Промышленная резка бетона: rezkabetona.su
На главную  Управление энергией 

Методика расчета теплового баланса энергоактивных зданий и их систем энергоснабжения

Для расчета теплового баланса энергоактивного дома необходимо решить несколько задач:

 

определить исходные данные, включающие в себя климатическую характеристику местонахождения здания и данные о внутренних условиях в помещении;

 

выбрать и рассчитать ограждающие конструкции здания (оконные и дверные проемы) на соответствие местным условиям; определить теплопотери и теплопоступления каждого помещения; проследить выполнение условий комфортности каждого помещения; выбрать оптимальную схему теплоснабжения здания; согласно выбранной схеме рассчитать элементы системы жизнеобеспечения человека, такие как: выбор оптимальной площади и характеристик коллекторного поля (для зданий использующих активную систему солнечного теплоснабжения); выбор емкости и типа аккумулятора тепла (для зданий использующих активную систему солнечного теплоснабжения); определение характеристик теплообменников в многоконтурной системе; выбор типа ветроэнергетической установки (для зданий использующих энергию ветра); определение теплопоступлений от дополнительных источников тепла (пассивных систем сбора солнечной радиации; печей, каминов, бойлеров находящихся в здании; людей и т. п.); определить тип привода и характеристики теплонасосной установки (если она имеется); гидравлический или аэродинамический расчет систем отопления, соответственно для схем энергоснабжения с жидкостным и воздушным теплоносителем; расчет площадей нагревательных приборов, размещаемых в помещении.
Существующие методы расчета теплового баланса в целом и элементов конструкций, их достоинства и недостатки

 

Расчет потерь тепла на инфильтрацию наружного воздуха

 

В настоящее время в мире есть несколько методик расчета инфильтрационных потерь тепла. Это метод расчета инфильтрации наружного воздуха под действием ветрового давления, метод расчета с фактической длины и ширины щелей, метод расчета инфильтрации по воздухообмену, метод расчета инфильтрации, обусловленной тепловым давлением.

 

Ветер оказывает давление на одну или две стороны здания. В результате некоторое количество воздуха проникает в здание через щели и другие неплотности в ограждающих конструкциях с наветренной стороны и такое же количество воздуха вытесняется из здания через неплотности с подветренной стороны. Обычно сопротивление, оказываемое перемещению воздуха, одинаково с наветренной и подветренной стороны. В связи с этим внутри здания создается дополнительное сопротивление инфильтрации и поступление воздуха в помещение снижается по сравнению с данными, полученными при лабораторных испытаниях. Определение количества инфильтрующегося наружного воздуха через стены, по данному способу расчета, сводится к поиску данных об ограждающих конструкциях в таблицах (полученных по экспериментальным данным) в зависимости от скорости ветра. Несомненное достоинство данного способа расчета - в его простоте, имея достаточно объемный список возможных конструкций и климатические данные о месте эксплуатации здания, можно оперативно подсчитывать количество инфильтрирующегося воздуха. К недостаткам способа относится, в основном, трудность, а в условиях отсутствия лабораторного оборудования – невозможность, пополнять или обновлять данные по конструкциям ограждений, и отсутствие данных об изменении скорости ветра, как функции высоты здания. В нормативном методе расчета инфильтрации наружного воздуха, принятым в Российской Федерации, количество воздуха поступающего в помещение через наружные стены, покрытия, ворота, двери и открытые проемы определяется по формуле:

 

где D p – разность давления на наружной и внутренней поверхностях ограждающей конструкции; k – показатель степени, варьирующийся для различных конструкций ограждений; Rи – сопротивление воздухопроницанию ограждений.

 

Вычисления по данному способу дают наиболее точные результаты, связанные, однако, с проведением большого количества расчетов, кроме этого сравнение данных полученных экспериментальным путем с расчетными показало занижение расчетных значений количества инфильтрирующегося воздуха по сравнению с экспериментальными. Анализ данных показал недостаточный учет увеличения скорости ветра в зависимости от высоты рассматриваемого ограждения.

