Повышение энергоэффективности зданий
Удельная характеристика расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию. Расчетные параметры внутреннего воздуха. Правила проведения испытаний по определению фактического сопротивления теплопередачи. Особенность определения теплопотерь здания.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 04.07.2018 |
| Размер файла | 3,7 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОГО КЛАССА ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ЗДАНИЯ
1.1 Характеристика объекта проектирования
1.2 Расчетные параметры внутреннего воздуха
1.3 Расчёт
2. ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ ЗДАНИЯ
2.1 Правила проведения испытаний по определению фактического сопротивления теплопередачи
2.2 Экспериментальное определение сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций
2.3 Тепловизионное обследование
2.4 Определение теплопотерь здания
3. РАСЧЕТ НАГРЕВА ПРИТОЧНОГО ВОЗДУХА В УСТАНОВКЕ УТИЛИЗАЦИИ ВЫБОСНОГО ВОЗДУХА
3.1 Расчетная схема
3.2 Баланс теплообмена
3.3 Пример расчета
4. ПОВЫШЕНИЕ КЛАССА ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ЗДАНИЙ
4.1 Улучшение теплозащитных свойств ограждающих конструкций
4.2 Определение класса энергетической эффективности после применения приточно-вытяжной системы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Одним из приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в Российской Федерации является «Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика». С одной стороны, это связано с географическим расположением территории страны, что обуславливает значительные затраты на выработку, транспортировку и потребление газа, теплоты и других энергоносителей. С другой стороны, возрастающие тарифы на энергоносители и мировая конкуренция на производимые товары, являются двигателями оптимизационных процессов для выпуска продукции мирового качества при минимуме затрат.
Цель данной дипломной работы состоит в рассмотрении двух наиболее распространённых энергосберегающих мероприятий на примере здания ФГБОУ ВО «Вологодский государственный университет» по адресу ул. Гагарина, д. 81а.
Задачи: 1) определить фактический класс энергоэффективности здания по расчетным данным; 2) определить фактический класс энергоэффективности здания по расчетным данным с учетом утепления; 3) определить фактический класс энергоэффективности здания по фактическим значениям сопротивления теплопередачи ограждающей стены и окна, определенных в натурных условиях; 4) осуществить расчет приточно-вытяжной системы с утилизацией вытяжного внутреннего воздуха по расчетным значениям воздухообмена; 5) определить на сколько повышается энергоэффективность здания с учетом утепления и применения системы утилизации внутреннего воздуха; 6) рассчитать срок окупаемости утепления; 7) рассчитать срок окупаемости применения системы утилизации вытяжного воздуха.
1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОГО КЛАССА ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ЗДАНИЯ
1.1 Характеристика объекта проектирования
На рисунке 1.1 представлено фото объекта
Рисунок 1.1 - Фото объекта
Характеристика объекта проектирования:
Объект эксплуатации - 4 этажное общественное здание с отапливаемым подвалом.
Район строительства - г. Вологда.
Ориентация главного фасада - С.
Основной материал ограждающей конструкции - железобетон.
Климатологические данные района строительства.
Климатологические характеристики района строительства установлены согласно таблица. 1 СП 131.13330.2012 [1].
Средняя температура наиболее холодной пятидневки t н=-32 ?.
Средняя температура отопительного периода со среднесуточной температурой воздуха ?8?: t_(ср.от.)=-4,0?.
Продолжительность отопительного периода со среднесуточной температурой воздуха ?8?: Z=228 сут.
1.2 Расчетные параметры внутреннего воздуха
Расчетная скорость ветра (максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь): V=3,9 м/с.
Расчетные параметры внутреннего воздуха для отопительного периода определяют для всех отапливаемых помещений проектируемого здания, согласно ГОСТ 30494-2011[2] и СП 118.13330.2012 [3]
Полученные данные указаны в таблице 1.1.
Таблица 1.1 - Расчетные параметры внутреннего воздуха
|
Наименование отапливаемого помещения |
Расчетная температура ; |
|
|
1 |
2 |
|
|
аудитории, лаборатории, столовая |
18 |
|
|
коридоры, лестницы, санузлы |
14 |
|
|
душевые |
25 |
|
|
спорт зал |
15 |
|
|
угловые помещения |
21, 17, 16. |
1.3 Расчёт
Удельная характеристика расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию
Определение класса энергетической эффективности эксплуатируемого здания.
Включает в себя расчеты нормативной и фактической удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания. При известных параметрах наружного воздуха и характеристиках ограждающих конструкций определяем класс энергоэффективности здания.
Нормативная (базовая) характеристика расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию определятся согласно таблица. 14 приложение. 10 СП 50.13330.2012 [4], .
Фактическая удельная характеристика расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания , определяется по формуле (1.1):
, ,
где - удельная теплозащитная характеристика здания, ;
- удельная вентиляционная характеристика здания, ;
- удельная характеристика бытовых тепловыделений здания, ;
- удельная характеристика теплопоступлений в здание от солнечной радиации, ;
- коэффициент, учитывающий снижение теплопотребления жилых зданий при наличии поквартирного учета тепловой энергии на отопление, принимается до получения статистических данных фактического снижения, ;
- коэффициент, учитывающий дополнительное теплопотребление системы отопления, связанное с дискретностью номинального теплового потока номенклатурного ряда отопительных приборов, их дополнительными теплопотерями через зарадиаторные участки ограждений, повышенной температурой воздуха в угловых помещениях, теплопотерями трубопроводов, проходящих через неотапливаемые помещения для многосекционных и других протяженных зданиях согласно приложению Г [4];
- коэффициент снижения теплопоступлений за счет тепловой инерции ограждающих конструкций; рекомендуемые значения определяются по формуле (1.2):
,
где ГСПО - градусо- сутки отопительного периода; определяется по формуле (1.3), согласно [4]:
,
где - средняя температура отопительного периода, ;
Z - продолжительность отопительного периода, сут;
- коэффициент эффективности авторегулирования подачи теплоты в системах отопления, , согласно приложению .Г [4].
Данные для определения класса энергоэффективности приведены в таблице 1.2.
Данные рассчитаны по приложению Г [4].
