У системах централізованого тепло-постачання (СЦТ) по тепловим мережам пода-ється теплота різним тепловим спожи-телям. Незважаючи на значне разнооб-разіе теплового навантаження, її можна розбити на дві групи за характером протікання в часі: I) сезонна;
Зміни сезонної навантаження залежать від кліматичних умо-вий: температури зовнішнього повітря, на-правління і швидкості вітру, сонячного через лучения, вологості повітря і т.п. Основ-ву роль відіграє зовнішня температура. Се-зонна навантаження має порівняно посто-янний добовий графік і перемінний го-довой графік навантаження. До сезонної тепло-вої навантаженні відносяться опалення, вентиля-ція, кондиціювання повітря.
До цілорічної навантаженні відносяться технологічна навантаження і гаряче водо-постачання.
Графік технологічного навантаження зави-сит від профілю виробничих підпри-ємств та режиму їх роботи, а графік навантаження гарячого водопостачання - від благоуст-ройства житлових і громадських будівель, з-става населення і розпорядку його робочого дня, а також від режиму роботи коммуналь -них підприємств - лазень, пралень. Ці навантаження мають змінний добовий гра-фік. Річні графіки технологічного навантаження і навантаження гарячого водопостачання також до певної міри залежать від ча-мени року. Як правило, літні навантаження нижче зимових внаслідок більш високої температури сировини, що переробляється і водопровідної води, а також завдяки меншим тепловтрат теплопроводів і виробничих трубопроводів.
Одна з першочергових завдань при про-ектировании і розробці режиму експлуа-тації систем централізованого тепло-постачання полягає у визначенні значень і характеру теплових навантажень.
У тому випадку, коли при проектуванні установок централізованого Теплоснаб-вання відсутні дані про розрахункові витрати теплоти, заснованих на проектах теплопотребляющіх установок абонентів, розрахунок теплового навантаження проводиться на ос-нове укрупнених показників. В процесі експлуатації значення розрахункових тепло-вих навантажень коригують за дійсними витратами. З плином часу це дає можливість встановити перевірену теплову характеристику для кожного по-споживача.
Сезонна навантаження Опалення
Основне завдання опалення це підтримка внутрішньої температури приміщень на заданому рівні. Для цього необхідно збереження рівноваги між тепловими втратами будівлі і теплопритоків. Умова теплового рівноваги будівлі може бути виражено у вигляді рівності
де Q- сумарні теплові втрати зда-вання; QT - тепловтрати теплопередачей че-рез зовнішні огородження; Qи - теплоп-тери інфільтрацією через надходження в приміщення через нещільності зовнішніх огороджень холодного повітря; Q0 -подвод теплоти в будівлю через опалювальних тільну систему; Qrv - внутрішні тепло-виділення.
Теплові втрати будівлі в основному за-висять від першого доданка Qr. Тому для зручності розрахунку можна теплові поті-ри будівлі змалювати таку картину:
де = Qи / Qт; - коефіцієнт інфільтруються-ції, що є відношенням тепловтрат інфільтрацією до тепловтрат ті-плопередачей через зовнішні огородження.
Джерелом внутрішніх тепловиделе-ний Qтв. в житлових будинках є зазвичай люди, прилади для приготування їжі (газові, електричні та інші плити), освітлювальні прилади. Ці тепловиделе-ня носять випадковий характер і не піддаються жодному регулюються-вання в часі.
Для забезпечення в житлових районах нор-мального температурного режиму у всіх опалюваних приміщеннях зазвичай уста-новлюють гідравлічний і температур-ний режим теплової мережі по особливо не-вигідними умовами, тобто по режиму отопле-ня приміщень з нульовими тепловиделе-нями (QTB = 0).
Для попередження істотного по-щення внутрішньої температури в примі-щеннях, в яких внутрішні тепловиде-лення значні, необхідно періоді-но вимикати частину опалювальних при-борів або знижувати витрата теплоносія; через них.
Джерело внутрішніх тепловиділень в промислових будівлях - теплові та сі-ловие установки і механізми (печі, сушила, двигуни та ін.) Різного роду. Внут-ренніе тепловиділення промислових підприємств досить стійкі і нерідко представляють істотну частку розрахункової опалювальної навантаження, тому вони повинні враховуватися при розробці режиму теплопостачання промислових, районів.
Тепловтрати теплопередачей через зовнішні огородження, Дж / с або ккал / ч, мо-гут бути визначені розрахунковим шляхом за формулою
де F - площа поверхні відділи; k - коефіцієнт теплопередачі зовнішніх огороджень; t - різниця температур повітря з внутрішньої і зовнішньої сторін огороджувальних конструкцій.
Тепловтрати теплопередачей можна визначити за формулою Єрмолаєва:
де kс. kок. kпл. kпт - коефіцієнти теплопередачі стін, вікон, підлоги першого поверху, стелі верхнього поверху; - коефіцієнт скління, тобто відношення площі вікон до площі вертикальних огорож; 1 і 2 - поправочні коефіцієнти на розрахунковий перепад температур для верхнього і нижнього горизонтальних огороджень; tв - усереднена температура внутрішнього повітря опалюваних приміщень; tн - температура зовнішнього повітря.
Теплогютері шляхом теплопередачі че-рез зовнішні огорожі будівлі
a повні тепловтрати з урахуванням інфільт-рації
де qov - питомі тепловтрати будівлі.
Для житлових і громадських будівель при правильній експлуатації максимальний коефіцієнт інфільтрації в більшості випадків становить 3 - 6%, що лежить в межах похибки розрахунку тепловтрат. Тому для спрощення інфільтруються-цію не вводять в розрахунок, тобто приймають = 0. Для обліку інфільтрації значення питомих тепловтрат приймають з не-великим запасом.