 

При расчете инфильтрации через щели используют коэффициенты инфильтрации. Эти коэффициенты для различных типов ограждений определены экспериментальным путем и учитывают фактическую ширину щелей и зазоров. Кроме того, учитываются длина щелей и v ветра. Метод применяется для расчетов инфильтрации через дверные и оконные проемы и дает весьма точные результаты, если ширина щелей и зазоров определена достаточно точно. Применение этого метода ограничено использованием на уже существующих зданиях и, кроме того связано с большой трудоемкостью и продолжительностью во времени работы по измерению длины и ширины зазоров. Если в зоне действия норм ASHRAE, при проектировании здания можно жестко нормировать величину зазоров дверных и оконных проемов, то в условиях Российской Федерации на практике это выглядит невозможным.

 

Интенсивность инфильтрации можно определить по кратности воздухообмена, установив, во сколько раз в течение часа обновляется воздух в объеме данного помещения. Кратность воздухообмена зависит от типа, назначения и расположения помещения. В тех случаях, когда точно измерить или загодя определить ширину щелей и зазоров в окнах не представляется возможным (или не удается учесть, как будет происходить инфильтрация), применение метода расчета инфильтрации по кратности воздухообмена целесообразно. Общая инфильтрация для всего дома должна составлять половину суммарной инфильтрации, подсчитанной для каждого отдельного помещения, так как примерно такое же количество воздуха, которое проникает в здание с наветренной стороны, уходит из здания с подветренной стороны. В зданиях промышленного и общественного назначения расчет инфильтрации по кратности воздухообмена рек. только для вестибюлей и приемных залов, так как главный ист. инфильтрации в таких зданиях – световые проемы, которые могут быть самых различных типов и величины.

 

Инфильтрация, обусловленная тепловым давлением, вызывает поступление воздуха в здание через отверстия и неплотности в нижней части ограждающих конструкций и выход его наружу через отверстия и неплотности в верхней их части. Это имеет место при действующей системе отопления здания. При искусственном охлаждении помещений движение воздуха происходит в обратном направлении. Такой воздухообмен имеет особенно большое значение для высоких одноэтажных зданий с отверстиями, близко расположенными к уровню земли и к потолку. В многоэтажных зданиях также следует учитывать этот воздухообмен, поскольку междуэтажные перекрытия в таких зданиях являются практически воздухопроницаемыми. Следует отметить, что инфильтрация под влиянием теплового давления может достигать значительных размеров и в одноэтажных зданиях, имеющих подвалы и чердаки. Движение воздуха через здание под воздействием теплового давления представляет весьма сложное явление (за исключением случая одноэтажных строений без подвала или чердака). Движение воздуха вызывает образование зоны отрицательного давления в нижней части здания и поступление через нее внутрь здания потока наружного воздуха. Если проемы и отверстия в стенах размещены равномерно по длине здания, то примерно посередине его высоты располагается нейтральная зона, где внутреннее давление равно наружному. На уровне нейтральной зоны тепловое давление не будет вызывать инфильтрацию воздуха через наружные стены. Инфильтрацию, вызываемую тепловым давлением, рассчитывают с учетом длины и ширины щелей в наружных ограждениях так же, как это делается при расчете инфильтрации, вызываемой ветровым давлением. При расчете инфильтрации указанным методом расчетную величину теплового давления заменяют эквивалентной скоростью ветра. Инфильтрация, вызванная тепловым давлением, определяется как произведение половины суммарной длины щелей на величину инфильтрации, соответствующую эквивалентной скорости ветра. Эта v вычисляется по уравнению, полученному из соотношений м. скоростью, давлением плотностью и температурой:

 