Таблица 1.2 - Расчетные данные по определению фактической удельной характеристики расхода тепловой энергии на вентиляцию и отопление
|
Параметр |
Значение параметра |
|
|
1 |
2 |
|
|
Удельная теплозащитная характеристика здания, |
1,082 |
|
|
Удельная вентиляционная характеристика здания, |
0,036 |
|
|
Удельная характеристика бытовых тепловыделений здания, |
0,063 |
|
|
Удельная характеристика теплопоступлений в здание от солнечной радиации, |
0,022 |
|
|
Коэффициент, учитывающий снижение теплопотребления жилых зданий, |
0,1 |
|
|
Коэффициент, учитывающий дополнительное теплопотребление системы отопления для многосекционных и других протяженных зданий, |
1,13 |
|
|
Коэффициент снижения теплопоступлений за счет тепловой инерции ограждающих конструкций, н |
0,8118 |
|
|
Коэффициент эффективности авторегулирования подачи теплоты в системах отопления, ж |
0,5 |
|
|
Коэффициент снижения объема воздуха в здании, учитывающий наличие внутренних ограждающих конструкций, |
0,85 |
|
|
Удельная теплоемкость воздуха, |
1 , |
|
|
Средняя температура наружного воздуха, |
-4 |
|
|
Средняя кратность воздухообмена здания за отопительный период, |
0,117 |
|
|
Коэффициент эффективности рекуператора, |
0 |
|
|
Количество приточного воздуха в здание при неорганизованном притоке либо нормируемое значение при механической вентиляции, |
0 |
|
|
Число часов работы механической вентиляции в течение недели, |
0 |
|
|
Число часов в неделе |
168 |
|
|
Количество инфильтрующегося воздуха в здание через ограждающие конструкции, |
2318,078 |
|
|
Число часов учета инфильтрации в течение недели, |
168 ч |
|
|
Отапливаемый объем здания, |
18181 |
|
|
Средняя плотность приточного воздуха за отопительный период, |
1,274 |
|
|
Величина бытовых тепловыделений на площади общественного здания, |
10 |
|
|
Расчетная температура внутреннего воздуха здания, |
18 °С |
|
|
Теплопоступления через окна и фонари от солнечной радиации в течение отопительного периода, |
191877,25 |
|
|
Коэффициент относительного проникания солнечной радиации для светопропускающих заполнений, |
0,75 |
|
|
Коэффициент, учитывающий затенение светового проема, |
0,85 |
|
|
Площадь светопроемов фасадов здания, соответственно ориентированных по световым направлениям, |
507,5; 14; 497; 17,5 |
|
|
Средняя за отопительный период величина солнечной радиации на вертикальные поверхности при действительных условиях облачности, соответственно ориентированная по четырем фасадам здания, |
83,62; 288,87; 581,63; 289 |
|
|
Градусо-сутки отопительного периода, |
5016 |
По вышеизложенным данным была рассчитана удельная характеристика расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания по формуле (1,1) из приложения Г [3]. Полученное значение.
Считаем отклонение удельной расчетной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания от нормируемой (базовой) величины. Оно равно и соответствует классу энергосбережения Е, согласно таблице 15 [4].
2. ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ ЗДАНИЯ
Действующее в РФ законодательство обязывает организации, затраты на энергоресурсы которых превышает 50 миллионов рублей в год, проходить энергетическое обследование и составлять энергетический паспорт раз в 5 лет. К зданиям и сооружениям, в том числе к многоквартирным жилым зданиям предъявляются требования к классу энергетической эффективности.
Одной из задач при проведении энергетического обследования здания является расчетно-экспериментальное определение соответствия теплотехнических характеристик узлов примыкания оконных блоков к стеновым проёмам. Данная задача включает в себя сбор информации об объекте, в который входят ознакомление с ГОСТ, по которому было построено здание, проверка здания на соответствие современным стандартам строительства, ознакомление с технической документацией объекта. Затем следует определить необходимые достаточные условия для проведения испытаний (степень готовности ограждающей конструкции, уточнить состояние объекта, режим функционирования системы отопления). Далее следует выезд на объект, на объекте проводится тепловизионная съемка для выявления неравномерности распространения тепловых потоков и выявления строительных дефектов , затем на основе полученных данных производится расчет.
2.1 Правила проведения испытаний по определению фактического сопротивления теплопередачи
Фактическое сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций рассматриваемого здания производилось по ГОСТ Р 56623-2015 [5].
Программа испытаний представлена на рисунке 2.1.
Рисунок 2.1 - Программа испытаний по определению сопротивления теплопередачи в натурных условиях.
Испытания в натурных условиях проводят в периоды, когда разность среднесуточных температур наружного и внутреннего воздуха и соответствующий тепловой поток обеспечивают получение результата с погрешностью не более 15% Продолжительность измерений в натурных условиях определяют по результатам предварительной обработки результатов измерений в ходе испытаний, при которых учитывают стабильность температуры наружного воздуха в период испытаний и предшествующие дни и тепловую инерцию ограждающей конструкции. Продолжительность измерений в натурных условиях эксплуатации должна составлять не менее 15 суток, согласно [5].
2.2 Экспериментальное определение сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций
Экспериментальное исследование, проведенное в натурных условиях было произведено для определения реальной температуры внутренней и наружной поверхности ограждающих и свето-прозрачных конструкций, а так же относительную влажность воздуха внутри помещения для здания корпуса №3 ВоГУ по адресу Гагарина 81а, согласно ГОСТ Р 56623-2015 [5] и ГОСТ Р 54861-2011[7], с целью расчета фактической экспериментального сопротивления теплопередаче ограждающих и свето- прозрачных конструкций здания.
Рисунок 2.2- Схема распределения контрольных точек измерения
Экспериментальные данные были получены в следствии проведения эксперимента при помощи теплографа. Схема распределения контрольных точек измерения для получения экспериментальных данных представлена на рисунке 2.2.
Экспериментально получены данные: температуры поверхностей, воздуха и тепловые потоки. Они представлены в виде графика, изображенного на рисунке 2.3.
Рисунок 2.3 - График изменения температур в точках от времени
Сопротивление для термически однородной зоны ограждающей конструкции вычисляют по формуле (2.1), согласно [5]:
, ,
где и сопротивления теплопередаче соответственно внутренней и наружной поверхностей ограждающей конструкции, ;
термическое сопротивление однородной зоны ограждающей конструкции, ;
и средние за расчетный период измерений значения температур соответственно внутреннего и наружного воздуха, ;
исредние за расчетный период измерений значения температур соответственно внутренней и наружной поверхностей ограждающей конструкции, ;
средняя за расчетный период измерения фактическая плотность теплового потока, , рассчитывается по формуле (2.2), согласно [5]:
, ,
где средняя за расчетный период измеренная плотность теплового потока, ; термическое сопротивление преобразователя теплового потока, определяемого по его паспортным данным, ;
термическое сопротивление слоя, прикрепляющего преобразователь теплового потока, ;
температура поверхности преобразователя теплового потока, обращенная внутрь помещения, .
