Температура воздуха внутри помещения
Исходные данные для расчёта. Для упрощения расчётов принимаем, что рассматриваемое помещение является встроенным. Тогда теплообмен через пол, потолок и внутренние стены можно не учитывать. 1.1. Помещение представляет собой комнату шириной 5,00 м, глубиной 4,00 м и высотой 2,5 м, площадь - 20,0 м2, отапливаемый объём – 50,0 м3. 1.2. Наружная стена 4,0м´2,5м, площадь – 10,0 м2, трёхслойная: 15 см железобетона, потом 10 см стекловаты и снаружи 12,5 см красного кирпича. Площадь наружной стены за вычетом площади окон Aстен. = 10,0 м2 – 4,5 м2 = 5,5 м2. 1.3.Окна 1,50 м ´ 1,50 м = 2,25 м2, с двухкамерным стеклопакетом 4-10-4-10-4 в алюминиевом переплёте, 2 шт. Площадь двух окон Aокон. = 4,5 м2. 1.4.В помещении находится следующее оборудование: - телевизор Toshiba 32ZP18 с потребляемой мощностью 150 Вт, режим использования – 5 часов в сутки; 1.5. Искусственное освещение осуществляется с помощью 4 светильника (в каждом 4 люминесцентных лампы T8 - OSRAM L 18W/640 мощностью по 18 Вт) в течение всего времени работы. 1.6.В среднем в номере постоянно находится один человек. Поступление тепла от него принимается в количестве 120 Вт для мужчин и 108 Вт для женщин. 1.7. Рабочее время с 9 до 17 часов
Температура воздуха внутри помещения. Расчетная температура внутреннего воздуха помещения tвнут. – минимальное значение оптимальной температуры в зависимости от типа помещения по ГОСТ 30494-96 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях». Относим нашу комнату к помещениям 2 категории и определяем нормативную tвнут. для нашей комнаты из таблицы 1 (Таблица 2 ГОСТ 30494-96): Таблица 1
Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в обслуживаемой зоне общественных зданий
Для расчёта отопления принимаем минимальную из оптимальных температур, т.е. tвн. = 20оС. Фактическая tвн.факт. = 24оС.
1.3.Климатические характеристики региона.
Климатические характеристики Санкт-Петербурга получаем из таблицы 2 (таблица 1 СНиП 23-01-99* «Строительная климатология» ): Таблица 2
Климатические параметры холодного периода года
Продолжительность отопительного периода z (сут.) – это продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха ≤ 8°С. Для Санкт-Петербурга z = 220 суток. Средняя температура наружного воздуха за отопительный период tотоп.пер. - средняя температура воздуха, °С, периода со средней суточной температурой воздуха ≤ 8°С. Для Санкт-Петербурга tотоп.пер. = -1,8°С. Суровость отопительного периода определяют градусо-сутки отопительного периода D, °С×сут., D = (tвн. – tотоп.пер.) z Для Санкт-Петербурга и нашей комнаты D = (20 – (-1,8)) °С ´ 220 сут. = 4796 °С×сут. Полная длительность отопительного периода z=220 суток ´24ч/сут. = 5280 ч, из которых заселенный период составляет: 2860 ч, незаселенный период : 2420 ч.
1.4. Минимально необходимый воздухообмен.
Ещё одним важнейшим параметром микроклимата является минимально необходимый воздухообмен (поступление свежего наружного воздуха). Количество приточного воздуха в помещение Vвозд. согласно п.Г4 приложения Г СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» при неорганизованном притоке либо нормируемое значение при механической вентиляции, м3/ч, равно для: а) жилых зданий, предназначенных гражданам с учетом социальной нормы (с расчетной заселенностью квартиры 20 м2 общей площади и менее на человека) – 3 (м3/ч)/м2 ´ Аполезн.; б) других жилых зданий - 0,35×3 (м3/ч)/м2 ´ Аполезн., но не менее 30т; где т - расчетное число жителей в здании; в) общественных и административных зданий принимают условно для офисов и объектов сервисного обслуживания - 4 (м3/ч)/м2 ´ Аполезн., для учреждений здравоохранения и образования - 5 (м3/ч)/м2 ´ Аполезн. для спортивных, зрелищных и детских дошкольных учреждений – 6 (м3/ч)/м2 ´ Аполезн.. Для нашей комнаты минимально необходимый воздухообмен составит Vвозд.= (3 м3/ч)/м2 ´ Аполезн. = 3м/ч ´ 20,0м2 = 60,0 м3/ч, . 1.5.Теплопотери через окна.
