Телефон: +7 (383)-202-16-86

Статья опубликована в рамках: XX Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ» (Россия, г. Новосибирск, 15 мая 2014 г.)

Наука: Технические науки

Секция: Архитектура, Строительство

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Васильев И.И. ВОЗДУШНОЕ ОТОПЛЕНИЕ В УСЛОВИЯХ КРАЙНЕГО СЕВЕРА // Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ: сб. ст. по мат. XX междунар. студ. науч.-практ. конф. № 5(20). URL: http://sibac.info/archive/technic/5(20).pdf (дата обращения: 17.11.2019)
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
Диплом лауреата
отправлен участнику

ВОЗДУШНОЕ  ОТОПЛЕНИЕ  В  УСЛОВИЯХ  КРАЙНЕГО  СЕВЕРА

Васильев  Иннокентий  Иннокентьевич

Каменева  Кюннэй  Ивановна

студенты  4  курса,  Северо-Восточный  Федеральный  Университет,  РФ,  г.  Якутск

E -mail:  92ilolof@mail.ru

Конторусов  Сергей  Егорович

научный  руководитель,  канд.  техн.  наук,  доцент  кафедры  строительного  производства,  Северо-Восточный  Федеральный  Университет,  РФ,  г.  Якутск

 

Введение

В  XXI  веке,  энергосбережение  является  все  более  актуальной  проблемой  для  всех.  Во  всем  мире  уже  70  лет,  начиная  с  прошлого  века,  ведется  поиск  путей  уменьшения  энергопотребления.  Так  и  в  Республике  Саха  (Якутия),  где  климат  не  из  благоприятных  и  продолжительность  периода  с  отрицательной  температурой  составляет  от  6,5  до  9  месяцев  в  год,  будет  целесообразным,  заняться  проблемой  энергосбережения.

Задачами  этой  работы  являются:

·провести  теплотехнический  расчет,  рассчитать  теплопотери  и  расход  на  обогревание  инфильтрующегося  воздуха;

·сравнить  расходы  на  водяное  и  воздушное  отопление  в  жилом  здании  которое  будет  находится  в  г.  Якутске;

·в  качестве  наглядного  примера  подобрать  приборы  и  сделать  вывод; 

Воздухонагреватель

Воздухонагреватель  является  основой  системы  воздушного  отопления,  на  которую  можно  дополнительно  установить  системы  вентиляции,  кондиционирования,  увлажнения  электронной  и  ультрафиолетовой  очистки  воздуха.

Принципиальная  схема   работы  стандартного  воздухонагревателя  с  принудительной  вытяжкой  выглядит  следующим  образом:

 

Описание: furnace-replacement-parts-diagram

Рисунок  1.  Схема  работы  стандартного  воздухонагревателя  с  принудительной  затяжкой

 

Таблица  2.

Расход  газа  на  воздухонагреватель

Модель  G7XA

046-23А

061-24В

076-24В

092-35С

107-45D

Природный  газ

1,25  м³/ч

1,66  м³/ч

2,07  м³/ч

2,51  м³/ч

2,91  м³/ч

Сжиженный  газ

1,8  л/ч

2,4  л/ч

3,0  л/ч

3,6  л/ч

4,2  л/ч

 

Расчеты:

Исходные  данные:

1.  Месторасположение  исследуемого  здания:  г.  Якутск;

2.  Ориентировка  здания:  Восток

3.  Источник  теплоснабжения:  автономная  котельная

4.  Расчетная  температура  наружного  воздуха  наиболее  холодной  пятидневки  с  обеспеченностью  0.92:  -54  ºС

5.  Средняя  температура  отопительного  периода:  -20.6  ºС

6.  Продолжительность  отопительного  периода:  256  суток  [4,  c.  21].

1)Теплотехнический  расчет

Требуемое  сопротивление  теплопередаче: 

 

R 0тр  =в/∆tн*αв  2  *  ºС/Вт]  (1)

 

где  n  —  оправочный  коэффициент  на  расчетную  разность  температур,  зависит  от  положения  наружной  поверхности  ограждающей  конструкции  по  отношению  к  наружному  воздуху  (  n=1  по  СНиП  23-02-2003);

t в,tн  —  расчетные  температуры; 

tн  —  нормируемый  температурный  перепад(  для  пола  2  ºС,  для  потолка  3ºС,  для  стен  4ºС);

α в  —  коэффициент  тепловосприятия  внутренней  поверхности  ограждающей  конструкцииαв  =  8,7  (Вт/  м2*ºС);

1)

R 0тр  =  1*(22+54)/4*8,7=2,18  [м2  *  ºС/Вт]

R 0тр  =  1*(22+54)/3*8,7=2,91  [м2  *  ºС/Вт]

R 0тр  =  1*(22+54)/2*8,7=4,37  [м2  *  ºС/Вт]

2)  Расчет  градусо-суток  отопительного  периода:

ГСОП   =  (tв  –  tо.п)*zо.п  (2)

ГСОП   =  (22-20,6)*256  =  10905,6  (ºС*сут)

 

Методом  интерполяции  находим  R0ГСОП  :

R 0ГСОП  (Нар.  стена)  =  4,9+((5,6-4,9)/12000-10000)*(10905,6-10000)=5,21  [м2  *  ºС/Вт]

R 0ГСОП  (пол)=  7,2+((8,2-7,2)/12000-10000)*(10905,6-10000)=7,65  [м2  *  ºС/Вт]

R 0ГСОП  (потолок)=  6.4+((7,3-6,4)/12000-10000)*(10905,6-10000)=6,81  [м2  *  ºС/Вт]

R 0ГСОП  (окна/дверь)  =  0,75+((0,8-0,75)/12000-10000)*(10905,6-10000)=0,77  [м2  *  ºС/Вт]

 

3)  Rвыбираем  максимальное  из  R0тр  и  R0ГСОП

4)  К=1/  R0  (3)

 

Таблица  1.