Приведенное термическое сопротивление испытанного оконного блока, определяется по формуле (2.3), согласно [7]:
, ,
где , Приведенное термическое сопротивление светопропускающей и не прозрачной частей оконного блока, , определяются по формулам (2.4), (2.5), согласно [7];
, площади расчетной поверхности светопропускающей и непрозрачной частей оконного блока, .
, ,
, ,
где , число однородных зон в светопропускающей и непрозрачной частях оконного блока соответственно;
расчетная площадь i-й однородной зоны светопропускающей части блока,;
расчетная площадь j-й однородной зоны непрозрачной части блока, ;
,термическое сопротивление i-й однородной зоны светопропускающей части блока, термическое сопротивление j-й однородной зоны непрозрачной части блока,, определяются по формуле (2.6), согласно [7]:
, ,
где средняя плотность теплового потока проходящего через свето-прозрачную конструкцию, .
Результаты экспериментального расчета представлены в таблице 2.1.
Таблица 2.1-Результаты экспериментального расчета
|
, |
, |
, |
, |
, |
, |
, |
, |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
|
27,33 |
-8,36 |
20,06 |
-6,06 |
49,77 |
0,52 |
0,53 |
1,16 |
|
|
23,29 |
-7,63 |
37,63 |
0,82 |
|||||
|
20,39 |
-4,22 |
70,18 |
0,35 |
|||||
|
22,56 |
-2,82 |
30,00 |
0,85 |
|||||
|
21,96 |
-3,81 |
59,57 |
0,43 |
|||||
|
23,49 |
-6,23 |
30,73 |
В процессе проведения натурных испытания были рассчитаны сопротивление для термически однородной зоны ограждающей конструкции вычисляют по формуле , а также приведенное термическое сопротивление испытанного оконного блока для здания корпуса №3 ВоГУ по адресу Гагарина 81а.
2.3 Тепловизионное обследование
Целью выполненного инструментального тепловизионного обследования здания являлось наглядное выявление возможных скрытых конструктивных и строительных дефектов.
В ходе проведения натурных измерений выполнено визуальное и инструментальное тепловизионное обследование ограждающих конструкций здания в инфракрасном длинноволновом диапазоне согласно ГОСТ Р 54852-2011 [8].
Описание метода
Тепловизионное обследование здания является эффективным средством контроля качества тепловой защиты зданий.
Это неразрушающий дистанционный, оперативный и точный способ диагностики состояния зданий непосредственно в эксплуатационном режиме.
В основу метода положено свойство тепловизионного наблюдения бесконтактно регистрировать распределение радиационной температуры на поверхности, находящейся в поле зрения тепловизионной камеры.
Псевдо-раскраска термограммы соответствует шкале температур, автоматически получаемой прибором в момент тепловизионной съёмки, в соответствии с градуировочной характеристикой тепловизора, параметрами объекта наблюдения и окружающими условиями.
Термограммы записываются и в последующем обрабатываются с помощью специализированного программного обеспечения.
Инспекцию ограждающих конструкций зданий и сооружений осуществляют при установившемся перепаде температуры воздуха снаружи и внутри помещений.
Зоны увлажнения оболочки зданий, в особенности кровли, а также фильтрации воздуха обнаруживают практически при любых сезонных условиях, используя естественные суточные изменения температуры атмосферного воздуха и солнечного излучения.
Одинаково успешно можно осуществить тепловизионное обследование как с наружной, так и с внутренней стороны ограждающих конструкций.
В результате тепловизионного обследования выявляют скрытые дефекты строительных конструкций, участки нарушения тепловой изоляции, фильтрации воздуха, увлажнения.
Термография даёт качественную информацию о теплозащитных свойствах ограждающих конструкций и вместе с опорными измерениями позволяет оценить энергетическую эффективность зданий и сооружений.
Анализ термограмм
Анализ термограмм внутренних и наружных поверхностей ограждающей конструкции позволяет выявить дефекты теплоизоляции.
После того, как произведена тепловизионная съемка здания, при помощи специального программного обеспечения проводится камеральный анализ полученных термограмм, качественная и количественная оценка результатов:
Качественный -- это анализ полученных термограмм с целью выявления аномальных температурных участков в ограждающей конструкции, и интерпретация полученных тепловых изображений.
При этом выявляются аномальные температурные зоны, которые могут быть следствием различных дефектов строительства или монтажа, и определяется их местоположение на поверхности ограждающей конструкции.
При качественном анализе оценивается площадь дефектной зоны и характер ее расположения относительно реперных (бездефектных) участков контроля.
По интенсивности и расположению аномальных участков можно судить о степени дефекта.
Количественный анализ -- это определение температурных отклонений в аномальных тепловых зонах и оценка степени соответствия здания требованиям нормативных документов в части показателей теплозащиты.
Основным документом, в котором установлены показатели (критерии) тепловой защиты зданий, является СП 50 13330 2012 [4] согласно которого установлено 2 нормативных показателя тепловой зашиты зданий, которые применяются при проведении количественного анализа термограмм:
Температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающих конструкции обследуемого помещения.
Температура внутренней поверхности помещений, которая должна быть выше температуры точки росы.
В предоставляемом тепловизионном отчете дается оценка совместно по качественным и количественным показателям.
Общая характеристика
Адрес объекта контроля: г. Вологда, ул. Гагарина, 81а.
Заказчик: Вологодский государственный университет.
Объект контроля: Здание 3 корпуса ВоГУ.
Вид тепловизионного обследования: При проведении тепловизионного обследования выполнялось термографирование внутренних поверхностей объекта контроля.
Дата проведения тепловизионного обследования: 26.02.2018.
Предоставленная сопроводительная документация: Планы зданий.
Условия контроля
Температура окружающей среды -17,9 °С и внешняя относительная влажность 69,2%.
Тепловой напор составил 43,9°С и соответствует требованиям ГОСТ Р 54852-2011 [8].
Коэффициент излучения объекта контроля был более 0,7.
После проведения анализа окружающей среды (температура и влажность воздуха, температура обследуемых поверхностей) в соответствии с полученными параметрами настраивался тепловизор.
Измерение температур поверхностей у реперных участков производились цифровым контактным термометром с погрешностью не более 0,5 °С.
Температуры реперных участков сравниваются с температурами, измеренными тепловизором.
При проведении обследования учитывалось влияние коэффициента излучения поверхности .
Схема контроля телевизионной съемки
Контроль объекта выполнялся в соответствии с порядком указанном на схеме контроля.
При визуальном обследовании внимание обращалось прежде всего на вероятные причины возникновения теплотехнических дефектов ограждающих конструкций.
Расстояние до объекта съемки рассчитывается по формуле в соответствии с ГОСТ Р 54852-2011. [8]
Термографирование объекта контроля проводилось в «нормале» (в перпендикулярном направлении к стене) либо при отклонении от этого направления влево, вправо, вверх, вниз не превышающем 30°.
