Войти на сайт

или
Регистрация

Навигация


Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Факультет промышленной энергетики ПЭ V-2

Кафедра промышленной теплоэнергетики

КУРСОВАЯ РАБОТА

по курсу: “Энергосбережение в энергетике и теплотехнологиях”

Разработка комплекса мероприятий для жилых зданий и тепловых сетей города

2010


Содержание

1. Теплотехнический расчет

2. Расчет теплопотерь за счет инфильтрации

3. Расчет теплопотерь за счет теплопередачи через ограждения

4. Расчет и подбор кондиционера

5. Выбор трубной разводки системы отопления

6. Дополнительные меры по энергосбережению в жилых зданиях

7. Альтернативные источники тепло и электроэнергии

8. Технико-экономическая оценка энергосберегающих мероприятий

10. Бизнес-план

Список литературы


1. Теплотехнический расчет

Для определения коэффициента теплопередачи через ограждающие конструкции необходимо знать термическое сопротивление теплопередаче. Руководствуясь СНиП II-3-79 (1998) “Строительная теплотехника” термическое сопротивление теплопередаче должно быть больше или равно требуемому сопротивлению теплопередаче. Последнее может быть определено исходя из условий санитарно-гигиенических норм, а также исходя из более жестких условий энергосбережения (в зависимости от ГСОП).

Наружные перекрытия.

Требуемое значение сопротивления теплопередаче по санитарно-гигиеническим нормам Rо. тр. находим по формуле:

,

где tв - расчётная температура воздуха в помещении, принимаем tв = 18 oC, так как температура наружного воздуха выше чем - 31 оС;

tн - расчётная зимняя температура наружного воздуха, принимаемая по таблице 1 [3] tн=-37 оС;

n - коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху, принимаем по таблице 3* [1] n = 1;

Δtн - нормируемый температурный перепад, принимаем по таблице 2* [1] Δtн=4 оС;

 (м2∙ºС) /Вт.

Фактическое сопротивление теплопередаче при существующей конструкции можно определить, как:

,

где αв - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаем по таблице 4* [1] αв = 8,7 Вт/ (м2∙ºС);

αн - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающих конструкций, принимаем по таблице 6* [1] αн = 23 Вт/ (м2∙ºС);

δш. н. - толщина наружного слоя штукатурки, δш. н. = 0,02м;

δш. в. - толщина внутреннего слоя штукатурки, δш. в. = 0,015м;

δшпб - толщина материала наружных стен - Шлакопемзопонобетона, δшпб = 0,42м;

λш - теплопроводность штукатурки, принимаем по приложению 3 [1] λш= 0,93 Вт/ (м∙ºС);

λкб - теплопроводность Шлакопемзопонобетона, принимаем по приложению 3 [1] λкб = 0,63 Вт/ (м∙ºС);

.

Согласно новым нормам к наружным перекрытиям применяются более жесткие нормы по термическому сопротивлению, которое принимается в зависимости от ГСОП.

Величина градусо-суток отопительного периода (ГСОП):

ГСОП= (tв-tср. оп.) ∙Zо. п.,

где tср. оп. - средняя температура отопительного периода, принимаем по таблице 1 [3] tср. оп. = - 8,7 оС;

Zо. п. - продолжительность отопительного периода, принимаем по по таблице 1 [3] Zо. п = 221 суток;

ГСОП = (20 - (-8,7)) ∙221 = 6342,7 0С·сут.

Требуемое термическое сопротивление теплопередаче по ГСОП для наружных стен можно определить как:

.

При таком термическом сопротивлении требуемая толщина стенки получилась бы недопустимо большой (более 2 метров). Таким образом, необходимо использовать теплоизоляционный слой, что позволит уменьшить общую требуемую толщину стенки.

Толщину тепловой изоляции можно рассчитать как:

,

где λиз-теплопроводность теплоизоляции ISOVER, принимаем

λиз = 0,037 Вт/ (м∙ºС);

.

Окончательно принимаем δиз = 0,105 м.

жилое здание энергосбережение тепловой

Определим фактическое сопротивление теплопередаче по условиям ГСОП при стандартной толщине тепловой изоляции:

.

