|
Глава 3. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ТЕПЛА В КОММУНАЛЬНО-БЫТОВОЙ СФЕРЕ 3.1. Системы отопления 3.1.1. Расчет энергетических затрат па отопление жилых зданий Огопление является типичным процессом, результатом которого является полезный тепловой эффект, необходимые условия для жизни и деятельности человека. Затраты энергии на отопление у нас в стране из-за суровости климата чрезвычайно велики, поэтому оценка эффективности ее использования в этой сфере представляет не только большой научный интерес, но и имеет огромное экономическое значение. Обычно исследования в этой области заканчиваются на оценке эффективности использования энергии в системе теплоснабжения, не включающей непосредственно потребителей тепла, т.е. по сути дела определяется совокупный КПД процессов преобразования химической энергии топлива в тепловую на ТЭЦ и котельных и транспорта его до потребителя. Дальше при анализе обычно применяется величина удельного расхода тепла на отопление, которая при одних и тех же климатических условиях зависит от характеристик здания. Чем лучше изоляционные свойства ограждающих конструкций здания, тем меньшее количество тепла требуется на отопление. Однако при этом остается неясным, сколько тепла минимально необходимо для отопления конкретного здания в заданном климатическом районе. Потребление энергии на отопление определяется в большой степени затратами на компенсацию потерь тепла через ограждающие конструкции зданий. Ограждающие конструкции при этом можно рассматривать в качестве фильтра или барьера между окружающей средой и микроклиматом помещения. От выбора уровня теплозащиты здания зависит очень многое: уровень комфортности, затраты на эксплуатацию здания, расход топлива и т.д. [6-9, 16, 37-39, 59, 65]. 70 |
3.3. Процессы коммунально-бытовой сферы 99. 3.3.1. Отопление В отличие от других процессов в народном хозяйстве на результаты расчетов в коммунально-бытовой сфере большое влияние оказывают принятые параметры окружающей среды. Отопление является типичным процессом, в результатом которого является полезный тепловой эффект, необходимые условия для жизни и деятельности человека. Затраты энергии на отопление у нас в стране из-за суровости климата, а также из-за больших сверхнормативных потерь чрезвычайно велики, поэтому оценка эффективности ее использования в этой сфере представляет не только большой научный интерес, но и имеет огромное экономическое значение [9, 10, 104, 105, 122]. Обычно исследования в этой области заканчиваются на оценке эффективности использования энергии в системе теплоснабжения, не включающей непосредственно потребителей тепла, т.е. по сути дела определяется совокупный КПД процессов преобразования химической энергии топлива в тепловую на ТЭЦ и котельных и транспорта тепла до потребителя. Дальше при анализе обычно применяется величина удельного расхода тепла на отопление, которая при одних и тех же климатических условиях зависит от характеристик здания. Чем лучше изоляционные свойства ограждающих конструкций здания, тем меньшее количество тепла требуется на отопление. Однако при этом остается неясным, сколько тепла минимально необходимо для отопления конкретного здания в заданном климатическом районе. wo. Потребление энергии на отопление определяется в большой степени затратами на компенсацию потерь тепла через ограждающие конструкции зданий. Ограждающие конструкции при этом можно рассматривать в качестве фильтра или барьера между окружающей средой и микроклиматом помещения. От выбора уровня теплозащиты здания зависит очень многое: уровень комфортности, затраты на эксплуатацию здания, расход топлива и т.д. [105]. Рассмотрим плоскую стенку в стационарных условиях, когда разность температур /, -t2 двух поверхностей остается постоянной. Пусть площадь элемента стенки будет F (м2), а толщина / (м). Если О тепловой поток между плоскостями (Дж/с или Вт), то он изменяется прямо пропорционально разности температур tx -t2 , площади F и обратно пропорционально толщине стенки /. Отсюда следует, что kF Q = — Поэтому термическое сопротивление равно R=l/k м2 К/Вт. Отсюда следует, что плотность теплового потока, проходящего через единицу площади стенки, температура поверхностей которой tx и 12 , равна Q/F=(k/l)(tl -t2 )y (3.26) Для многослойных ограждающих конструкций можно записать QIF = (k/l)R, где R = Я] -ь R2 +... + Rn, (3.27) (3.28) |