Измерения производились с фиксированного расстояния.
При перемещении оператора вдоль объекта в целях корректности последующих расчетов фиксированное расстояние максимально сохранялось.
Термографирование объекта контроля проводилось также и общим панорамным снимком, охватывающим весь объект контроля, с вертикальными и горизонтальными стыками с наложением кадров 15-20 % двигаясь справа налево, снизу-вверх.
Порядок проведения телевизионного исследования
Проведена адаптация приборов к условиям окружающей среды.
Измерялась скорость ветра, влажность, температура воздуха и расстояние до объекта контроля.
Параметры измерений занесены в тепловизор.
Определялся коэффициент излучения объекта контроля для занесения параметра в тепловизор.
Проведён визуальный контроль объекта на наличие дефектов ограждающих конструкций.
Произведено термографирование объекта контроля и фотосъемка.
При невозможности за 1 кадр охватить всю стену, проведена детальная съемка, двигаясь с лева-направо, снизу-вверх.
Проверены сохраненные термограммы.
Проведён перенос результатов съемки тепловизора и фотоаппарата в специально подготовленные заранее папки в компьютере.
Проведена программная оценка термограмм для составления данного отчёта.
Требования к анализу результатов контроля их оценки по нормативным документам
После проведения обследования полученные термограммы были обработаны и нормированы по температурной шкале.
Компьютерный анализ был произведен для выявления аномальных зон тепловых потерь, их фото-фиксации и анализа количественным и качественным способом.
В связи с тем, что тепловизионный контроль является неразрушающим методом контроля строительных объектов, все выводы и заключения данные в тепловизионном отчете являются технически достоверными, но носят предположительный характер в части точной идентификации обнаруженных скрытых строительных дефектов.
Требования к персоналу и оборудованию:
Обследование проводил специалист аттестованный в соответствии с ПБ 03-440-02 «Правила аттестации персонала в области неразрушающего контроля» [3] на первый уровень квалификации по тепловому неразрушающему контролю Ростехнадзора России.
Протокол телевизионного обследования ограждающих конструкций административно-бытового корпуса.
План обследуемого здания представлен на рисунке 2.4.
Рисунок 2.4 - План обследуемого здания
На рисунках 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 и 2.10 представлены телевизионные снимки объекта.
Дата проведения: 26.02.2018.
Рисунок 2.5 - Тепловизионный снимок окна 1 с таблицей
Тепловизионное обследование здания явно выраженных системных тепловых аномалий и значительных дефектных зон, снижающих теплоизоляционные характеристики ограждающих конструкций не выявило. Выявлены незначительные участки выхода наружу (эксфильтрации) теплого воздуха из внутренних помещений здания в районе примыкания рамы окна к стене. Дата проведения: 26.02.2018.
Рисунок 2.6 - Тепловизионный снимок окна 2 с таблицей
Тепловизионное обследование здания явно выраженных системных тепловых аномалий и значительных дефектных зон, снижающих теплоизоляционные характеристики ограждающих конструкций не выявило. Выявлены незначительные участки выхода наружу (эксфильтрации) теплого воздуха из внутренних помещений здания в районе примыкания рамы окна к стене.
Дата проведения: 26.02.2018.
Рисунок 2.7 - Тепловизионный снимок окна 3 с таблицей
Тепловизионное обследование здания явно выраженных системных тепловых аномалий и значительных дефектных зон, снижающих теплоизоляционные характеристики ограждающих конструкций не выявило. Выявлены незначительные участки выхода наружу (эксфильтрации) теплого воздуха из внутренних помещений здания в районе примыкания рамы окна к стене.
Дата проведения: 26.02.2018.
Рисунок 2.8 - Тепловизионный снимок стены 1 с таблицей
Рисунок 2.9 - Тепловизионный снимок стены 2 с таблицей
Рисунок 2.10 - Тепловизионный снимок стены 3 с таблицей
Тепловизионное обследование наружной поверхности здания явно выраженных системных тепловых аномалий и значительных дефектных зон, снижающих теплоизоляционные характеристики ограждающих конструкций не выявило.
В результате инструментального тепловизионного обследования ограждающих конструкций здания была получена информация, позволяющая объективно судить о качестве теплофизических свойств ограждающих конструкций и строительных работ.
Полученные результаты не зависят от субъективных характеристик оператора и определяются только параметрами используемой аппаратуры и используемой нормативно-технической документацией.
По результатам внутреннего и наружного тепловизионного обследования можно утверждать следующее:
На момент проведения тепловизионного обследования явно выраженных тепловых аномалий на внутренних и наружных поверхностях ограждающей конструкции не обнаружено.
Явно выраженных системных тепловых аномалий и значительных дефектных зон, снижающих теплоизоляционные характеристики ограждающих конструкций не обнаружено.
Стандартные тепловые потери через свето-прозрачные конструкции.
Выявлены незначительные участки выхода наружу (эксфильтрации) теплого воздуха из внутренних помещений здания в районе примыкания рамы окна к стене.
В целом, по результатам обследования можно сделать заключение о уровне тепловой защиты ограждающих конструкций здания, соответствующего нормативным требованиям.
На основании анализа данного отчета, проектной документации на здание и конструктивных решений обследуемого объекта выполнить работы по дополнительной герметизации участков нарушения теплоизоляционных характеристик ограждающих конструкций зданий.
2.4 Определение теплопотерь здания
Расчетные теплопотери здания определяют из уравнения теплового баланса помещений по формуле (2.7), согласно Р НП «АВОК» 2.3 2012 [9]:
, ,
где сумма трансмиссионных теплопотерь через теплотеряющие ограждения помещения [9], ;
большая из величин потребности в теплоте на нагрев инфильтрационного воздуха или вентиляционной нормы наружного воздуха,[9], ;
внутренние теплопоступления в помещение,[9], .
.
Результаты вычисления сводятся в таблицу П1.1 приложение 1.
Расчет теплопотерь теплопередачей через ограждающие конструкции
Согласно [9], основные потери теплоты теплопередачей и добавочные потери теплоты следует определять по формуле (2.8):
, ,
где - коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции, ;
- площадь теплотеряющей конструкции, ;
коэффициент, учитывающий величину добавок.
Добавочные теплопотери принимают на ориентацию ограждений по сторонам горизонта, согласно [3]:
- для ограждений, обращенных на север (С); восток (В); северо-восток (СВ) и северо-запад (СЗ) - в размере 0,1;
- юго-восток (ЮВ) и запад (З) - 0,05;
--в угловых помещениях дополнительно по 0,05 на каждое ограждение, если одно из ограждений обращено на С, В, СВ, СЗ и по 0,1 в других случаях (т.е. ЮВ и З).
