Тема: Расчет и анализ отопительных температурных графиков

Практическое занятие 4

 

Основная задача системы отопления восполнить тепловые потери здания через ограждающие конструкции при изменении температуры наружного воздуха

Климатические условия Самары. Среднемесячная температур наружного воздуха днем и ночью.

Задание 1:

1. Определить среднемесячную температуру в отопительный период и среднюю температуру отопительного периода.

2. Отопительный период в Самаре с 1 октября по 1 мая и составляет в среднем ______ дней.

3. Определить среднемесячную скорость ветра в отопительный период

Градусо-сутки

Тепловая расчетная нагрузка здания определяется при расчетной температуре наружного воздуха в Самаре -30^оС. Начало отопительного сезона при температуре наружного воздуха +8^оС. Отношение расхода теплоты системы отопления при текущей температуре наружного воздуха к расчетному теплопотреблениюй

Отопительный температурный график качественного регулирования тепловой нагрузки зависимости от температуры наружного воздуха широко применяется при централизованном теплоснабжении от ТЭЦ.

 

Задание 2 Расчет в Excel температурного графика отопления.

 

Режим доступа: https://al-vo.ru/teplotekhnika/temperaturnyj-grafik-otopleniya.html#ixzz4u83mEeIT

При настройке работы индивидуального теплового пункта (ИТП) от температуры наружного воздуха системе автоматики необходимо задать температурный график.

Рассмотрим объект – здание или группа зданий, получающие тепловую энергию от одного общего закрытого источника теплоснабжения – котельной и/или теплового узла. Закрытый источник – это источник, из которого запрещен отбор горячей воды на водоснабжение. В нашем примере будем считать, что кроме прямого отбора горячей воды отсутствует и отбор тепла на нагрев воды для горячего водоснабжения. Фрагмент таблицы ввода и вывода данных расчета представлен на рис.1.

Исходные данные:

1. Расчетные (или фактические) теплопотери объекта (здания) Q_р в Гкал/час при расчетной температуре наружного воздуха t_нр записываем

в ячейку D3: 0,004790

2. Расчетную температуру воздуха внутри объекта (здания) t_вр в °C вводим

в ячейку D4: 20

3. Расчетную температуру наружного воздуха t_нр в °C заносим

в ячейку D5: -37

4. Расчетную температуру воды на «подаче» t_пр в °C вписываем

в ячейку D6: 90

5. Расчетную температуру воды на «обратке» t_ор в °C вводим

в ячейку D7: 70

6. Показатель нелинейности теплоотдачи примененных приборов отопления n записываем

в ячейку D8: 0,30

7. Текущую (интересующую нас) температуру наружного воздуха t_н в °C заносим

в ячейку D9: -10

Значения в ячейках D3 – D8 для конкретного объекта записываются один раз и далее не меняются. Значение в ячейке D9 можно (и нужно) изменять, определяя параметры теплоносителя для различной температуры наружного воздуха.

 

Рисунок 1. Фрагмент таблицы ввода и вывода данных расчета

Результаты расчетов:

8. Расчетный расход воды в системе G_р в т/час вычисляем

в ячейке D11: =D3*1000/(D6-D7) =0,239

G_р=Q_р*1000/(t_пр— t_ор)

9. Относительный тепловой поток q определяем

в ячейке D12: =(D4-D9)/(D4-D5) =0,53

q=(t_вр— t_н)/(t_вр— t_нр)

10. Температуру воды на «подаче» t_п в °C рассчитываем

в ячейке D13: =D4+0,5*(D6-D7)*D12+0,5*(D6+D7-2*D4)*D12^(1/(1+D8))

=61,9

t_п=t_вр+0,5*(t_пр–t_ор)*q+0,5*(t_пр+t_ор-2*t_вр)*q^(1/(1+n))

11. Температуру воды на "обратке" t_о в °C вычисляем

в ячейке D14: =D4-0,5*(D6-D7)*D12+0,5*(D6+D7-2*D4)*D12^(1/(1+D8))

=51,4

t_о=t_вр-0,5*(t_пр–t_ор)*q+0,5*(t_пр+t_ор-2*t_вр)*q^(1/(1+n))

Расчет в температуры воды на «подаче» t_п и на «обратке» t_о для выбранной температуры наружного воздуха t_н выполнен.