Теплотехнический  расчет

Наименование  ограждающей  конструкции

R 0тр

2  *  ºС/Вт]

R 0ГСОП

2  *  ºС/Вт]

R 0

К=1/  R 0

Наружная  стена

2,18

5,21

5,21

0,19

Потолок

2,91

6,81

6,81

0,15

Пол

4,37

7,65

7,65

0,13

Окна

0,77

0,77

1,3

Наружная  дверь

0,77

0,77

1,3

 

2)  Расчет  теплопотерь  здания

Теплопотери  через  ограждающие  конструкции  помещений  складываются  из  теплопотерь  через  отдельные  ограждения  или  их  части:

 

Q огр=A*K*n*(  tв-tн)*(1+Σβ)  (4)

 

где:  A  —  расчеты  на  площадь;

К   —  коэффициент  теплопередачи  ограждению;

β   —  добавочные  потери  теплоты  в  долях  от  основных  потерь,  определяемые  ориентацией  здания;

β2  —  прочие  потери  =  0,05;

Расход  теплоты  на  нагревание  инфильтрующегося  воздуха  в  помещениях: 

 

Qu  =  0,28*L*P*c*(  t в-tн)*K  (5)

 

где:  L=3A  (3  —  удельный  нормативный  расход;  3м3/час  на  1  мжилых  помещений);

P   —  плотность  воздуха  (1,2  кг/  м3);

с   —  удельная  теплоемкость  воздуха  (1  кДж/кг*  ºС);

Бытовые  тепловыделения  в  жилых  помещениях:

 

Q быт  =  10А  (6)

 

где:  А  —  площадь  пола  жилого  помещения;

 

Описание: Описание: F:\SKMBT_C280130312162311.jpg

Рисунок  2.  Расчет  потерь  теплоты  1-го  этажа:  НС  —  наружная  стена;  ОК  —  окно;  НР  —  наружная  стена;  В  —  восток;  Ю  —  юг;  З  —  запад;  С  —  север

 

Описание: Описание: F:\SKMBT_C28013031216230.jpg

Рисунок  3.  Расчет  потерь  теплоты  2-го  этажа:  НС  —  наружная  стена;  ОК  —  окно;  НР  —  наружная  стена;  В  —  восток;  Ю  —  юг;  З  —  запад;  С  —  север

 

5)  Q  общ  =  Q1  этаж  Q2  этаж  =  7,7  (кВт)  (7)

Подбор  отопительных  приборов  и  расчет  расходов

Водяное  отопление:

1)  Котел  газовый  настенный  Ariston  clas  system  15  CF

2)  Мощность:  17  кВт

3)  Расход  природного  газа:  2,0  куб.  м/ч  [1]

4)  Расходы:

2,0  м/ч  *  24  ч  =  48  куб.  м.

48  куб.  м  *  365  дней  =  17520  куб.  м.  в  год

Стоимость  1  куб.  м.  газа  =  3,8  руб.

17520  *  3,8  =  66576  руб.  (затраты  на  один  год)

Воздушное  отопление:

1)  Воздухонагреватель  Nordyne,  печь  G7  061  80+  G7XA06-24B

2)  Мощность:  18  кВт

3)  Расход  природного  газа:  1,66  куб.  м/ч  [2],  [3]

4)  Расходы:

1,66  куб.  м/ч  *  24  ч.=  39,84  куб.  м.

39,84  куб.  м.  *  365  дней  =  14541,6  куб.  м.  в  год

Стоимость  1  куб.  м.  газа  =  3,8  руб.

14541,6  *  3,8  =  55258,08  руб.  (затраты  на  один  год)

Вывод

В  условиях  крайнего  Севера  используют  две  системы  отопления:  Воздушное  и  Водяное.

Каждая  имеет  свои  плюсы  и  минусы.  Теоретическое  сравнение  двух  вариантов  систем  отопления,  после  технических  расчетов  выявило  следующее: 

1.  расходы  на  эксплуатацию  воздушного  отопления  на  год,  меньше  на  11317,92  руб.,  чем  при  эксплуатации  водяного  отопления; 

2.  при  аварийной  обстановке  печи,  нет  опасности  замерзания  системы  отопления; 

3.  малые  потери  тепла,  так  как  воздух  из  помещения  после  смешивания  с  наружным  воздухом,  подается  обратно;

В  связи  с  выше  предложенными  достоинствами,  предлагаем  внедрить  проект  в  практику.  И  произвести  сравнение  вариантов  по  практическим  результатам  эксплуатации. 

 

Список  литературы:

1.Котлы  газовые  напольные  —  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://www.bautherm.ru/catalog/?tip_id=887&creater_id=933&model_id=2796

2.Прайс-лист  на  оборудования  —  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://www.gastech.ru/CENI/ALL_Price.htm

3.Современные  системы  отопления  с  газовыми  воздухонагревателями  —  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://ecothermo.ru/airheating.html

4.СНиП  23-101-  99*.  Строительная  климатология  /  Госстрой  России.  М:  ГУП  ЦПП.  2003.  —  114  с.

5.Тихомиров  К.В.,  Сергеенко  Э.С.  Теплотехника,  теплогазоснабжение  и  вентиляция:  Учеб.  для  вузов.  М.:  Стройиздат,  1991.  —  480  с. 

Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
Диплом лауреата
отправлен участнику

Оставить комментарий