Сопротивление теплопередаче окон и балконных дверей Rокон определяется по таблице 3 (таблица Л.1 приложения Л (справочное) Свода правил СП 23-101-2004):
Таблица 3 Приведенное сопротивление теплопередаче Ror ,коэффициент затенения непрозрачными элементами t, коэффициент относительного пропускания солнечной радиации k окон, балконных дверей и фонарей
В нашей комнате установлены двухкамерные стеклопакеты 4-10-4-10-4 в алюминиевых переплётах, поэтому сопротивление теплопередаче окон равно Rокон = 0,44 (м2´°С)/Вт. Потери тепла через окна за отопительный период рассчитываются по формуле: Qокон = D´Aокон./Rокон Qокон=(4796°С сут´24ч/сут´3600c/час´4,5м2)/0,44(м2°С)/Вт=4237 МДж.
1.6.Теплопотери через наружные стены.
Сопротивление теплопередаче наружной стены Rстен определяется расчётом по формуле: Rстен. = 1/ αвн + δ1/ λ1 + δ2/ λ2 + δ3/ λ3 +1/αнар , где δ – толщина стены, λ – теплопроводность материала стены, αвн. = 8,7 [Вт/(м2´°С)], αнар. = 23 [Вт/(м2´°С)] - коэффициенты теплоотдачи внутренней и наружной поверхностей стены (приняты постоянными в строительной теплотехнике). Коэффициент теплопроводности для различных материалов берём из Приложения Д (обязательного) Свода правил СП 23-101-2004: для железобетона λжб = 1,92 [Вт/м´°С], для кладки из красного кирпича λкирп. = 0,70 [Вт/м´°С], для сосны и ели поперёк волокон λсосн. = 0,14 [Вт/м´°С], для плит из стекловолокна «URSA» λURSA= 0,05 [Вт/м´°С], для воздуха λвозд. = 0,026 [Вт/м´°С]. Rстен. = (1/8,7+0,15/1,92+0,10/0,05+0,125/0,70+1/23) [м2´°С/Вт]=(0,115+0,078+2,00+0,179+0,043) [м2´°С/ Вт] = 2,42 [м2´°С/ Вт]. Потери тепла через наружные стены за отопительный период равны: Qстен = D´Aстен./ Rстен = 4796°Ссут´24ч/сут´3600c/час´5,5м2)/2,42(м2´°С/Вт) = 942 МДж.
1.7.Затраты тепла на нагрев приточного воздуха.
Потери тепла на нагрев приточного воздуха за отопительный период равны Qприт.возд = свозд.´rвозд.´Vвозд.´D где с возд. - удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кг×°С); rвозд - средняя плотность приточного воздуха за отопительный период, кг/м3 Плотность сухого воздуха при нормальном атмосферном давлении: rвозд. = 101325 Па´29 кг/кмоль/[8314 Дж/(кмоль*°С) ´Т(К)] = 353/Т (кг*°С/м3) В нашем случае rвозд.=353/(273+tотоп.пер.) = 353/(273+(-1,8))кг/м3= 1,30 [кг/м3] Qвозд. = 1 кДж/(кг°С) ´1,30 кг/м3´60,0 м3/ч´ 4796 °С×сут ´ 24 ч/сут = 8978 МДж. Суммарные потери тепла за отопительный период равны: Qпотерь=Qокна+Qстены+Qвозд.=(4237+942+8978) МДж=14157 МДж.