Сделаем аналогичный расчет для нескольких различных наружных температур позволяет построить температурный график отопления (рис. 2.).

Рисунок 2. Результаты расчета зависимости температуры в подающем

и обратном трубопроводах

 

Практическая ценность представленного расчета температурного графика отопления заключается в том, что он учитывает тип установленных приборов и направление движения теплоносителя в этих приборах.

Коэффициент нелинейности теплоотдачи n, оказывающий заметное влияние на температурный график отопления у разных приборов различный:

у чугунных радиаторов n=0,15…0,30 (зависит от способа подключения);

у конвекторов n=0,30…0,35 (зависит от марки прибора).

По величине относительного теплового потока q можно понять, что, например, при температуре наружного воздуха t_н=-8 °С в нашем примере котел или система должны работать на 50% номинальной мощности для поддержания в помещении температуры внутреннего воздуха t_вр=+20 °С.

Используя температурный график отопления, можно быстро выполнить экспресс-аудит системы и понять есть недогрев «подачи» или перегрев «обратки», а также оценить величину расхода теплоносителя.

Конечно, теплопотери здания зависят от переменных в течение суток и месяцев силы ветра, влажности воздуха, инсоляции, однако главнейшим влияющим фактором все-таки на 90…95% является температура наружного воздуха.

 

Индивидуальное задание:

1.Выполнить расчет для зданий с расчетными теплопотерями 0,52 Гкал/ч: университета (tвр=16^оС), административного здания (tвр=18^оС), и здания детского сада (tвр=20^оС) при температуре наружного воздуха -20 ^оС.

Результаты расчета для температурногого графика тепловой сети 150/70^оС и 135/70^оС, температурного графика системы отопления здания 95/70^оС представить в таблицах 1 – 3.

 

Исходные данные

Исходные данные	Обозна-чения	Значения
	Расчетные (или фактические) теплопотери объекта (здания)	Qр	0,52
	Расчетная температура воздуха внутри объекта (здания)	tвр
	Расчетная температура наружного воздуха	tнр	-30
	Расчетная температура воды на "подаче"	tпр
	Расчетная температура воды на "обратке"	tор
	Показатель нелинейности теплоотдачи приборов отопления	n	0,3
	Температура наружного воздуха	tн	-20

 

Таблица 1. Температурный график 150/70^оС

Тепловая сеть			150/70
Ввод в ИТП	Тнв=-20
	Gр
	q
	tп
	tо

 

Таблица 2. Температурный график 135/70^оС

Тепловая сеть			135/70
Ввод в ИТП	Тнв=-20
	Gр
	q
	tп
	tо

 

Таблица 3. Температурный график 95/70^оС

Отопительная сеть			95/70
Ввод в СО	Тнв=-20
	Gр
	q
	tп
	tо

 

2. Исследовать по табл.1 и табл.2 влияние перехода с температурного графика 150/70^оС на 135/70^оС и ответить на вопросы:

Вопрос	Ответ
1. Как изменился расход сетевой воды?
2. Как изменилась температура в подающем трубопроводе?
3. Как изменилась температура в обратном трубопроводе?
4.Как изменился относительный тепловой поток
5.Как изменяется тепловой поток в зависимости от категории здания? (внутренней температуры?)

 

3.Исследовать по табл.2 и табл.3 режимы работы системы теплоснабжения 135/70^оС и системы отопления 95/70^оС и ответить на вопросы:

Вопрос	Ответ
1. Как изменился расход сетевой воды?
2. Как изменилась температура в подающем трубопроводе?
3. Как изменилась температура в обратном трубопроводе?
4.Как изменился относительный тепловой поток