5 ч по табл. 2 К1=0,79 и К2=0,78.
Средняя за время работы системы энтальпия наружного воздуха для самого холодного месяца по формуле (4) Jx=6+4,8×0,79×0,78=9 кДж/кг для самого жаркого месяца Jт=51,3+5,9×0,79×0,78=54,9 кДж/кг. Средняя годовая энтальпия по формуле (6) Jг=27,7+0,5(5,9+4,8)×0,79×0,78=31 кДж/кг.
1. Расход теплоты на первый подогрев для прямоточной СКВ по формуле (14) равен:
Q=0,143×5×9×12000(25-9)156×0,98×0,65=122,8×106=122,8гДж/г,
где по формуле (17) M2=182,5[(25-9)/(31-9)]0,5=156 суток; К3=0,98; К4=0,65 по табл. 3.
2. Число часов работы первого подогрева по формуле (20)
N2=0,143×5×9×156×0,98=984 ч/г.
3. Расход теплоты для СКВ, работающей с первой рециркуляцией, по формуле (14) и по табл. 3, где К3=0,92 и К4=0,65:
Q=0,143×5×9×12000×3,08×89,5×0,92×0,65=12,7 гДж/г,
где, по формуле (16) DJk=25-[40(1-7/12)+9×7/12]=3,08 кДж/кг; а М2 по формуле (17) равна:
М2=182,5[]0,5=89,5 суток.
Экономия теплоты за счет рециркуляции: 122,8-12,7= 110,1 гДж/г. Число часов работы первого подогрева по формуле (20).
N2=0,143×5×9×89,5×0,92=530 ч/г.
4. Годовой расход теплоты на второй подогрев для СКВ прямоточной и с рециркуляцией по формуле (21) с учетом среднегодовых избытков теплоты в помещении 32500 Вт:
Q=52×5×9(12000×16-3,6×32500)=176 гДж/г,
здесь среднегодовая разность энтальпий по формуле (22):
DJг=0,5(52+40-35-25)=16 кДж/кг.
5. Годовой расход холода по формуле (23) и табл. 3 для прямоточной СКВ:
Q=0,143×5×9×12000(54,9-35)167×0,98×0,65=163гДж/г,
где: М3=182,5[(54,9-35)/(54,9-31)]0,5=167 суток.
Число часов потребления холода по формуле (27).
N3=0,143-5×9×167×0,98=1053 ч.
6. Годовой расход холода при работе с первой рециркуляцией по формуле (28).
Qрц,1=163-3,5=159,5гДж/г,
где : DQг,э определена по формуле (29)
DQг,э=0,143×5×9(12-7)103(54,9-52)64×0,91×0,65=3,5 гДж/г,
при М3, определенной по формуле (25) и DJт=DJт,г:
М3=182,5[(54,9-52)/(54,9-31)]0,5=64 сут.
К3=0,91; К4=0,65 по табл. 3.
7. Годовой расход электроэнергии по формуле (46)
N=52×5×9(2+1)=7020 кВт часов/г.
Пример 3. Определить годовой расход теплоты на отопление помещения общественного здания в Москве (56 гр.с.ш.) при круглосуточной работе конвекторной системы отопления и индивидуальном автоматическом регулировании температуры помещения, имеющего стены А = 24м2 с коэффициентом теплопередачи К=1,17Вт/(м2×°С, окна А=30м2, К=3,3 Вт/(м2×°С), пол и потолок площадью по А=144т2, внутренние стены А=162м2. Средние за сутки внутренние тепловыделения 1238 Вт, при доле конвективной составляющей rl=0,63.
Окно расположено на ЮЗ фасаде, относительные размеры затеняющего выступа окна (по рис.1) =0,05, =0,1. Расход инфильтрующегося воздуха через окно в январе Gп=8,2 кг/м2ч, в октябре Gп=5,4, в апреле Gп=5,4. Температура воздуха в помещении 22°С.
Решение. По СНиП 2.01.01-82 среднемесячная температура наружного воздуха в январе tн=-10,3, апреле 3,7, октябре -4,1. По табл. 6 для Москвы в январе Sг=1 Вт/м2, rг=15, в апреле Sг=49, rг=63, в октябре Sг=14, rг=28. По табл.7 коэффициенты пересчета прямой радиации для Юго-Запада в январе ks=2,6, в апреле ks=0,74, в октябре ks=1,83. По табл. 8 коэффициенты пропускания прямой радиации в январе b1=0,84, в апреле b1=0,85, в октябре b1=0,83.
Коэффициенты по СНиП II-33-79**: а) теплообмена на наружной поверхности стены aн=23 Bт/м2°C; б) поглощения солнечной радиации r=0,7; в) солнцезащиты b3=0,9.