где Ve – эквивалентная v ветра, соответствующая температурному перепаду (ti-t ; h – высота помещения; ti – температура внутри помещения; t0 – температура наружного воздуха; В – коэффициент, зависящий от воздухопроницаемости перекрытия над подвалом и чердачного перекрытия, и от числа этажей в здании. В отношении этого метода справедливыми являются выводы сделанные для метода расчета инфильтрации через щели и зазоры в ограждающих конструкциях.
Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

 

Для теплотехнического расчета повсеместно применяется нормативный метод, основанный на определении термических сопротивлений отдельных слоев ограждения, с последующим определением различных его характеристик (коэффициента теплопередачи, удельного теплового потока, температур поверхностей и т. д.) и выполнением ряда проверок на соответствие данной ограждающей конструкции данным условиям.
Выполнение условий комфортности

 

Сформированных, к настоящему времени, требований предъявляемых к условиям пребывания человека в помещении – достаточно много, но среди них ярко выделяются два – требования к условиям комфортности, применяемые в Российской Федерации и ряде других стран и требования Института строительных служб (CIBS), Англия, применяемые в Западной Европе. Остальные методы отличаются от них незначительными и непринципиальными дополнениями или упрощениями.
Нормативный метод применяемый в России основывается на вычислении двух условий комфортности:
Первое условие комфортности температурной обстановки определяет такую область сочетаний tв (температуры внутреннего воздуха) и tR (радиационной температуры помещения – осредненной температурой его ограждающих поверхностей), при которых человек, находясь в центре рабочей зоны, не испытывает ни перегрева, ни переохлаждения; Второе условие комфортности определяет допустимые температуры нагретых и охлажденных поверхностей при нахождении человека в непосредственной близости от них.

 

Выполнение первого условия комфортности проверяется используя график зон комфортных сочетаний tв и tR в помещениях различного назначения. При проверке выполнения второго условия комфортности вычисляются максимально и минимально возможные температуры ограждающих конструкций: и , где j - k облученности от поверхности элементарной площадки на голове человека в сторону нагретой или охлажденной поверхности.

 

Определение комфортности пребывания человека в помещении по методу CIBS, связано с учетом несоизмеримо большего учета факторов, влияющих на самочувствие человека в помещении.
Эти факторы могут быть разделены на три группы:
компоненты, являющиеся функцией одежды (Iкло и fкло), которые характеризуют изолирующие свойства одежды и долю поверхности тела, покрытого одеждой; компоненты, являющиеся функцией деятельности (M/ADU, h , u ), т. е. уровня активности, механической эфф. деятельности и скорости движения воздуха; компоненты, являющимися функциями свойств окружающей среды (tв, рв, u , tр), т. е. температуры внутреннего воздуха, влажности, скорости движения воздуха, средней радиационной температуре окружающей среды.

 

Эта группа факторов определяет условия, в которых создается оптимальная комфортная обстановка:

 

К недостаткам нормативного метода относится, в первую очередь, его недостаточная зависимость от факторов окружающей среды, но это приводит к значительному расширению области применения данного способа расчета комфортности, в случае недостатка исходной информации. Определение зоны комфорта по первому условию комфортности связано с большой вероятностью получения ошибочной информации, т. к. данные зоны выделены, только для холодного и теплого периодов, исключая переходные периоды. Применение нормативного способа расчета комфортности наряду с натурными исследованиями в регионах с низкими температурами наружного воздуха, в холодный период выявило, что теоретической комфортности, люди, находящееся в помещении, могли испытывать некоторый дискомфорт, что снижает достоверность результатов расчета. При определении коэффициента облученности приходится оперировать значительным количеством диаграмм, выражающим зависимость коэффициента облученности от геометрических характеристик помещения, замедляя и внося погрешности в цикл расчета. Касаясь особенностей метода CIBS, следует отметить его безусловную перегруженность исходной информацией и сложность расчетов. Областью применения метода CIBS в жилых зданиях следует считать помещения, отличающиеся узкой направленностью, и малой вероятностью перепланировки и смены назначения (библиотеки, оранжереи, мастерские и т. д.)