Конструкция наружной стены представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. Конструкция наружной стены (слева направо: штукатурка, теплоизоляция ISOVER, шлакопемзопонобетона плотностью 1600 кг/м3, штукатурка).

Чердачного перекрытия.

Требуемое значение сопротивления теплопередаче по санитарно-гигиеническим нормам Rо. тр. находим по формуле:

,

где Δtн - нормируемый температурный перепад, принимаем по таблице 2* [1] Δtн=3 оС;

 (м2∙ºС) /Вт.

Фактическое сопротивление теплопередаче при существующей конструкции можно определить, как:

,

где  - толщина штукатурки, . = 0,02м;  - толщина пемзобетона, = 0,22м;  - толщина рубероида,  = 0,002м (берём два слоя);  - толщина пемзы шлаковой,  = 0,15м;  - толщина доски, =0,02м;  - теплопроводность штукатурки = 0,93 Вт/ (м∙ºС);  - теплопроводность пемзобетона, = 0,68 Вт/ (м∙ºС);  - теплопроводность рубероида,= 0,17Вт/ (м∙ºС);  - теплопроводность пемзы шлаковой, =0,26Вт/ (м∙ºС);  - теплопроводность доски, =0,18Вт/ (м∙ºС);

.

Требуемое термическое сопротивление теплопередаче по ГСОП для чердачного перекрытий можно определить как:

.

Толщину тепловой изоляции можно рассчитать как:

,

где λиз - теплопроводность теплоизоляции ISOVER, принимаем λиз = 0,037 Вт/ (м∙ºС);

.

Окончательно принимаем δиз = 0,15 м.

Определим фактическое сопротивление теплопередаче по условиям ГСОП при стандартной толщине тепловой изоляции:

.

Конструкция чердачного перекрытия представлена на рисунке 2.

Рисунок 2. Чердачное перекрытие.

Теплотехнический расчет приведен в таблице 1.


Таблица 1. Теплотехнический расчет.

№, п/п Наименование Обозна-чение Размер-ность Численное значение
 

Климатологические данные г. Новгорода

 
1 температура внутри помещения

tво

0С

20
2 среднеотопительная температура

tср. о.

0С

-8,7
3 температура холодного месяца

tх. м.

0С

 
4 температура наружная отопительного периода

tн. о.

0С

-37
5 температура наружная на вентиляцию

tн. в.

0С

-24
6 продолжительность отопительного периода n суток 221
7 зона влажности - - С
8 условие эксплуатации ограждающих конструкций - - Б
9 теплоотдача от внутреннего воздуха к стенке

вн

Вт/м2*0С

8,7
10 для наружных стен

н

Вт/м2*0С

23
11 для чердачных и надподвальных перекрытий

н

Вт/м2*0С

12
12 толщина шлакопемзобетона

xш. п. б.

м 0,42
13 теплопроводность шлакопемзобнтона

ш. п. б.

Вт/м*0С

0,63
14 теплопроводность изоляции (изовер)

изол.

Вт/м*0С

0,037
15 теплопроводность штукатурки

шт.

Вт/м*0С

0,93
16 нормируемая разность температур для наружных стен

tн

0С

4
17 нормируемая разность температур для чердаченого перекрытия

tн

0С

3
18 толщина штукатурки с внутренней стороны

в

м 0,015
19 толщина штукатурки с внешней стороны

н

м 0,02

Теплотехнический расчет наружных стен

без изоляции

20 требуемое термическое сопротивление

R0тр

м2*0С/Вт

1,638
21 фактическое требуемое термическое сопротивление

Rф

м2*0С/Вт

0,863

с изоляцией

22 градусо-сутки отопительного периода ГСОП

0С*сут.

6342,7
23 требуемое термическое сопротивление по ГСОП

Rгсоптр

м2*0С/Вт

3,620
24 толщина тепловой изоляции

xизол.

м 0,100
23 фактическое требуемое термическое сопротивление

Rфтр

м2*0С/Вт

3,565

Теплотехнический расчет чердачного перекрытия

без изоляции

25 толщина пемзобетона

xз. б.

м 0,22
26 теплопроводность пемзобетона

з. б.

Вт/м*0С

0,68
27 толщина руберойда

xр.