В жилых помещениях, разрабатываемых для типового проектирования, через все ограждения, обращенные на любую из сторон света в размере 0,13.
Добавка к потерям через наружные двери (на врывание наружного воздуха), не оборудованные воздушными завесами при высоте зданий H, м, от средней планировочной отметки земли до верха карниза в размере:
0,27H - для двойных дверей с тамбуром между ними;
При определении теплопотерь расчетный коэффициент теплопередачи окон определяется как разность между их действительным значением и коэффициентом теплопередачи стен, так как площадь окон не вычитается из площади стен при определении потерь теплоты через них.
2.4.2 Расчет потерь на нагревание инфильтрующегося воздуха
Потери теплоты происходят вследствие поступления наружного холодного воздуха в помещение через неплотности ограждающих конструкций, т.е. путем инфильтрации, в первую очередь через окна, двери, ворота, стены).
Потери теплоты на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха необходимо определять, учитывая два вида поступлений воздуха в помещения:
1. Потери через неплотности в наружных ограждениях в результате действия теплового и ветрового давления,;
2. Потери вследствие дисбаланса между нормируемыми величинами воздухообмена по притоку и вытяжке , .
За расчетные потери теплоты на инфильтрацию наружного воздуха следует принимать большее из полученных значений и .
«Потери теплоты на нагревание инфильтрующегося через ограждающие конструкции наружного воздуха , ». В результате действия теплового и ветрового давления через поры и не плотности в наружных ограждениях происходит просачивание холодного наружного воздуха внутрь помещения (инфильтрация). Определяются по формуле (2.9):
, ,
где удельный расход инфильтрационного воздуха через воздухопроницаемый элемент, здания (удельная масса воздуха, поступающего в помещения путем инфильтрации через окон и балконных дверей), ;
удельная теплоемкость воздуха, (принимают );
площадь i-го воздухопроницаемого элемента, ;
коэффициент учета влияния встречного теплового потока в воздухопроницаемых элементах, принимают согласно [9].
Удельный расход инфильтрационного воздуха , через воздухопроницаемый элемент здания, рассчитывают по формулам (2.10) и (2.11)
Через окна витражи, балконные двери по формуле (2.10):
, ,
через входные наружные двери, ворота по формуле, (2.11):
,,
где приведенное сопротивление воздухопроницанию окон, витражи, витрин, зенитных фонарей, балконных дверей, при , принимается;
приведенное сопротивление воздухопроницанию выходных наружных дверей и ворот принимается согласно [9].
расчетная разность давлений наружного и внутреннего воздуха для воздухопроницаемых элементов, .
Расчетную разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций, , складываемую из гравитационного и ветрового давлений с учетом давления внутреннего воздуха, при расчетных температурах наружного и внутреннего воздуха и скорости ветра определяют по формуле (2.12):
, ,
где - высота здания, ;
- высота от пола нижнего входа в здание до центра рассматриваемого воздухопроницаемого элемента, м;
- расчетная скорость воздуха, ;
- коэффициент, учитывающий изменение динамических свойств ветра (ветрового давления) в застройке, принимают согласно таблица 1 [9];
- аэродинамические коэффициенты соответственно на наветренной и заветренной фасадах, принимается согласно [9];
давление внутреннего воздуха, определяется по формуле (2.13):
,- удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха, определяются по формулам (2.14), (2.15):
, ,
, ,
, ,
Расчет внутренних бытовых тепловыделений
В жилых зданиях тепловой поток, , поступающий в помещение от электрических приборов, освещения, людей и др. источников, допускается определять , согласно учебник Староверов [10] по формуле (2.16):
, ,
где площадь отапливаемого помещения .
Потребность в теплоте на нагрев вентиляционной нормы наружного воздуха
В общественных зданиях вентиляционный расход воздуха м3/ч определяют согласно таблице 7.2, таблице 7.3 СП 118 [3] и таблице 3 СТО НП «АВОК» 2.1-2008 [11]. Данную величину обеспечивают, как правило, механической приточной вентиляцией или системой кондиционирования воздуха и в расчетную тепловую нагрузку на систему отопления не включают. В помещениях, в которых отсутствует механическая приточная вентиляция с подогревом, приток осуществляют за счет инфильтрации и проветривания в объемах, указанных в СП 50.13330.2012 [4], а потребность в теплоте на нагрев наружного воздуха учитывают в теплопотерях, компенсируемых системой водяного отопления.
Потребность в теплоте на нагрев вентиляционной нормы наружного воздуха, определяется по формуле:
, ,
где плотность внутреннего воздуха определяется по формуле:
, .
Так как потребность в теплоте на нагрев вентиляционной нормы наружного воздуха больше потерь на нагревание инфильтрующегося воздуха формула (2.7) примет вид:
, ,
.
3. РАСЧЕТ НАГРЕВА ПРИТОЧНОГО ВОЗДУХА В УСТАНОВКЕ УТИЛИЗАЦИИ ВЫБОСНОГО ВОЗДУХА
Наиболее энергетически рациональным путём обеспечения устойчивого тепловоздушного режима с точки зрения снижения расходов тепловой энергии на круглогодовое функционирование зданий является применение в качестве системы отопления и вентиляции приточно-вытяжной системы с утилизацией теплоты вытяжного воздуха [11].
Цель работы состоит в расчете приточно-вытяжной системы с утилизацией теплоты вытяжного воздуха.
Задачами работы является: 1) произвести конструкторский и поверочный расчеты теплообменников в приточно-вытяжной системе с промежуточным теплоносителем в виде антифриза (в блоке утилизации теплоты вытяжного воздуха) и в виде воды (в блоке догрева приточного воздуха по известной методике [1-6]; 2) составить программу режимного расчета на весь диапазон температурного к.п.д. с учетом верхних и нижних срезок и метода регулирования (количественное / качественное / обводом воздуха/без регулирования) по методике [7].
Применяемые компьютерные программы и методы. Автоматизация расчета производится в программе «MS Excel» (приложение 2). Методика инженерного расчета.
Принципиальная схема рассматриваемой приточно-вытяжная система с утилизацией теплоты вытяжного воздуха представлена в [13, стр. 2].