 

Выбор оптимальной площади и характеристик коллекторного поля (для зданий использующих активную систему солнечного теплоснабжения);

 

При проектировании гелиотопливных систем теплоснабжения необходимо исходить из того, что экономически целесообразно покрывать за счет солнечной энергии лишь определенную долю тепловой нагрузки отопления и горячего водоснабжения, а остальную часть тепловой нагрузки должен обеспечивать дополнительный ист. энергии.

 

Долю полной месячной тепловой нагрузки f, обеспечиваемой за счет солнечной энергии, можно определить рассчитав безразмерные комплексы X и Y для рассматриваемого коллектора и данных месячной тепловой нагрузки:

 

где А – площадь солнечного коллектора, м2; F’R – эффективный k отвода тепла, учитывающий влияние теплообменника; UL – полный k тепловых потерь коллектора, Вт/(м2К); D t – число секунд в месяце; Tref – базисная температура, ° С; - среднемесячная температура наружного воздуха, ° С; L – полная месячная тепловая нагрузка, Дж; - среднемесячный дневной приход суммарной солнечной радиации на наклонную поверхность коллектора, Дж/м2; N – число дней в месяце; - среднемесячная приведенная поглощательная способность; X – отношение месячных тепловых потерь коллектора при базисной температуре к полной месячной тепловой нагрузке; Y – отношение количества энергии, поглощаемой пластиной коллектора в течение месяца, к полной тепловой нагрузке. А затем определить собственно f, для систем с жидкостным и воздушным теплоносителем соответственно:

 

В методе, используемом для аналогичных целей в странах бывшего СССР, f определяется по следующей формуле:

 

где - месячная величина тепловой нагрузки, обеспечиваемой дополнительным источником энергии, ГДж/месяц; - месячная величина тепловой нагрузки, ГДж/месяц.

 

Сравнение двух способов расчета коэффициента замещения показало большую достоверность данных, полученных по первому способу расчета (Данные расчетов сравнивались с данными натурных измерений солнечного коллектора, изготовленного на кафедре “Теплогазоснабжения, вентиляции и охраны воздушного бассейна” в рамках проводимого исследования). Все рассмотренные методы оптимизационных расчетов не учитывали климатические особенности Восточной Сибири, в частности, низкие температуры наружного воздуха, вызывающие усиленные теплопотери солнечного коллектора.
Расчет прихода солнечной радиации

 

Метод расчета средних для каждого месяца дневных приходов радиации на наклонную поверхность, разработанный Лю и Джорданом [43] и принят в Российской Федерации как нормативный. Среднемесячный дневной приход суммарной солнечной радиации на горизонтальную поверхность Нт равен:

 

где - среднемесячный дневной приход радиации на горизонтальную поверхность; - отношение среднемесячных дневных приходов суммарной радиации на наклонную и горизонтальную поверхности:

 

где - среднемесячный дневной приход диффузной радиации на горизонтальную поверхность; - отношение среднемесячных приходов прямой радиации на наклонную и горизонтальную поверхность; s – угол наклона коллектора к горизонту; r - отражательная способность земли.

 

В “Справочнике по основным вопросам” ASHRAE (197 предложен следующий метод расчета поступающей солнечной радиации:

 

где It – общая солнечная радиация, Вт/м2, на облучаемой поверхности; ID=KIDn – прямая солнечная радиация, Вт/м2, на облучаемой поверхности; IDn – прямая солнечная радиация для поверхности, нормально расположенной к солнечным лучам, Вт/м2, облучаемой поверхности; Id – рассеянная солнечная радиация, Вт/м2, облучаемой поверхности; К – косинус угла падения солнечных лучей.