м 0,002
28 теплопроводность руберойда

р.

Вт/м*0С

0,17
29 толщина пемзы шлаковой

xп. ш.

м 0,15
30 теплопроводность пемзы шлаковой

п. ш.

Вт/м*0С

0,260
31 толщина доски

xд.

м 0,02
32 теплопроводность доски

д.

Вт/м*0С

0,180
33 требуемое термическое сопротивление

R0тр

м2*0С/Вт

2,184
34 фактическое требуемое термическое сопротивление

Rф

м2*0С/Вт

1,255

с изоляцией

35 требуемое термическое сопротивление по ГСОП

Rгсоптр

м2*0С/Вт

4,754
36 толщина тепловой изоляции

xизол.

м 0,130
35 фактическое требуемое термическое сопротивление

RгсопФ

м2*0С/Вт

4,768
  Для окон и балконых дверей      
37 фактическое требуемое термическое сопротивление по ГСОП

Rфтр

м2*0С/Вт

0,659

Коэффициент теплопередачи (с изоляцией)

38 коэффициент теплопередачи для стен

Кст.

Вт/м2*0С

0,280
39 коэффициент теплопередачи для окон и балконых дверей

Кок. бал.

Вт/м2*0С

1,560
40 коэффициент теплопередачи для чердачного перекрытия

Кч. пр.

Вт/м2*0С

0,210

Коэффициент теплопередачи (без изоляцией)

41 коэффициент теплопередачи для стен

Кст.

Вт/м2*0С

1,159
42 коэффициент теплопередачи для окон и балконых дверей

Кок. бал.

Вт/м2*0С

2,500
43 коэффициент теплопередачи для чердачного перекрытия

Кч. пр.

Вт/м2*0С

0,797

Внутренняя стена.

Фактическое сопротивление теплопередаче при существующей конструкции можно определить, как:

,

где δш. в. - толщина слоя штукатурки, δш. в. = 0,015м;

δкб - толщина материала наружных стен (шлакопемзопонобетон), δкб = 0,12м;

.

Конструкция внутренней стены представлена на рисунке 3.

Рисунок 3. Конструкция внутренней стены (сверху вниз: штукатурка, шлакопемзопонобетон плотностью 1600 кг/м3, штукатурка).

 

2. Расчет теплопотерь за счет инфильтрации

Расчет расхода теплоты на нагрев инфильтрующегося воздуха необходимо определять отдельно для помещений с различной внутренней температурой воздуха, а также раздельно для окон и балконных дверей. Расчет ведем в соответствии с рекомендациями.

Температуру воздуха внутри помещений определим исходя из приложения 4 [2] для первого этажа здания: жилые комнаты (1-4): ; кухня: ; ванная совмещенная: ; туалет: ; Прихожая:

Определим расход теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха через окна (деревянной конструкции) в комнате с температурой внутреннего воздуха 20 oC:

 

Qок.20 = 0,28 G c (tв - tн) k,

где c - удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/ (кг×°С);

tв, tн - расчетные температуры воздуха соответственно в помещении, ; наружного воздуха в холодный период, ;

k - коэффициент учета влияния встречного теплового потока в конструкциях, равный 0,8 - для окон и балконных дверей с раздельными переплетами;

G - расход инфильтрующегося воздуха через ограждающие конструкции помещения;

Gi = 0,216 Fок Dpок0,67 /Ru,

 

где Fок - суммарная площадь ограждающих конструкций окон помещения, определим как:

м2;

Ru - нормативное сопротивление воздухопроницанию, принимаем Ru = 0,13 м2×ч×Па/кг; Dpок - расчетная разность между давлениями на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций, определим как:

,

где pi - давление на внешней поверхности наружного ограждения;

pо - условное давление в верхней точке с заветренной стороны здания;

,

где H - высота здания от уровня земли до карниза, H = 33м;

ρн - плотность наружного воздуха, определим как:

;

ρв - плотность наружного воздуха, определим как:

;

Cн - коэффициент для наветренной стороны здания, Cн = 0,8;

Cз - коэффициент для заветренной стороны здания, Cз = - 0,6;

Kт - коэффициент, учитывающий динамическое давление ветра в зависимости от высоты здания и рельефа местности, определяются по таблице 6 [5] Kт = 1,0125;

w - средняя скорость ветра, принимаем по таблице 1 [3], w = 6,6 м/c;

;

,

где h - расстояние от уровня земли до верха окна или двери, h = 75 м;

;

;

;

.