3.1 Расчетная схема
Приточно-вытяжная система с утилизацией теплоты вытяжного воздуха организована таким образом [2, страницы 1-3], что выбрасываемый из помещения воздух отдает теплоту холодному, поступающему из вне (Рисунок 3.1). Теплота вытяжного воздуха передаётся приточному воздуху с помощью промежуточного теплоносителя в виде антифриза. После отепления антифризом приточный воздух нагревается горячей водой и поступает в помещение с необходимой для поддержания микроклимата температурой. На рисунке 3.1 представлена расчетная схема приточно-вытяжной системы с утилизацией теплоты вытяжного воздуха. Для поддержания комфортных условий внутри помещения приточный воздух [10], нагнетаемый в помещение с расходом Lпн, отепляется в воздухонагревателе первой ступени антифризом [11] с температуры tн1 до температуры tн2 и далее подогревается в воздухонагревателе второй ступени до температуры tпн горячей водой [12], циркулирующей с расходом Gwг и температурами twг1, twг2. Утилизация теплоты вытяжного воздуха с расходом Lу с температуры tу1 до температуры tу2 происходит в воздухоохладителе антифризом, циркулирующим в замкнутом контуре с расходом Gаф и температурами tаф1, tаф2. Воздухонагреватели и воздухоохладитель представляют из себя один или несколько теплообменников в зависимости от расчета и от выбранных схем:
1) последовательно/параллельно по воздуху;
2) последовательно/параллельно по теплоносителю (антифриз/вода). Вид соединения определяют требуемыми значениями коэффициента теплопередачи и потери напора [13, страница. 22].
Рисунок 3.1 - Расчетная схема системы утилизации теплоты вытяжного воздуха на подогрев приточного наружного воздуха с насосной циркуляцией промежуточного теплоносителя - антифриза
Блок 1 - блок утилизации вытяжного воздуха; Блок 2 - блок догрева приточного воздуха; ВН1 - воздухонагреватель первой ступени «антифриз-приточный воздух»; ВО - воздухоохладитель «антифриз- вытяжной воздух»; ВН2 - воздухонагреватель второй ступени «горячая вода-приточный воздух»; н1, н2 - приточный наружный воздух соответственно на входе в ВН1 и на выходе из ВН1
Условные графические обозначения 0 выполнены в соответствии с [8,9]. Избежание замерзания выпадающей на поверхности оребренных трубок воздухоохладителя влаги, происходящей вследствие повышенного влагосодержания в вытяжном воздухе, расчет режимов утилизации проводится при достижении tу2 ? +40C и ограничении охлаждения антифриза в трубках воздухонагревателя 1 не ниже tаф2 ? - 40C [14, с. 52].
3.2 Баланс теплообмена
Между воздухонагревателем 1 и воздухоохладителем 2 («0») в установившемся режиме сохраняется следующий баланс теплообмена [3, с. 51].
В воздухоохладителе 2 количество извлекаемой теплоты из вытяжного воздуха определится по уравнению (3.1):
где Lу - объёмный расход удаляемого внутреннего воздуха, м3/ч;
Iу1, Iу2 - соответственно энтальпии (теплосодержания) удаляемого воздуха до и после теплоизвлекающего воздухоохладителя 2, кДж/кг.
су - массовая плотность удаляемого воздуха (средняя [14, с. 51], по температуре на входе в воздухоохладитель 2, кг/м3;
Gаф - массовый расход антифриза, кг/ч;
сф -теплоёмкость антифриза, кДж/(кг·0С);
tаф1, tаф2 - соответственно температура антифриза на выходе и входе в теплоизвлекающий воздухоохладитель 2, 0С.
В воздухонагревателе 1 количество переданной на нагрев приточного воздуха утилизированной теплоты из вытяжного воздуха определится по уравнению (3.2):
где Lпн - расход приточного воздуха, м3/ч;
спн - массовая плотность приточного наружного воздуха (средняя [14, с.52]), кг/м3;
ср - удельная изобарная теплоемкость наружного воздуха (по таблицам теплофизических свойств воздуха [16, таблица. 3.9]);
tн2, tн1 - температуры приточного наружного воздуха после и до теплоотдающего воздухонагревателя 1, 0С.
В условиях установившегося теплового режима правые части уравнения (3.1) и (3.2) равны и соответственно равны и левые части, следовательно (3.3):
где Lу, су, Iу1, Iу2 - тоже, что в формуле (3.1);
Lпн, спн, ср, tн2, tн1 - тоже, что в формуле (3.2).
3.3 Особенности расчета
Рассмотрим особенности расчета приточно-вытяжной системы с утилизацией теплоты вытяжного воздуха, применительно к калориферам КСк.
К исходным данным расчета относятся: 1) расходы вытяжного и приточного воздуха, 2) температура и энтальпия воздуха, поступающего из помещения в утилизационный теплообменник, 3) температура и энтальпия вытяжного воздуха, выбрасываемого в окружающую среду, 4) температуры антифриза до и после отепления приточного воздуха.
В ходе расчета определяются: 1) количество извлекаемой теплоты из вытяжного воздуха, 2) температура отепленного приточного воздуха, 3) расход антифриза, 4) удельные тепловые нагрузки на теплообменники, 5) площади поверхностей теплообменников, 6) аэродинамические и гидравлические сопротивления теплообменников, 7) расход электроэнергии, 8) показатели эффективности работы элементов системы.
Теплотехническая эффективность работы калориферов определяется по данным [13, страницы 5; 14, страница 69] опытными формулами (3.4), (3.5):
Для калориферов КСк3 коэффициент теплопередачи:
для калориферов КСк4 коэффициент теплопередачи:
где нс- массовая скорость воздуха (удельный расход воздуха) в фасадном сечении калорифера, кг/ (м2·с);
w - скорость воды в трубках одного хода теплообменника, м/с.
Автоматизация расчета коэффициента теплопередачи в MS Excel (см. Приложение 1) производится по формулам, предоставленными заводом изготовителем теплообменного оборудования ЗАО «Калориферный завод» [15, табл. 1].
Теплотехническая эффективность воздухонагревателей определяется согласно методики [15] и приводятся в технических паспортах изделий производителями, в частности [14, стр. 12]. База данных по значениям коэффициента теплопередачи разных производителей собрана в [7].
Массовая скорость нагреваемого воздуха в фасадном сечении калорифера вычисляется исходя из условий неразрывности по формуле (3.6):
,
где L - расход воздуха через калорифер, м3/ч;
с -массовая плотность воздуха, кг/м3;
3600 - перевод из м3/ч в м3/с;
fф - фронтальное сечение расположения оребренных трубок в калорифере, м2, определяемое по формуле (3.7):
.
Скорость воды в трубках одного хода калорифера вычисляется по формуле (3.8):
,
где Gw - массовый расход воды через калорифер, кг/ч;
сw -массовая плотность воды при ее средней температуре в калорифере, кг/м3;
fw - живое сечение одного хода прохода воды в калорифере, м2.