 

“Справочник по климату СССР” рекомендует для расчетов интенсивности потока падающей солнечной радиации использовать следующий метод:

 

где Is – плотность потока прямой солнечной радиации, падающей на горизонтальную поверхность, Вт/м2; ID – плотность потока диффузной солнечной радиации, падающей на горизонтальную поверхность, Вт/м2; PS, PD – коэффициенты положения солнечного коллектора для прямой и рассеянной радиации соответственно. Коэффициенты положения коллектора определяют по формулам:

 

где b - угол наклона солнечного коллектора к горизонту; i – угол падения солнечных лучей на поверхность коллектора; h – угол высоты солнца над горизонтом.

 

Кроме приведенных здесь трех способов расчета прихода солнечной радиации, есть довольно большое количество их модификаций. Они базируются, в основном, на различном подходе к исходным данным. Так, в одних из них за базисные, принимаются среднемесячные суммы прихода прямой и рассеянной радиации, в других – значения поступившей радиации вычисляют путем сложения средних часовых значений в каждый день месяца.

 

Все способы расчета дают примерно равнозначные результаты. Более точные результаты дают методы с почасовым расчетом сумм радиации, однако, вследствие нестабильности поступления солнечной энергии, точности методов расчета прихода солнечной радиации с использованием среднемесячных значений вполне достаточно для практических расчетов.
Расчет солнечных коллекторов

 

Для испытаний солнечных коллекторов часто используют методику Национального бюро стандартов США [42]. Полезная энергия отводимая из коллектора, Вт, определяется выражением

 

где FR - k отвода тепла из коллектора; А – площадь коллектора, м2; IT - плотность потока суммарной солнечной радиации в плоскости коллектора, Вт/м2; t - пропускательная способность прозрачных покрытий по отношению к солнечному излучению; a - поглощательная способность пластины коллектора по отношению к солнечному излучению; UL – полный k тепловых потерь коллектора, Вт/(м2К); Ti – температура жидкости на входе в коллектор, ° С; Та – температура окружающей среды, ° С;

 

По результатам испытаний определяется эффективность коллектора

 

Б. Андерсон [26] определяет мощность солнечного излучения На, достигающего теплоприемника в солнечном коллекторе как

 

где I – общее количество солнечной энергии, попадающей на солнечный коллектор, Вт/м2; t - величина пропускательной способности прозрачных покрытий; a - величина поглощательной способности теплоприемника.

 

Удельная мощность солнечного водонагревателя может быть определена по формуле, полученной на основе данных работы [44]:

 

где q – удельный расход теплоносителя, кг/м2с; ср – изобарная теплоемкость теплоносителя, Дж/(кгК); Is – плотность потока прямой солнечной радиации, Вт/м2; ID – плотность потока диффузной солнечной радиации, Вт/м2; Твх – температура теплоносителя на входе в солнечный коллектор, ° С; Т0 – температура окружающей среды, ° С; U – приведенный k теплопередачи солнечного коллектора, Вт/м2К; ; PS, PD – коэффициенты положения солнечного коллектора для прямой и рассеянной радиации соответственно; q s, q D – приведенные оптические характеристики солнечного водонагревателя соответственно для прямой и диффузной радиации. Величина В в формуле (3.1 определяется зависимостью

 

В нормативном методе расчета плоских коллекторов солнечной энергии их мгновенный КПД определяется по формуле:

 

где Кк – эффективный k теплопотерь коллектора, Вт/(м2К); Тв – температура наружного воздуха, ° С; h 0 – эффективный оптический КПД солнечного коллектора; Ттн – температура теплоносителя при входе в солнечный коллектор, ° С; Iк – плотность суммарного потока солнечной радиации, поступающей на поверхность коллектора солнечной энергии, Вт/м2;

 

Мгновенное количество полезной энергии, даваемой коллектором, Вт, равно:

 

где FK – площадь поверхности солнечного коллектора, м2; Iк – плотность суммарного потока солнечной радиации, поступающей на поверхность коллектора солнечной энергии, Вт/м2; h 0 – эффективный оптический КПД солнечного коллектора; Кк – эффективный k теплопотерь коллектора, Вт/(м2К); Ттн – температура теплоносителя при входе в солнечный коллектор, ° С; Тв – температура наружного воздуха, ° С; mK – удельный массовый расход теплоносителя в солнечном коллекторе, кг/(м2с); ср – удельная изобарная теплоемкость теплоносителя, Дж/(кгК).

