2.2. Сопротивление теплопередаче по условиям энергосбережения

Сопротивление теплопередаче по условиям энергосбережения принимается по таблице ( Сопротивление теплопередаче по условиям энергосбережения) в зависимости от величины градусо-суток отопительного периода В :

В = (t_в - t_оп ) Z_оп,

где t_оп - средняя температура наружного воздуха за отопительный период, ^оС;

Z_оп - продолжительность отопительного периода, сут.

В = (20+15,1)*230=8073

Принимаем значение равное 8 тысячам градусо-суток.

=4,2 м^{2 о}С / Вт

=0,5 м^{2 о}С / Вт

2.3. Определение толщины утепляющего слоя

Расчетное сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции принимается равным большему из полученных значенийи. Из уравнения (2) находится термическое сопротивление слоя утеплителяR_iут , по величине которого можно определить толщину утепляющего слоя конструкции:

=1 /a_в +R₁+…+ R_iут + …+ R_n +1/a_н , (2)

где R₁ … R_iут … R_n - термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, определяемые для всех слоев (за исключением воздушных прослоек) как R_i = _i / _i , м^{2. о}С / Вт. Термическое сопротивление замкнутых вертикальных воздушных прослоек при толщине 0,03...0,05 м можно принять согласно [2] R_вп = 0,16 м^{2 о}С / Вт;

_i - толщина i -го слоя, м;

_i - коэффициент теплопроводности материала i -го слоя, Вт/(м^{. о}С);

a_н - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции; для зимних условий согласно [2] для поверхностей, соприкасающихся с наружным воздухом, a_н =23 Вт /(м^{2 .о}С).

R_в+₁ / ₁+_2ут / ₂+R_вп+_4ут / ₄+ R_вп+_6ут / ₆+₇ / ₇+R_н = R_o

_2ут=0,02 (м)

2. ТЕПЛОУСТОЙЧИВОСТЬ ПОМЕЩЕНИЯ

Тепловой режим помещения, как правило, нестационарный. Это связано с изменениями температуры наружного воздуха, теплоотдачи систем отопления, тепловыделений от оборудования, теплопоступлений от солнечной радиации.

Способность ограждающих конструкций помещения уменьшать колебания температуры внутреннего воздуха при периодических тепловых потоках называется теплоустойчивостью помещения.

Оценку теплоустойчивости помещения производят по величине амплитуды колебания температуры внутреннего воздуха. При регулировании систем центрального отопления допустимая амплитуда колебания температуры воздуха в помещении А_tв составляет  1,5 ^оС, при печном отоплении  3 ^оС. При аварийном режиме и дежурном отоплении температура внутреннего воздуха не должна опускаться ниже + 5 ^оС, а допустимая амплитуда изменения температуры внутреннего воздуха не должна превышать величину (t_в  5) / 2.

В курсовой работе необходимо определить амплитуду изменения температуры внутреннего воздуха для заданной комнаты при регулировании работы системы центрального отопления пропусками при t_н = 0 ⁰С. Режим регулирования принять следующий: m = 3 часа - натоп (система отопления работает), n = 3 часа - пропуск (система отопления отключена).

Величина А_tв рассчитывается по формуле

А_tв =  0,7 MQ_ср / B_iF_i , (3)

где	M = (QмаксQмин)/2Qср -		коэффициент неравномерности теплоотдачи
		нагревательных приборов;
	Qмакс -	максимальная теплоотдача нагревательных приборов, равная теплопотерям через наружные ограждения при температуре наружного воздуха в момент отключения отопления, Вт;
	Qмин -	минимальная теплоотдача нагревательных приборов, равная нулю при отключении отопления, Вт;
	Qср -	средняя во времени теплоотдача нагревательных приборов, Вт;
	m , n -	время работы и отключения системы отопления, ч ;
	BiFi -	теплопоглощение внутренних поверхностей ограждающих конструкций, Вт/ оС.

Q_ср = (m Q_макс + n Q_мин) / (m + n) =(Q_макс + Q_мин)/2= Q_макс/2;

Q_макс = Q_тп;

Q_мин = 0;

Q_тп = Q_нс + Q_ок = F_нс*(t_в-t_н)/R_0нс + F_ок*(t_в-t_н)/R_0ок;

Q_тп = 1/4,2 *6,3*20 + 1/0,53*2,7*20= 30+101,9=131,9 Вт;

Q_ср=131,9/2=65,95 Вт;

М= Q_макс/2 Q_ср =1;

Коэффициенты теплопоглощения В внутренних поверхностей ограждений в Вт/(м²^оС) находятся по формуле

B = 1/(1/_в + 1/Y_в) , (4)

где	в	-	коэффициент тепловосприятия поверхности со стороны периодического теплового воздействия, Вт/(м2оС);
	Yв	-	коэффициент теплоусвоения этой поверхности, Вт/(м2оС).

Способ определения величины Y_в зависит от положения границы слоя резких колебаний температуры. Инерционность слоя резких колебаний численно равна единице (D_РК = 1). Здесь используется показатель инерционности D, определяемый как

D = R*S,

где S - коэффициент теплоусвоения материала, Вт/(м^{2. о}С).

Если тепловая инерция первого от внутренней поверхности слоя ограждающей конструкции D₁ = R₁S₁  , граница слоя резких колебаний температуры находится в пределах первого слоя ограждения. В этом случае затухание колебаний температуры по толщине ограждения определяется только теплотехническими свойствами материала первого слоя и Y_в = S₁.

Если тепловая инерция первого слоя D₁ < 1, следует рассчитать тепловую инерцию второго слоя D₂ = R₂S₂ и определить тепловую инерцию первых двух слоев D₁+D₂. При D₁ + D₂ > 1 граница слоя резких колебаний температуры находится в пределах второго слоя конструкции и на затухание колебаний температуры оказывают влияние теплотехнические свойства материалов и первого и второго слоев. Поэтому

,

Для других случаев положения границы слоя резких колебаний температуры величина Y_в может быть определена по методике, приведенной в [3].

Исходные данные для расчета

Вид	Площадь	1-й слой				2-й слой
ОК	F, м2	1, м	1, Вт/(м0С)	S1, Вт/(м20С)	2, м		2, Вт/(м0С)	S2, Вт/(м20С)
ВС	15,3	0,006	0,52	8,12	0,38		0,87	10,9
ВП	15,3	0,006	0,52	8,12	0,1		1,86	17,9
ДО	3,6	0,04	0,18	4,54	-		-	-
ПЛ	17,1	0,04	0,18	4,54	0,22		2,04	17,0
ПТ	17,1	0,005	0,93	11,1	0,22		2,04	17,0

Расчет инерционности и коэффициента теплоусвоения ограждений

= S_таблS_табл

Z=6 часов

D = R*S=_i / _i *S_1z

ВП: D₁=0,006*2*8,12/0,52=0,187<1 следовательно, рассчитываем D₂

D₂=0,38*2*10,9/1,86=4,454

D₁+D₂=0,187+4,454=4,641>1

Вт/(м⁰С)

B₁=1/(1/8,7+1/19,85)=6,049 Вт/(м⁰С)

BF=6,049*15,3=92,55 Вт/⁰C

ВП: D₁=0,006*2*8,12/0,52=0,187<1 следовательно, рассчитываем D₂

D₂=0,1*2*17,9/1,86=1,925

D₁+D₂=0,187+1,925=2.112>1

Вт/(м⁰С)

B₂=1/(1/8,7+1/27,49)=6,609 Вт/(м⁰С)

BF=6,609*15,3=101,118 Вт/⁰C

ДО: D₁=0,04*2*4,54/0,18=2,018>1

=S_1z=2*4,54=9,08 Вт/(м⁰С)

B₃=1/(1/8,7+1/9,08)=4,443 Вт/(м⁰С)

BF=4,443*3,6=15,99 Вт/⁰C

ПЛ: D₁=0,04*2*4,54/0,18=2,018>1

=S_1z=2*4,54=9,08 Вт/(м⁰С)

B₄=1/(1/8,7+1/9,08)=4,443 Вт/(м⁰С)

BF=4,443*17,1=75,98Вт/⁰C

ПТ: D₁=0,005*2*11,1/0,93=0,119<1 следовательно, рассчитываем D₂

D₂=0,22*2*17/2,04=3,67

D₁+D₂=0,119+3,67=3,789>1

Вт/(м⁰С)

B₂=1/(1/8,7+1/30,986)=6,793 Вт/(м⁰С)

BF=6,793*17,1=116,16 Вт/⁰C

Результаты расчета теплопоглощения

Вид ОК	D1		YВ, Вт/(м20С)	В, Вт/(м20С)	BF, Вт/ 0С
ВС	0,187	19,85		6,049	92,55
ВП	0,187	27,49		6,609	101,118
ДО	2,018	9,08		4,443	15,99
ПЛ	2,018	9,08		4,443	75,98
ПТ	0,119	30,986		6,793	116,16
					∑BF=401,798

Амплитуда колебания температуры воздуха в помещении

А_tв =  0,7 *1*65,95/401,798= 0,115⁰C< 1,5⁰C

Амплитуда колебания меньше допустимого, значит режим регулирования отпуска тепла допустим.