Теплотехническую эффективность режимов нагрева воздуха в калориферах удобно оценивать через показатель относительного перепада температур, вычисляемый по выражению (3.9):
,
где t1, t2 - температура нагреваемого воздуха до и после теплоотдающего теплообменника 1, 0С;
tгw1- начальная температура горячей воды, поступающей в калорифер, 0С.
Показатель теплотехнической эффективности является термодинамической оценкой реального процесса нагрева воздуха (t2 - t1) к предельно возможному, такому, когда при бесконечном развитии поверхности теплообменника нагретый воздух t2 приобретает температуру горячей воды на входе в калорифер tгw1. В реальных процессах показатель теплотехнической эффективности всегда меньше единицы.
Зависимость показателя теплотехнической эффективности от гидродинамических условий протекания процесса нагрева удобно оценивать с помощью двух критериев.
1. Показатель числа единиц переноса явной теплоты (модифицированный критерий Фурье) (3.10):
где F - поверхность калорифера со стороны оребрения трубок, м2, по которой вычислялись опытные значения коэффициентов теплопередачи k, оцениваемые опытными зависимостями вида (3.4),(3.5);
ср - удельная теплоёмкость воздуха, кДж/(кг·0С);
3,6 - переводной коэффициент теплоёмкости воздуха ср в Вт.
2. Показатель отношения теплоёмкостей потоков в теплообменнике(3.11):
где сw - теплоёмкость воды, сw = 4,2 кДж/(кг·0С).
Наиболее энергетически эффективной является противоточная схема движения воды и воздуха [14, страница. 72]. Для этой схемы найдена аналитическая зависимость показателя теплотехнической эффективности от критериев [14, страницы 25-26; 15, страница 29; 13, страница. 61]:
.
В графическом виде зависимость для противоточной схемы движения воды и воздуха представлена на Рисунке 3.2. Для остальных схем движения потоков теплообменивающихся сред к.п.д. (эффективность) теплообменника представлена в выше приведенной литературе:
- прямоточная схема движения потоков теплообменивающихся сред (3.13):
;
- теплообменные аппараты с перекрестным током воздуха и воды, (3.14):
а) при W>1, т.е. :
;
б) при W<1, т.е. по формуле (3.15):
.
Вывод формул для определения теплотехнической эффективности теплообменников представлен в [16-18].
Классификация теплообменников по типу схемы в графическом виде представлена в [7].
При проходе воздуха со стороны оребренных трубок калориферов затрачивается энергия на преодоление аэродинамического сопротивления, которое вычисляется по формулам(3.16), (3.15) [14, стр. 73]:
для калориферов КСк3:
.
для калориферов КСк4:
.
где z - число калориферов одного типоразмера, собранных последовательно по потоку прохождения воздуха.
Автоматизация расчета аэродинамического сопротивления в MS Excel (см. приложение 2) производится по формулам [15, таблица. 2].
При прохождении воды по трубкам калориферов затрачивается энергия на преодоление гидравлического сопротивления, которая вычисляется по формуле(3.10) :
,
где А - гидравлический коэффициент, зависящий от длины трубок калорифера и числа ходов, определяемый по паспортным данным;
zw1 - число последовательно по воде соединенных калориферов.
Автоматизация расчета гидравлического сопротивления в MS Excel (см. приложение 1) производится по формулам [16, п. 5.3].
3.3 Пример расчета
В данной главе представлен пример конструкторских и поверочных расчетов теплообменников для приточно-вытяжной системы с промежуточным теплоносителем и с утилизацией теплоты вытяжного воздуха.
При конструкторском расчете известны расход воздуха, расчетные температуры воздуха и теплоносителя (антифриз/вода) на входе в установку и выходе из нее. Проектировщик предварительно выбирает тип и конструкцию воздухонагревателя и рассчитывает требуемую теплообменную поверхность, принимая ее с некоторым запасом. Поверочный расчет выполняется для заданной компоновки и обвязки воздухонагревательной установки, при заданных расходах и температурах воздуха и теплоносителя (антифриз/вода) на входе. Результатом являются температуры воздуха и теплоносителя (антифриз/вода) на выходе, а также остальные параметры (тепловой поток, сопротивление по воде и воздуху) [7].
Исходные условия: В помещение столовой в расчетных условиях холодного периода года подаётся в помещение подогретый наружный воздух с температурой tпн = -32С, расходом Lпн = 37498 м3/ч. Вытяжка отеплённого загазованного воздуха осуществляется через местные отсосы на кухне и из верхней зоны кухни в количестве Gint = 18000 м3/ч при температуре tint1 = 230С и энтальпии Iint2 = 41,1 кДж/кг (см. Приложение 1, п.1-2).
Требуется: Провести расчет нагрева приточного воздуха в установке утилизации (Блок 1 «Рисунок 1») и калорифере, питаемой горячей водой (Блок 2 рисунок 3.1.)
Блок 1
В данном разделе представлен конструкторский и поверочный расчеты воздухонагревателя ВН1 (0) в MS Excel. Последовательность расчета в MS Excel представлена в приложении 1.
Конструкторский расчет
1. Задаёмся параметрами охлажденного и осушенного воздуха по условиям отсутствия обмерзания конденсата: tint2 = 4 0С. По id-диаграмме определяем энтальпию воздуха Iint2 = 15,1 кДж/кг с учётом относительной влажности в соответствии с [13, стр. 6]. По формуле (3.1) вычисляем количество извлеченной из вытяжного воздуха теплоты:
,.
2. По преобразованной формуле (3.2):
или для рассматриваемого примера (см. приложение 2, п. 3а):
.
3. Вычисляем температуру приточного наружного воздуха после теплоотдающего теплообменника установки утилизации:
.
4. Приточный и вытяжной агрегаты размещают в помещениях и поэтому температуру замерзания антифриза - этиленгликоля - принимаем , концентрацию - , массовую плотность и теплоёмкость . Температуру нагретого антифриза принимаем , а температуру охлажденного .
Вычисляем расход антифриза (3.19):
.
5. По формуле (3.11) вычисляем показатель отношения теплоёмкостей потоков приточного воздуха и антифриза в теплоотдающем теплообменнике 1:
.
6. По выражению (3.9) вычисляем требуемый показатель теплотехнической эффективности теплоотдающего теплообменника для выбранного режима утилизации теплоты вытяжного воздуха:
.
7. По к.п.д. для противоточной схемы (0) при заданных значениях и находим требуемую величину показателя.
7.1. Проверяем правильность к.п.д. для противоточной схемы движения теплоносителей по формуле (3.12):
.