Аналогично проводим расчет для других помещений, имеющих окна и балконные двери, при существующей конструкции здания и конструкцией по условиям энергосбережения. Для окон с двухкамерным стеклопакетом из стекла с твердым селективным покрытием и заполнением аргоном принимаем нормативное сопротивление воздухопроницанию Ru = 0,26 м2×ч×Па/кг. Расчет сводим в таблицу 2.

Таблица 2. Сводная таблица расчета теплопотерь за счет инфильтрации.

Помещение Температура наружного воздуха, tн Температура внутреннего воздуха, tв

Плотность наружного воздуха, ρн

Плотность внутреннего воздуха, ρв

Площадь окон и балконных дверей, Fок

Нормативное сопротивление воздухопроницанию, Ru

Давление на внешней поверхности наружного ограждения, Pi

Условное давление в верхней точке с заветренной стороны здания, Po Расчетная разность между давлениями, Δ P Расход инфильтрующегося воздуха через ограждающие конструкции помещения, G Расход теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха, Q

Для существующей конструкции

Комната 1 -37 20 1,496 1, 205 3,648 0,130 36,582 132,990 -96,408 129,396 -1652,125
Комната 2 -37 20 1,496 1, 205 3,648 0,130 36,582 132,990 -96,408 129,396 -1652,125
Комната 3 -37 20 1,496 1, 205 2,614 0,130 36,582 132,990 -96,408 92,734 -1184,023

Для конструкции по условиям энергосбережения

Комната 1 -37 20 1,496 1, 205 3,648 0,260 36,582 132,990 -96,408 64,698 -826,063
Комната 2 -37 20 1,496 1, 205 3,648 0,260 36,582 132,990 -96,408 64,698 -826,063
Комната 3 -37 20 1,496 1, 205 2,614 0,260 36,582 132,990 -96,408 46,367 -592,011

Поскольку на первом этаже имеется также кухня и уборные, необходимо учесть потери теплоты инфильтрацией, связанные с работой систем вентиляции. Определим расход теплоты на нагрев инфильтрующегося воздуха, связанного с работой систем вентиляции для кухни:

,

где V - объемный расход воздуха за 1 час в помещении, для кухни принимаем V = 90 м3/ч;

.

Аналогично проводим расчет для ванной и санузла, расчет приведен в таблице 3.

Таблица 3. Сводная таблица расчета теплопотерь за счет инфильтрации, связанных с работой вентиляции.

Помещение Температура наружного воздуха, tн Температура внутреннего воздуха, tв

Плотность внутреннего воздуха, ρв

Объемный расход воздуха за 1 час в помещении, V Расход теплоты на нагрев инфильтрующегося воздуха, связанного с работой систем вентиляции, Qв

Для существующей конструкции

Кухня -37 17 1,217 90 1325,138
Ванная -37 27 1,177 50 843,435
Таулет -37 18 1,213 50 747,244

Для конструкции по условиям энергосбережения

Кухня -37 17 1,217 90 1325,138
Ванная -37 27 1,177 50 843,435
Таулет -37 18 1,213 50 747,244

3. Расчет теплопотерь за счет теплопередачи через ограждения

Основные тепловые потери через наружные ограждения

Основные тепловые потери помещения через ограждающие конструкции составят:

,где - площадь поверхности ограждения, м2;

 - коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/ (м2×°С);

 - коэффициент, учитывающий положение ограждающей конструкции относительно наружного воздуха, по таблице 3* [2] для стен принимаем .

Принимаем надбавки к основным теплопотерям:

добавки на ориентацию наружных ограждений:

 для севера (С)

 для юга (Ю).