 

Среднемесячная удельная суточная производительность плоского солнечного коллектора, МДж/(м2день)

 

где Ек – среднемесячное поступление солнечной энергии на поверхность гелиоприемника за день, МДж/(м2день); - среднемесячная величина степени использования солнечной энергии в плоском солнечном коллекторе.

 

Анализ расчета характеристик коллектора приведенными способами показал как и их аналогичность (различия касаются принятия в качестве исходных данных различных конструктивных элементов солнечного коллектора), так и ограниченность их применения в условиях Восточной Сибири, в частности натурные испытания коллектора показали его значительно меньшее восприятие рассеянной солнечной радиации, чем в приведенных методах. Для применения метода в местных климатических условиях необходима его адаптация.
Расчет теплообменников и баков-аккумуляторов

 

В системах солнечного теплоснабжения применяют как проточные, так и емкостные теплообменники.

 

Расчет теплообменников, включенных в установки солнечного теплоснабжения, выполняют по известным зависимостям, в т. ч. по выражениям, определяющих понятие эфф. теплообменника (e -NTU метод):

 

где e то – эффективность теплообменника; WТ, WВ – водяные эквиваленты расходов теплоносителя и воды; R=Wmin/Wmax – отношение минимального и максимального из двух водяных эквивалентов расходов теплоносителя и подогреваемой среды, проходящих через теплообменник; NTU – число единиц переноса тепла (T – температура,U – приведенный k теплопередачи): , где k – k теплопередачи, Вт/м2К; FTO – площадь поверхности нагрева, м2; Тг.в. , Тх.в. – температуры горячей и холодной воды.

 

Трудность расчета теплообменников при проектировании установок солнечного теплоснабжения связана с тем, что они работают при переменных температурах, а часто и непостоянных расходах теплоносителей. Поэтому для практических расчетах можно использовать упрощенные зависимости для определения необходимых площадей теплообмена

 

где Gcp – количество воды, нагреваемой за период работы установки, кг; t - продолжительность суточного цикла работы установки, ч; D Т – средний температурный напор в теплообменнике, ° С; k – k теплопередачи, Вт/(м2К).

 

Тепловой расчет баков-аккумкляторов выполняют по балансовым уравнениям, которые в общем виде имеют вид

 

где t - теплопотери, Вт/К;
Расчет пассивных систем

 

При конструировании пассивных систем солнечного теплоснабжения важно правильно выбрать расстояния м. теплоприемным экраном и стеклом, и м. экраном и стеной. Эти расстояния примерно равны и могут быть выбраны на основании уравнений пограничного слоя для естественной конвекции. Наиболее устойчивые результаты дают следующие зависимости:

 

для ламинарного режима

 

где Н – высота теплоприемного экрана, м; Nu – число Нуссельта;

 

для турбулентного режима

 

Высота теплоприемника в значительной степени влияет на его производительность. Определить наиболее рациональную высоту можно из условия

 

где a F – k теплообмена на поверхности теплоприемного экрана, Вт/(м2К); FX – площадь теплоприемного экрана на 1 м ширины, м2; m – массовый расход теплоносителя в межстекольном пространстве на 1 м ширины теплоприемника, кг/ч;

 

Площадь живого сечения входных и выходных каналов определяют из уравнения

 

где - суммарный массовый расход воздуха в межстекольном пространстве теплоприемника, кг/ч; r - средняя плотность воздуха в прослойке, кг/м3; S x - сумма местных сопротивлений.