1.8.Поступление тепла от оборудования, от людей и от освещения.
Мощность теплопоступлений от оборудования, от людей и от освещения равна: от оборудования qобор.= (1´150) Вт = 150 Вт; от людей qлюд.= (1´120) Вт = 120 Вт; от освещения qосв.= 4´4´18 Вт = 288 Вт. Суммарная мощность тепловыделений в комнате qбыт.= qобор.+qлюд.+qосв..= (150 + 120 + 288) Вт= 458 Вт. Поступление тепла в комнате за отопительный период составит: Qбыт.=(qобор.+qлюд.+qосв.)´zраб.=458Вт´2860час´3600c/час=4715 МДж.
1.9.Потребность в тепловой энергии на отопление помещения.
Потребность в тепловой энергии на отопление помещения за отопительный период определяется по формуле Qотопл. = Qокна + Qстены + Qприт.возд - (Qбыт. + Qсолн.) ´ v, [МДж], где Qсолн. - теплопоступления через окна и фонари от солнечной радиации, для Санкт-Петербурга из-за малого количества солнечных дней в течение отопительного периода не учитываются; v - коэффициент снижения теплопоступлений за счет тепловой инерции ограждающих конструкций; рекомендуемое значение v=0,8. Потребность в тепловой энергии на отопление комнаты за отопительный период: Qотопл. = Qокна + Qстены + Qвозд. - Qбыт.´v = = (4237+942+8978 – 4715)´0,8) МДж = 7554 МДж.
1.10.Фактический удельный расход тепловой энергии на отопление
Фактический удельный расход тепловой энергии на отопление помещения за отопительный период qотоп.пер, кДж/(м3´°С´сут), следует определять по формуле qотоп.пер = Qотопл./(Vотапл. ´ D). qотоп.пер. = 7554 МДж/ (50,0 м3´4796 °С´сут) = 31,5 кДж/(м3´°С´сут).
1.11.Нормируемый удельный расход тепла на отопление
Нормируемый удельный расход тепловой энергии на отопление помещения берётся из таблиц 4 и 5 (таблицы 8 и 9 СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»)
Таблица 4 Нормируемый удельный расход тепловой энергии на отопление qнорм.отоп. жилых домов одноквартирных отдельно стоящих и блокированных, кДж/(м2×°С×сут)
Таблица 5
Нормируемый удельный расход тепловой энергии на отопление зданий qнорм.отоп., кДж/(м2×°С×сут) или [кДж/(м3×°С×сут)]
Для нашей комнаты qнорм.отоп.= 31 кДж/(м3×°С×сут).
1.12.Класс энергетической эффективности
Энергетическую эффективность жилых и общественных зданий следует устанавливать в соответствии с классификацией по таблице 6 (таблица 3 СНиП 23-02-2003). Таблица 6 Таблица 3 - Классы энергетической эффективности зданий
Для комнаты: qфакт./qнорм.отоп.= 31,5/31 = 1,02, т.е. больше норматива на 2%. Класс энергетической эффективности помещения нормальный. Полученные данные сведены в энергетический паспорт помещения.
Геометрические и теплоэнергетические показатели
Комплексные показатели
2.ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ МЕРОПРИЯТИЯ
2.1 Потенциал энергосбережения при снижении перетопов.