Расчет тепловых потерь через ограждающие конструкции покажем на примере комнаты 1:

1) Температура внутри помещения t=20 оС;

2) Ограждающие конструкции и их ориентация по сторонам света:

а) наружная стена-С

б) окно - С

в) пол

3) Линейные размеры ограждающих конструкций (по правилам линейного обмера отапливаемых помещений), м x м:

а) наружная стена 4,285х3,094

б) окно 2,4х1,52

в) потолок 3,76х5,5

4) Площади ограждающих конструкций:

а) наружная стена  м2;

б) окно  м2;

в) потолок  м2

5) Разность температур внутри помещения и наружного воздуха:

а) наружная стена  оС

б) окно  оС

в) потолок  оС

6) Коэффициент теплопередачи наружных ограждений:

а) наружная стена  ;

б) окно  ;

в) потолок  ;

Результаты всех расчетов тепловых потерь через наружные ограждения каждого помещения сведем в общую таблицу 4 (квартира без изоляции) и таблицу 5 (квартира с изоляцией).


Таблица 4 Расчет тепловых потерь квартиры.

№ отапливаемого помещения

Наименование помещения, tв, оС

Наименование ограждения Ориентация ограждения Размеры ограждения

Площадь ограждения, м2

Расчётная разность температур tвtн,оС

n

К, Вт/ (м2∙ºС)

Qосн, Вт

Добавки, %

Qдоб Вт

Qобщ Вт

Qинф. Вт

Сумма по помещению, Вт
а, м b, м Стороны света Другие
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
1 Комната 20 НС З 4,285 3,094 13,26 57 1,0 1,159 876 5 0 44 920 530 2589
ДО З 2,4 1,52 3,65 57 1,0 1,341 279 5 0 14 293
ПТ 3,76 5,5 20,68 57 0,90 0,797 846 0 0 0 846
2 Комната 20 НС З 4,185 3,094 12,95 57 1,0 1,159 856 5 5 86 942 530 3953
НС Ю 6,39 3,044 19,45 57 1,0 1,159 1286 0 5 65 1351
ДО З 2,4 1,52 3,65 57 1,0 1,341 279 5 5 28 307
ПТ 5,48 3,67 20,11 57 0,90 0,797 823 0 0 0 823
3 Комната 20 НС Ю 3,41 3,094 10,55 57 1,0 1,159 698 0 0 0 698 530 1974
ДО Ю 1,72 1,52 2,61 57 1,0 1,341 200 0 0 0 200
ПТ 3,91 3,41 13,33 57 0,90 0,797 546 0 0 0 546
5 Кухня 17 НС Ю 3,655 3,094 11,31 54 1,0 1,159 708 0 0 0 708 1325 2734
ДО Ю 1,52 1,52 2,31 54 1,0 1,341 168 0 0 0 168
БД Ю 0,9 2 1,80 54 1,0 1,341 131 0 0 0 131
ПТ 3,3 3,14 10,36 54 0,90 0,797 402 0 0 0 402
6 Туалет 18 ПТ 1,39 2,1 2,92 55 0,9 0,797 116 0 0 0 116 116
8 Ванная 27 ВС 3,17 3,094 9,81 64 1,0 2, 209 1387 0 0 0 1387 6192
ВС 3,17 3,094 9,81 64 1,0 2, 209 1387 0 0 0 1387
ВС 3,43 3,094 10,61 64 1,0 2, 209 1501 0 0 0 1501
ВС 3,43 3,094 10,61 64 1,0 2, 209 1501 0 0 0 1501
ПТ 2,88 3,14 9,04 64 0,9 0,797 416 0 0 0 416
9 Прихожая 20 ПТ 2,3 1,94 4,46 57 0,9 0,797 183 0 0 0 183 183
сумма 17742

Таблицт 5 (с изоляцией).