Средняя условная температура наружной среды ty для наружной стены по формуле (42):
январь -10,3+0,7(1×2,6+0,7×15)/23=-9,9
апрель 3,7+0,7(49×0,74+63×0,7)/23=6,1
октябрь -4,1+0,7(14×1,83+0,7×28)/23=-2,7
Средние месячные теплопотери Qп, Вт, через наружные ограждения за счет разности температур:
январь 1,17×24(22+9,9)+3,3×30(22+10,3)=4093;
апрель 1,17×24(22-6,1)+3,3×30(22-3,7)=2258;
октябрь 1,17×24(22+2,7)+3,3×30(22+4,1)=3277 Вт.
Коэффициенты затенения окон b2 по формуле (45) и табл. 9:
январь (1-0,05tan50)(l-0,1tan14/cos50)=0,9;
апрель (1-0,05tan60)(1-0,1tan34/cos60)=0,79;
октябрь (1-0,05tan54)(l-0,1tan36/cos54)=0,82.
Теплопоступления Qs, Вт, от прямой солнечной радиации по формуле (43):
январь 1×2,6×0,84×0,90×0,90×30=53;
апрель 49×0,74×0,85×0,79×0,90×30=657;
октябрь 14×1,83×0,84×0,82×0,90×30=476.
Теплопоступления от рассеянной солнечной радиации Qp, Вт, по формуле (43):
январь 0,74×15×0,7×0,90×30=210;
апрель 0,74×63×0,7×0,90×30=881;
октябрь 0,74×285×0,7×0,90×30=392.
Теплопотери от инфильтрации через окна Qи, Вт:
январь 0,28×8,2×1×30(22+10,3)=2224;
апрель 0,28×5,4×1×30(22-3,7)=830;
октябрь 0,28×5,4×1×30(22-4,1)=812.
Тепловая нагрузка Qco, Вт, на систему отопления по формуле (35):
январь 4093+2224-1238-53-210=4816 Вт;
апрель 2219+812-1238-476-392=925 Вт;
октябрь 3277+830-1238-657-881=1331 Вт.
Среднегодовая тепловая мощность системы отопления по формуле (34):
Qco,г=0,5(925+1331)=1128 Вт.
Продолжительность отопительного периода при автоматическом регулировании тепловой мощности по формуле (32)
DZoп=183[4816/(4816-1128)]0,5=209 суток.
Годовой расход теплоты на отопление при автоматическом регулировании тепловой мощности по формуле (33)
Qoт,г=116×24×4816[4816/(4816-1128)]0,5=15,3×103 кВт×ч.
Годовой расход теплоты на отопление при централизованном регулировании и средней температуре отопительного периода tоп=-3,7, при продолжительности отопительного периода Z=209 сут.
Qoт,г=116-24×209(22+3,7)=15,0×103 кВт×ч.
Пример 4. Определить годовой расход теплоты на отопление для условий примера 3 при работе системы с 7 до 16 ч (по истинному времени).
Решение. По табл. 4 доля конвективной теплоотдачи системы отопления rс=0,85. По табл. 5 коэффициенты использования прямой солнечной радиации для начала рабочего времени Кнач=-0,08, для конца работы Ккон=-0,62, для рассеянной солнечной радиации Кнач=-0,8, Ккон=0,39.
Величина показателя теплопередачи помещения в формулах (37)-(39) Кпт=1,17×24+3,3×30=127 Вт/°С, SАi=24+33+144+144+162=507м2, продолжительность рабочего времени т=16-7=9 ч.
Коэффициент hс по формуле (37)
9/24+[(0,5-0,04×9/24)0,85+0,1-0,01×9]=0,48.
Коэффициент hb по формуле (39)
1+[(12/9-0,04)0,63+2,4/9-0,24]=1,21.
Коэффициент hs по формуле (38)
1+[(-0,62+0,08)/9-0,13]=0,96.
Коэффициентhр по формуле (38)
1+[(0,39+0,8)/9-0,13]@1.
Тепловая нагрузка Qсо, Вт, на систему отопления по формуле (36)
- для января (4093-2224)/0,48-1238×1,16/0,48-53×0,96/0,48-210×1/0,48=9500 Вт;
- для апреля (2258+830)/0,48-1238×1,16/0,48-657×0,96/0,48-881×1/0,48=260 Вт;
- для октября (3277+812)/0,48-1238×1,16/0,48-476×0,96/0,46-392×1/0,48=3760 Вт.
Среднегодовая тепловая нагрузка на систему по формуле (34)
Qсо,г=0,5(3760+360)=1960 Вт.
Продолжительность отопительного периода по формуле (32)
Z=183[9500/(9500-1960)]0,5=205 суток.
Годовой расход теплоты по формуле (33):
Qот,г=116×9×9500[9500/(9500-1960]0,5=11,13×103кВт×ч.
Из приведенных расчетов видно, что при периодическом действии системы отопления годовой расход теплоты на отопление оказывается меньше, чем при круглосуточной ее работе. Однако при периодическом действии системы значительно понижается температура воздуха в нерабочее время, что требует отопления и в нерабочее время.