Практика показывает, что в наших помещениях температура составляет (23-24)°С, в то время как оптимальной является (19-21)°С. Рассчитаем, на сколько потери тепла при 23°С больше, чем при 19°С, и определим экономический эффект от снижения перетопа на 4°С. Имеем Qокон = D´Aокон./Rокон, Qстен = D´Aстен./ Rстен, Qвозд = свозд.´rвозд.´Vвозд´D. Тогда Qпотерь23 = Qокна + Qстены + Qвозд. = D23´(Aокон./Rокон + Aстен./ Rстен + свозд.´rвозд.´Vвозд) Qпотерь19 = Qокна + Qстены + Qвозд. = D19´(Aокон./Rокон + Aстен./ Rстен + свозд.´rвозд.´Vвозд) где D23= (23 – (-1,8)) °С ´ 220 сут., D19= (19 – (-1,8)) °С ´ 220 сут. Поделив первое уравнение на второе, получим: Qпотерь23 / Qпотерь19 = D23/ D19 = (23 – (-1,8)) °С/(19 – (-1,8)) °С =24,8/20,8=1,19 Видим, что потери тепла при 23°С на 19% больше, чем при 19°С. Qпотерь23=(23–(-1,8))°С ´220сут ´24ч/сут´3600c/ч´[4,5м2/0,44 (м2°С)/Вт + 5,5м2/2,42м2´°С/Вт+((1кДж/(кг´°С)´1,30кг/м3´60,0м3/ч /3600c/ч)*100)]=24,8°С ´19,008´106с´ [10,2+2,3+2,81] Дж/°С´с = 471,4°С´с ´15,3 МДж/°С´с =7212 МДж. Qпотерь19= (19–(-1,8))°С´220сут´24ч/сут´3600c/ч´[4,5м2/0,44(м2°С)/Вт + +5,5м2/2,42м2´°С/Вт+((1кДж/(кг´°С)´1,30кг/м3´60,0м3/ч /3600c/ч)*100)] = =20,8°С ´19,008´106с´ [10,2+2,3+2,80] Дж/°С´с = 395, 4 °С´с ´15,3 МДж/°С´с =6050МДж. Снижение потерь в натуральном выражении составляет Qпотерь23 - Qпотерь19=(7212 – 6050 )МДж=1162 МДж´0,25руб/МДж=290,5 руб. 2.2 Потенциал энергосбережения при снижении температуры и воздухообмена в нерабочее время.
Согласно п.5.1 СНиП 41-01-2003 температура воздуха в помещении в то время, когда помещение не используется (во время когда номер не заселен) может быть снижена до 12°С, т.е. на (19 – 12) = 7°С. Процент заселенности номера составляет 54%. Потери тепла через окна и через стены в незаселенное время снизятся на: ΔQокон = D19´Aокон./Rокон – D12´Aокон./Rокон = (D19- D12)´Aокон./Rокон =7°С´zнераб ´Aокон./Rокон ΔQокна = (7 °С´2420 ч´3600c/час´4,5 м2)/0,44 м2´°С/Вт = 274 МДж. ΔQстены= (7 °С´2420 ч´3600c/час´5,5 м2)/2,42 м2´°С/Вт = 335 МДж. Потери тепла на нагрев приточного воздуха в нерабочее время в базовом варианте составляют: Qвозд. = свозд.´rвозд.´Vвозд.´(tвн. – tотоп.пер.) zнераб = 1кДж/(кг´°С)´1,30кг/ м3´60,0 м3/ч´(20–(-1,8))°С´2420ч = 1415 МДж. Во время, когда помещение не используется, норму воздухообмена можно уменьшить в жилой зоне - до 0,21/ч, что составит для нашей комнаты Vвозд.0,2 = 0,21/ч ´ 50,0 м3 = 10,0 м3/ч, Тогда при одновременном снижение температуры и воздухообмена в нерабочее время потери тепла на нагрев приточного воздуха составят: Qвозд.0,2= свозд.´rвозд.´Vвозд.0,2´.´(tвн. – tотоп.пер.) zнераб = 1кДж/(кг.°С)´1,30 кг/м3´10,0 м3/ч´(12–(-1,8))°С´2420ч = 434 МДж. Экономия составит: ΔQвозд.0,2 = (1415 – 434) МДж = 981 МДж. Суммарная экономия по всем трём составляющим составит: ΔQсумм. = (274 + 335 + 981) МДж = 1590 МДж. При тарифе на тепло в Санкт-Петербурге в 2011 году в 1050 руб/Гкал = 0,25 руб/МДж экономия может составить: 1590 МДж ´ 0,25 руб/Мдж = 397,5 руб. 2.3. Регенерация тепла отработанного воздуха.