Тепловтрати інфільтрацією примушує-них будівель нерідко досягають 25 - 30% тепловтрат через зовнішні огородження, і їх необхідно враховувати при розрахунку.
Розрахунковий витрата теплоти на опалення необхідно визначати для розрахункової зовнішньої температу-ри для проектування систем опалення tно. яка дорівнює середньому значенню тим-пературі найбільш холодних пятідневок, взятих з восьми найбільш холодних зим за 50-річний період.
Температура внутрішньої поверхні зовнішніх стін безпосередньо впливає на інтенсивність тепловіддачі випромінюванням від поверхні людського тіла при зна-дженні людини в житлових та громадських будинках; максимальна різниця між температурою повітря в приміщеннях і температурою внутрішньої поверхні зовніш-них стін повинна бути не вище 6 ° С.
Питомі тепловтрати житлових і загально-дарських будівель із зовнішнім об'ємом V> 3000 м, споруджених за новими проек-там після 1985 року, а також більш утеплених будинків, споруджених раніше, в районах з розрахунковою зовнішньою температурою для опалення tно = - 30 ° С можуть бути орієнтовно обчислені як
де a = 1,85 Дж / (м 2 '5 • с • К) = 1,72 ккал / (м 2,5 • ч • ° С).
При визначенні теплового навантаження знову забудовуються районів і відсутності даних про тип і розмірах намічаються до со-споруд громадських будівель можна орієнтовно прийняти розрахункова витрата теплоти на опалення громадських будівель рівним 25% розрахункової витрати теплоти на опалення житлових будинків району.
Інфільтрація зовнішнього повітря в по-ня відбувається під дією пере-пада (різниці) тисків зовнішнього і внут-рішнього повітря. Цей перепад тисків являє собою суму двох доданків:
Тут L - вільна висота будівлі (для житлових і громадських будівель - висота поверху), м; g - прискорення вільного падіння; wb-- швидкість вет-ра, м / с; н. в - щільності зовнішнього і внутрішнього повітря, кг / м.
Швидкість проходження інфільтруемого повітря через живий переріз нещільності в зовнішніх огородженнях будівель, м / с,
Тепловтрати з інфільтрацією
де F - площа сумарного перетину нещільності в зовнішніх огородженнях; св - об'ємна теплоємність повітря.
Значення постійної інфільтрації, має визначатися дослідним шляхом. При відсутності дослідних даних можна для кричи-ентіровочних розрахунків приймати дотримуюся-щие значення, м / с:
Для окремо розташованих примушує-них будівель з великими све-товимі прорізами. (35-40) 10 -3
Для житлових і громадських зда-ний з подвійним склінням при суцільний забудові кварталів. ...... (8-10) 10 -3
Розрахунковими тепловтратами називаються тепловтрати при розрахунковій зовнішній тим-пературі tно. Рас-парні тепловтрати будівлі з урахуванням ін-фільтрації:
При постійному значенні коефіцієнтом-та інфільтрації будівлі ставлення тепловтрат Q даної будівлі або групи будівель при будь-якій зовнішній температурі tн> tно до розрахунковими тепловтратами
При відсутності даних про тип забудови і зовнішньому обсязі житлових і громадських будівель будівельними нормами і правилами СНиП II 04.07.86 «Теплові мережі» реко-мендується визначати розрахунковий витрата тепло-ти на опалення житлових та громадських будівель по формулі
де q0 - укрупнений показник максимального витрати теплоти на опалення I м 2 площі житлових будинків, Вт / м [Дж / (с • м)]; А - загальна площа житлових будинків, м 2; К1 - коефіцієнт, що враховує витрату ті-плоти на опалення громадських будівель. При відсутності даних рекомендується приймати К> = 0,25.
Для економного використання палива вельми важливе значення має вибір початку і кінця опалювального сезону. Початок і кінець опалювального сезону для житлових і гро-ських будівель зазвичай регламентуються місць-ними органами влади.
Чинними в нашій країні будівельник-ними нормами і правилами тривалість опалювального періоду визначається за кількістю днів із стійкою середньодобовою температу-рій +8 ° С і нижче. Цю зовнішню темпера-туру зазвичай вважають початком і кінцем опалювального періоду TНК = 8 ° С.
Перехід від директивної економіки до ринкові-ної в принципі знімає будь-які ограниче-ня в призначенні тривалості опалювальних-ного періоду. Цю тривалість (на-чало і кінець) визначає споживач теплової енергії - абонент енергопостачальної органі-зації. У той же час для енергопостачальної ор-ганізації важливо знати тривалість пе-ріод, протягом якого буде мати місце попит на теплоту, що підлягає задоволенню енергопостачальною організацією. Такий попит на теплоту повинен визначатися, як правило, на підставі багаторічних статистичних дан-них з урахуванням прогнозу зростання (зниження) при-з'єднаних до теплових мереж теплових нагрів-зок. Норми СНиП повинні застосовуватися в основ-ному при вирішенні проектних, а не експлуатації-ційних завдань.
Початок і кінець опалювального сезону для промислових будівель визна-ляють зовнішньою температурою, при кото-рій тепловтрати через зовнішні огороджені-ня робляться рівними внутрішнім тепло-виділенням. Так як тепловиділення в промислових будівлях значні, то в більшості випадків тривалість опалювальних-ного сезону для промислових будівель коротше, ніж для житлових і громадських. Середньодобова температура зовнішнього повітря, відповідна початку і кінця опалювального сезону промислових зда-ний з великими внутрішніми тепловиделе-нями, може бути знайдена за формулою