 

Выбор типа ветроэнергетической установки (для зданий использующих энергию ветра);

 

Ветровой поток, проходящий через сечение площадью F со скоростью u , имеющий мощность

 

и удельную мощность

 

где r - плотность воздуха, r u 2/2 – кинетическая энергия.

 

Энергия ветра, отнесенная к единице площади земной поверхности, может быть определена по формуле

 

где D t – время, ч; Руд – удельная мощность ветра на единицу площади, Вт/м2.

 

Энергия ветра изменяется под влиянием множественных факторов, к числу которых относятся колебания плотности атмосферы в зависимости от температуры и высоты над уровнем моря, шероховатости подстилающей поверхности и т. д. Кроме того, на результаты определения энергии ветра существенно влияет точность отчета показаний приборов, тип и расположение анемометра, репрезентативность условий площадки, выбранной для скорости измерения ветра. Следует отметить, что неточность в оценке скоростей ветра на 1,0 - 1,2 м/с для диапазона скоростей 3-6 м/с может привести к ошибке в оценке энергии ветра, достигающей 100% и более.
Разработка ПВК “Элементы систем жизнеобеспечения человека”, реализующего разработанную методику

 

Для автоматизации вычислений, в цикле работы, возникла необходимость создать информационно-вычислительный комплекс для расчета элементов систем жизнеобеспечения человека, в том числе с использованием нетрадиционных источников энергии. Проектирование систем, обеспечивающих требуемые условия микроклимата, связано с рассмотрением нескольких вариантов решений, требующих многочисленных трудоемких расчетов воздушно-теплового режима зданий. Сложная задача определения оптимальной совокупности различных отопительно-вентиляционных и конструктивно-планировочных решений наиболее полно и быстро может быть решена с помощью ЭВМ. В настоящее время составлено большое количество программ, использующихся для расчетов отдельных элементов систем жизнеобеспечения. Применение ЭВМ позволяет ставить и решать задачи расчета воздушно-теплового режима зданий, не прибегая ко многим упрощениям и допущениям, освобождает человека от громоздких и трудоемких вычислений, дает принцип. возможность сосредоточится на творческой стороне вопросов.

 

Большой интерес при расчете экономичности энергии за счет использования солнечной энергии представляет применение ЭВМ для моделирования влияния различных расчетных параметров. Сложная природа постоянно меняющейся погоды наряду с увеличением сложности систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в зданиях заставила обратиться к разработке программ для ЭВМ в области циклов моделирования.

 

Программы и программные комплексы, разработанные за рубежом являются хорошим инструментом для расчета различных систем отопления, вентиляции и кондиционирования, в том числе и с использованием нетрадиционных источников энергии. но их необоснованно высокая стоимость, практически полная непринцип. возможность локализации и отсутствие учета разработчиками местных специфических условий резко ограничивают их применимость в России.

 

Отечественные программы отличаются от зарубежных тем, что решают узкие специализированные задачи, такие как выполнение расчетов отдельных компонентов систем жизнеобеспечения, справочные системы, различные АРМ и графические редакторы. В то же время отсутствие программного комплекса, объединяющим эти возможности снижает творческие возможности, как проектировщиков, так и инженеров, занимающихся эксплуатацией систем жизнеобеспечения, вынуждая их пользоваться либо большим количеством разноплановых программ, либо вовсе возвращаться к ручному счету. Вследствие этого давно назрела необходимость создать информационно-вычислительный комплекс для расчета элементов систем жизнеобеспечения лишенный этих недостатков.
Комплекс:
обладающий обширными базами данных по всему спектру задач решаемых при отоплении, вентиляции и кондиционировании жилых зданий; имеющий сквозные данные во всей последовательной цепочке задач; легкий и удобный в освоении и работе; позволяющий проводить различные расчеты и исследования в данной области; имеющий хорошие графические возможности; настраиваемый пользователем согласно специфике его работы.