Рисунок 3.2 - Зависимость теплотехнической эффективности от числа переноса единиц и отношения теплоёмкостей потоков для противоточной схемы движения теплообменивающихся сред
7.2. Второй вариант определения теплотехнической эффективности заключается в использовании автоматического расчета в программе MS Excel (см. Приложение 1, п. 4.1).
8. По преобразованному выражению (3.10) вычисляем требуемую удельную тепловую нагрузку на теплоотдающий теплообменник (см. Приложение 1, п. 5а), (3.19):
,
Для рассматриваемого примера по выражению (3.19) получим:
,.
9. Для избежания уноса сконденсированной влаги с оребренных трубок и предотвращения высоких аэродинамических сопротивлений рекомендуется массовую скорость воздуха в фасадном сечении калориферов рекомендуется принимать не более 2,5 . Скорость антифриза в трубках рекомендуется ограничить условиями начала развития турбулентного режима течения, который обеспечивается при скоростях wаф=0,8-1,2 м/с [13, стр. 5]. При этих условиях коэффициент теплопередачи в калориферах .
10. Принимаем k=40 Вт/(м2·0С) и оцениваем потребную поверхность теплообменника, (3.20):
, .
10.1. По таблицам [3, 14 ,15] оцениваем варианты сборки калориферов, при которых можно получить поверхность нагрева, близкую к требуемой F=407 м2. Наиболее подходит сборка последовательно по воздуху калориферов КСк4-11-50АУ3 (см. Приложение 1, п. 5б).
Поверочный расчет
10.2. Для полученной площади поверхности подходят два последовательно соединённых калорифера по воздуху.
По формуле (3.7) вычисляем фасадное сечение (см. Приложение 1, п. 5в):
.
По формуле (3.6) вычисляем массовую скорость воздуха в фасадном сечении (см. Приложение 1, п. 5г):
.
10.3. По формуле (3.8) вычисляем скорость антифриза в трубках при противоточном последовательном (по воздуху) проходе через два калорифера (см. Приложение 1, п. 5д):
.
10.3.1. Скорость антифриза в случае параллельного (по антифризу) прохода через последовательно расположенные калориферы (см. 0.3) в количестве, указанном в п.10.1 (см. Приложение 1, п. 5е).
Рисунок 3.3 - Схема установки калориферов:
а) параллельная по воздуху и теплоносителю, б) последовательная по воздуху и теплоносителю, в) смешанная по воздуху и теплоносителю
10.4. По формуле (3.4) вычисляем коэффициент теплопередачи в калорифере (см. Приложение 1, п. 5ж):
, .
10.5. Вычисляем достигаемую удельную тепловую производительность по формуле (3.21):
, .
10.6. Вычисляем процент расхождения действительного и расчетного значения удельной тепловой производительности (3.22):
%.
Наличие такого запаса вполне допустимо (запас допускается до 15%).
11. Вычисляем аэродинамическое сопротивление собранных последовательно по воздуху двух калориферов по формуле (3.17) (см. Приложение 1, п. 5з):
.
12. Вычисляем гидравлическое сопротивление собранных проходу антифризу параллельно по двум калориферам (3.18) (см. Приложение 1, п. 5и):
.
Гидравлические коэффициенты в формуле (3.18) получены для опытов при прохождении по калориферам воды. Вязкость антифриза больше и поэтому гидравлическое сопротивление будет больше на повышающий коэффициент 1,25:
.
13. Для работы установки между теплообменниками в приточном и вытяжном агрегатах от работы насосы циркулирует антифриз.
В теплоизвлекающий теплообменник охлажденный антифриз поступает с температурой .
14. Произведем конструкторский и поверочный расчеты воздухоохладителя ВО.
На 0 представлено построение на I-d диаграмме влажного воздуха режимов работы установки утилизации в расчетных условиях холодного периода года.
Рисунок 3.4 - Построение на I-d диаграмме реального и эквивалентного «сухого» режимов охлаждения вытяжного воздуха в теплоизвлекающем теплообменнике.
Подобные документы
Параметры наружного и внутреннего воздуха. Расчет сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций. Проверка конструкций ограждений на отсутствие конденсации водяных паров. Определение тепловой характеристики здания. Конструирование системы отопления.
курсовая работа [509,3 K], добавлен 05.10.2012Определение тепловой нагрузки на отопление, вентиляцию. Коэффициент теплопередачи наружных стен, окон, перекрытий. Средний расход тепловой энергии на горячее водоснабжение потребителя. Оценка теплотехнических показателей. Расчет тепловой схемы котельной.
курсовая работа [404,2 K], добавлен 27.02.2016Архитектурно-строительная характеристика здания. Расчетные параметры внутреннего микроклимата. Подбор оборудования для приточной системы. Воздушный баланс помещения. Определение коэффициентов теплопередачи. Аэродинамический расчет систем вентиляции.
курсовая работа [268,3 K], добавлен 23.05.2016Потребление тепловой и электрической энергии. Характер изменения потребления энергии. Теплосодержание материальных потоков. Расход теплоты на отопление и на вентиляцию. Потери теплоты с дымовыми газам. Тепловой эквивалент электрической энергии.
реферат [104,8 K], добавлен 22.09.2010Климатические характеристики района строительства. Расчетные параметры и показатели воздуха в помещениях. Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций здания. Определение тепловой мощности системы отопления, вычисление необходимых затрат.
курсовая работа [567,1 K], добавлен 21.06.2014Способы расчета расхода теплоты на горячее водоснабжение. Показатели технологического теплопотребления. Определение расхода теплоты на отопление и на вентиляцию зданий. Построение годового графика тепловой нагрузки предприятия автомобильного транспорта.
курсовая работа [266,7 K], добавлен 09.02.2011Определение максимального расхода теплоты на отопление, вентиляцию и водоснабжение промышленных предприятий, общественных и жилых зданий. Подсчет капитальных вложений в сооружение конденсационной электростанции и котельной. Выбор сетевой установки.
курсовая работа [945,2 K], добавлен 05.07.2021Энергетический паспорт здания, определение его геометрических, теплотехнических и энергетических показателей. Расчетный удельный расход тепловой энергии на отопление здания. Его назначение, тип и конструктивное решение, коэффициент теплопроводности.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 13.06.2015Основные направления работ по энергоресурсосбережению в ЖКХ; требования к программам, государственная поддержка. Повышение энергоэффективности зданий, внедрение индивидуальных тепловых пунктов; технико-экономическая оценка энергосберегающих мероприятий.
курсовая работа [67,2 K], добавлен 14.07.2011Характеристика объектов теплоснабжения. Расчет тепловых потоков на отопление, на вентиляцию и на горячее водоснабжение. Построение графика расхода теплоты. Определение расчетных расходов теплоносителя в тепловой сети. Расчет магистрали тепловой сети.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 14.08.2012