№ отапливаемого помещения

Наименование помещения, tв, оС

Наименование ограждения Ориентация ограждения Размеры ограждения

Площадь ограждения, м2

Расчётная разность температур tвtн,оС

n

К, Вт/ (м2∙ºС)

Qосн, Вт

Добавки, %

Qдоб Вт

Qобщ Вт

Qинф. Вт

Сумма по помещению, Вт
а, м b, м Стороны света Другие
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
1 Комната 20 НС З 4,285 3,224 13,81 57 1,0 0,280 221 5 0 12 233 530 1267
ДО З 2,4 1,52 3,65 57 1,0 1,280 267 5 0 14 281
ПТ 3,76 5,5 20,68 57 0,90 0,210 223 0 0 0 223
2 Комната 20 НС З 4,285 3,224 13,81 57 1,0 0,280 221 5 5 23 244 530 1623
НС Ю 6,59 3,044 20,06 57 1,0 0,280 321 0 5 17 338
ДО З 2,4 1,52 3,65 57 1,0 1,280 267 5 5 27 294
ПТ 5,48 3,67 20,11 57 0,90 0,210 217 0 0 0 217
3 Комната 20 НС Ю 3,41 3,224 10,99 57 1,0 0,280 176 0 0 0 176 530 1041
ДО Ю 1,72 1,52 2,61 57 1,0 1,280 191 0 0 0 191
ПТ 3,91 3,41 13,33 57 0,90 0,210 144 0 0 0 144
5 Кухня 17 НС Ю 3,755 3,224 12,11 54 1,0 0,280 184 0 0 0 184 1325 1900
ДО Ю 1,52 1,52 2,31 54 1,0 1,280 160 0 0 0 160
БД Ю 0,9 2 1,80 54 1,0 1,280 125 0 0 0 125
ПТ 3,3 3,14 10,36 54 0,90 0,210 106 0 0 0 106
6 Туалет 18 ПТ 1,39 2,1 2,92 55 0,9 0,210 31 0 0 0 31 31
8 Ванная 27 ВС 3,17 3,224 10,22 64 1,0 2, 209 1446 0 0 0 1446 6130
ВС 3,17 3,224 10,22 64 1,0 2, 209 1446 0 0 0 1446
ВС 3,43 3,224 11,06 64 1,0 2, 209 1564 0 0 0 1564
ВС 3,43 3,224 11,06 64 1,0 2, 209 1564 0 0 0 1564
ПТ 2,88 3,14 9,04 64 0,9 0,210 110 0 0 0 110
9 Прихожая 20 ПТ 2,3 1,94 4,46 57 0,9 0,210 49 0 0 0 49 49
сумма 12042

Таким образом, общие потери здания:

при фактической конструкции:  кВт;

по условиям энергосбережения:  кВт.

 


Информация о работе «Разработка комплекса мероприятий для жилых зданий и тепловых сетей города»
Раздел: Строительство
Количество знаков с пробелами: 48926
Количество таблиц: 17
Количество изображений: 8

Похожие работы

Скачать
100942
7
2

... 380 В 50 Гц Потребляемая мощность: 75 кВт 4.3 Теплотехнический расчет ограждающих конструкций Необходимо выбрать толщину кирпичной стены из обыкновенного глиняного кирпича для жилого здания в городе Всеволожск, Ленинградской области. Определение требуемой теплопередачи стены: Где: tв - температура внутреннего воздуха (18 оС); tн – расчетная температура наружного воздуха ...

Скачать
44843
0
0

... юрисконсультов, а в рамках планово-экономического отдела выделяют ведущего экономиста по труду. Производственная структура организации. В настоящее время Витебские тепловые сети являются крупнейшим подразделением РУП «Витебскэнерго» по эксплуатации тепловых сетей в области. На балансе ВТС находится 306 км магистральных и распределительных сетей в однотрубном исчислении, 8 подкачивающих насосных ...

Скачать
117873
24
7

... политики в электроэнергетике, совместное участие в развитии новых месторождений и межрегиональных энергетических комплексов, обеспечение политики энергоснабжения, повышение надежности и качества теплоснабжения потребителей, а также снижение затрат на ремонт и перекладку теплосетей. В результате анализа экономической эффективности всех предлагаемых вариантов развития ТЭК НСО предпочтительным ...

Скачать
142872
13
49

... ; - пол подвала находится на 2,8 м ниже поверхности грунта; - высота перекрытия над подвалом 2,5 м. Рисунок 13.3 План убежища Заключение Дипломный проект "11-этажный жилой дом с мансардой" разработан в соответствии с заданием на дипломное проектирование. Особое внимание при разработке проекта было уделено расчётно-конструктивному разделу. Расчёты выполнены с использованием программного ...

0 комментариев


Наверх