 

ПВК представляет пакет взаимосвязанных программ, имеющие сквозные исходные и выходные данные, общую диспетчеризацию. Все программы составлены с использованием языка программирования Borland Delphi версий 3, 3.01 и 4 , имеют 32-разрядную структуру и работают в среде операционной системы Windows’ 9х. Базы данных, используемые ПВК, созданы в формате Paradox 7 и работают, используя пакет Borland Database Engine.Каждая из программ, составляющих ПВК, отвечает за конкретную задачу.
Общие принципы ПВК заключаются в следующем:

 

Сформирована информационная база данных составляющих элементов энергетического баланса зданий, которая включает: климатические данные населенных пунктов; теплотехнические данные строительных материалов; парциальные давления водяного пара; месячные суммы радиации, альбедо и продолжительность солнечного сияния; характеристики теплоносителей плоских солнечных коллекторов и баков-аккумуляторов; технические характеристики оборудования, применяемого в системах жизнеобеспечения человека. База данных может служить непосредственным поставщиком информации, используемой в качестве справочного материала для специалистов или в качестве исходных данных для моделей, выполняющих самостоятельные расчеты и физически с ней не связанных. Приложениями к базе данных служат модели, жестко привязанные к ней, поскольку черпают из нее информацию для своей работы. Они предназначены для определения: характеристик ограждающих конструкций зданий и сооружений; количества воздуха инфильтрирующегося через стеклянные заполнения окон и балконных дверей; теплопотерь жилой комнаты; числа секций радиатора системы отопления; воздухообмена помещения с недостатками теплоты; естественного воздухообмена помещения с избытками теплоты; воздухообмена помещения с мизерными избытками теплоты; количества и характеристик воздухонагревателей; характеристик камеры орошения при политропическом цикле кондиционирования воздуха; характеристик воздушных фильтров; данных аэродинамического расчета вытяжного воздуховода систем вентиляции и кондиционирования воздуха; данных аэродинамического расчета приточного воздуховода систем вентиляции и кондиционирования воздуха; характеристик плоского солнечного коллектора; коэффициента замещения систем солнечного теплоснабжения (f-метод); Кроме модельного обеспечения ПВК включает в себя сервисные программы позволяющие максимально оптимизировать работу с комплексом: программа графического проектирования; программа управления базами данных;

 

общая идеология программно-вычислительного комплекса заключается в увязке информационных потоков, отражающих сущ- щее состояние энергетического баланса здания и предложения по его оптимизации.
Расчетные исследования схем энергоснабжения систем жизнеобеспечения человека для индивидуальных жилых домов выбранной конструкции

 

Задачи расчетных исследований

 

Задачами расчетных исследований является оценка возможностей применения различных видов нетрадиционных источников энергии в Восточной Сибири; оценка термодинамической эфф. различных схем энергоснабжения зданий с эффективным использованием энергии и конструкций этих зданий. На основе результатов исследований можно будет выработать рекомендации по вопросу использования нетрадиционных источников энергии и технологий энергосбережения применительно к условиям Сибири и в частности Прибайкалья.

 

Заключение

 

Использование нетрадиционных источников энергии в Иркутской области имеет хорошую перспективу. В первую очередь, это использование солнечной энергии для теплоснабжения зданий, путем преобразования солнечной энергии в тепловую.

 

В случае наличия централизованного теплоснабжения можно рекомендовать к использованию элементы систем жизнеобеспечения человека, позволяющие, в основном, экономить энергию, чем получать ее за счет возобновляемых источников энергии. Это вызвано, в случае использования активных систем сбора солнечной энергии, с большими приведенными затратами на их устройство.

 

Источник:http://homepages.irk.ru/tgv/Otchet2.htm

 



Моделирование зданий и перфоманс-контракты. Новая страница 2. 1 номера бюллетеня по возобновляемой энергии. Нетрадиционная возобновляемая энергетика.

На главную  Управление энергией 





0.0062
 
Яндекс.Метрика