Другим энергосберегающим мероприятием может быть регенерация тепла отработанного воздуха. Ведь из энергетического паспорта видно, что потери тепла на нагрев приточного воздуха достигают 68% от всех потерь тепла в комнатах 1 и 2. Для наших условий наиболее эффективным может быть использование приборов УВРК-50. Применение регенераторов УВРК–50 с КПД 90% снизит расход тепла на нагрев приточного воздуха в десять раз. Экономия составит 90% от расхода тепла на нагрев приточного воздуха. Для нашей комнаты это: ΔQреген.= Qвозд.´0,9=14157 МДж´0,9=12742 МДж ´ 0,25 руб/Мдж = 3185,5 руб..
2.4.Потенциал энергосбережения при одновременном выполнении всех трёх мероприятий. Эффект от одновременного осуществления всех трёх мероприятий удобно рассчитывать раздельно для рабочего и нерабочего времени. В заселенное время tвн. =20°С, Vвозд.= 60,0 м3/ч, zраб.=2860 ч. QпотерьРаб= QокнаР+QстеныР+Qвозд.Р=(tвн. – tотоп.пер.) zраб´ (Aокон./Rокон +Aстен./Rстен+ +свозд. ´rвозд.´Vвозд) QпотерьРаб= (20–(-1,8))°С´2860ч´3600c/ч´39,82=8938МДж. В незаселенное время tвн. =12°С, Vвозд.= Vвозд.0,2 = 0,2 1/ч´50,0м3=10,0 м3/ч, zнераб.= 2420ч. QпотерьНераб= QокнаН+QстеныН+Qвозд.Н=(tвн. – tотоп.пер.) zнераб´(Aокон./Rокон+ +Aстен./Rстен+свозд.´rвозд.´Vвозд.0,2) QпотерьНераб= (12–(-1,8))°С´2420ч´3600c/ч´[4,5м2/0,44(м2°С)/Вт+ +5,5м2/2,42м2´°С/Вт+1кДж/(кг´°С)´1,30кг/м3´10,0м3/3600c]= =13,8°С´8,712´106с´[10,2+2,27+4,68] Дж/°С´с = 120,2°С´с ´17,15 МДж/°С´с = 2061 МДж. Суммарные потери составит: QпотерьСумм.= QпотерьРаб+QпотерьНераб= 8938МДж + 2061 МДж = 10999 МДж Экономия по сравнению с базовым вариантом составит: ΔQсумм = Qпотерь23– QпотерьСумм. = 19139 МДж - 10999 МДж = 8140 МДж ´ ´0,25руб/МДж =2035 руб. Итак, потенциал энергосбережения при одновременном выполнении всех трёх мероприятий составляет 8140 МДж или 2035руб.
Список литературы
1. Закон РФ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности» от 23.11.2009 г. №261-ФЗ. 2. ГОСТ 30494-96. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях. - М.: Госстрой России, ГУП ЦПП, 1999. 3. СНиП 23-01-99*. Строительная климатология / Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 2003. 4. СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование / Госстрой России, 2004. (Взамен СНиП 2.04.05-91*. Отопление, вентиляция, кондиционирование. - М.: Стройиздат, 2000.) 5. СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий / Госстрой России. - М.: ФГУП ЦПП, 2004. 6. СП 23-101-2004. Проектирование тепловой защиты зданий / Госстрой России. - М.: ФГУП ЦПП, 2004. 7. АВОК Стандарт-1-2004. Здания жилые и общественные. Нормы воздухообмена. - М.: АВОК-ПРЕСС, 2004. 8. Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование./Под ред.проф.Б.М.Хрусталёва.-М.:Изд-во АСВ, 2007.-784 с., 183 ил.
Популярное: Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (4146)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |