10. Енергоефективність систем опалення будинків.

Питома енергоємність системи опалення – кількість теплової енергії, що надходить від опалювальної системи на 1 м.кв. корисної площі будинку на протязі всього опалювального періоду.

Необхідне значення питомої енергоємності для заданого будинку і певних кліматичних умов визначається за формулою:

q_оп^тр=β_Д/S_оп*[Q_ВТР-(Q_ПОБ+Q_j)*ν], (1)

де q_оп^тр – питома енергоємність опалювальної системи, (кВт*год)/(м.кв*рік);

Q_ВТР – загальні тепловтрати будинку через зовнішні огороджувальні конструкції за весь опалювальний період, кВт*год;

Q_ПОБ – побутові тепло поступлення в приміщення на протязі опал. періоду, кВт*год;

Q_j – теплопоступлення через вікні з сонячною радіацією протягом опал. періоду, кВт*год;

ν – коефіцієнт, що враховує властивість огороджуючи конструкцій приміщень будинку і меблів акумулювати і віддавати тепло (зазвичай 0,8);

S_оп – загальна площа квартир будинку, м.кв.;

β_Д – коефіцієнт, що враховує додаткове теплоспоживання систем опалення =1,13 – для подовгастих будинків, =1,11 – для будинків баштового типу;

В інженерній практиці проектування сучасних житлових будинків величини Q_ВТР і Q_ПОБ розраховуються за формулами:

Q_ВТР=0,024*(К_ПР^ТР+К_ПР^ІН)*Д_d*S_Σ (2)

Q_ПОБ=0.024*q_ПОБ*S_КВ*τ, (3)

де К_ПР^ТР – приведений трансмісійний коеф. теплопередачі огородж. буд., Вт/(м.кв.×гр.С);

К_ПР^ІН – приведений інфільтраційний коефіцієнт теплопередачі будинку, Вт/(м.кв.×гр.С);

Д_d – градусо-доби опалювального періоду;

S_Σ – загальна площа зовнішніх огороджуючи конструкцій, включаючи перекриття верхнього поверха і цокольне перекриття, м.кв.;

q_ПОБ – побутові тепловиділення на 1 м.кв. площі підлоги житлових кімнат, Вт/м.кв.;

S_КВ – загальна площа підлоги житлових кімнат;

τ – тривалість опалювального сезону.

З урахуванням (2) і (3) необхідну енергомісткість системи опалення можна визначити як

q_оп^тр=β_Д/S_оп*[(0,024*(К_ПР^ТР+К_ПР^ІН)*Д_d*S_Σ) – ( 0.024*q_ПОБ*S_КВ*τ) *ν] (4).

Як видно з рівняння (4) питома енергоємність системи опалення залежить не тільки від величин, які визначаються кліматичними умовами і теплозахисними властивостями огороджуючи конструкцій, але і від конструктивних особливостей системи опалення, яка характеризується коефіцієнтом β_Д . Цей показник можна знизити до 1, якщо впровадити сучасну індивідуальну систему опалення.

При визначення трансмісійних тепловтрат необхідний опір теплопередачі огороджуючи конструкцій слід приймати у відповідності зі СНиП ІІ-3-79 з урахуванням кліматичних зон для стін, перекриттів, вікон, дверей тощо.

При визначення тепловтрат шляхом інфільтрації через нещільності зовнішніх огороджень рекомендується в якості основної величини приймати розхід повітря, необхідний для вентиляції приміщень у відповідності із санітарно-гігієнічними нормами, а саме 3 м.куб/год на 1 м.кв. житлових квартир. Тоді К_ПР^ІН визначається з формули:

К_ПР^ІН=0,28*3*(S_КВ*ρ*С/ S_Σ)* К_і (5)

де К_і – коеф., який враховує вплив нещільностей огороджуючи конструкцій, К_і =0,7..1;

ρ – густина повітря в приміщенні, 1,2 кг/м.куб.

С – питома теплоємність повітря, С=1 кДж/(кг* ^оС);

Значення питомих побутових тепловиділень слід приймати Q_ПОБ=30 Вт/м.кв.

Теплопоступлення від сонячної радіації Q_j можна барити із даних російського НДІ будівельної фізики для широти України 40-48 градусів східної широти.

Розрахункова потужність системи опалення визначається:

Q_оп=β_Д*[(К_ПР^ТР+К_ПР^ІН)*S_Σ(t_ВП- t_ЗП)- q_ПОБ* S_КВ]*10^-3, (6)

де t_ВП – внутрішня темп. в приміщенні, для України 18 ^оС;

t_ЗП – розрахункова температура зовнішнього повітря холодного періоду року (із 8 зим 50-річного періоду). Для Києва t_ЗП=21 ^оС.

За розрахунковою потужністю системи опалення можна визначити питому базову потребу в теплі на опалювальний період:

q_оп^Б=(0,024* Q_оп*τ*(t_ВП- t_ОП)/((t_ВП- t_ЗП)* S_ОП,

де t_ОП – середня зовнішня темп. опалювального періоду (при середньодобовій температурі не більше +8 ^оС), для Києва =–1,1 ^оС.

Різниця значень питомої базавої потреби в теплі і питомої енергоємності опалювальної системи дає значення теплової енергії, яка буде зекономлена за рахунок реалізації основних принципів децентралізованого теплопостачання:

Δε=((q_оп^Б– q_оп^тр)/ q_оп^Б)*100 %.