Рис.13 Теплофизические характеристики зарадиаторных участков наружных стен до установки отражающих экранов
Рис.14 Теплофизические характеристики зарадиаторных участков наружных стен после установки отражающих экранов
Как показывают проведенные расчеты, установив теплоотражающий экран (рис.15) за радиатор отопления, можно повысить термическое сопротивление на 7,23-9,57 % на участке стены расположенной за радиатором, а расчету по определению теплопотерь для данного помещения показывают уменьшение теплопотерь на 4,58%.
Рис.15 Схема устройства зарадиаторного экрана
Использованный нами отражающий материал ПЕНОФОЛ - представляет собой комбинированный материал. Это слой вспененного полиэтилена, с одной или двух сторон покрытый алюминиевой фольгой высокого качества.
Изолирующий материал | Пенофол |
Коэффициент теплового отражения поверхности % | до 97 |
Сопротивление теплопередаче R при установке с двумя воздушными прослойками м2°С/Вт | 1 - 1,3 |
Удельная теплоемкость кДж/(кг °С) | 1,95 |
Коэффициент теплопроводности без учета теплоотражения Вт/м °С | 0,045 - 0,049 |
Капитальные затраты мероприятия, равные затратам на материал, составят:
Средняя стоимость материала, руб. | 150,0 |
Количество материала, м2 | 263 |
Теплопотери до установки экранов, Вт | 507774 |
Общая сумма капитальных затрат, руб | 39450 |
Ожидаемая экономия тепловой энергии :
Теплопотери до установки экранов, Вт | Теплопотери после установки экранов, Вт | Ожидаемая экономия, Вт |
507774 | 494673 | 13101 |
100,00% | 97,42% | 2,58% |
1Вт за 171 сутки отопительного периода=171*24Вт*час=4104 Вт*час
ΔGв =13101*4104*0,860 Ккал= 46261810.32 Ккал=46 Гкал (16)
Снижение затрат на теплоснабжение:
В= ΔGв·Тв = 46 ·1035,36 = 47626,56 руб/год (17)
где Тв = 1035,36 руб/Гкал – тариф за теплоснабжение за 2011 год с учетом НДС.
Срок окупаемости:
РВ = Io / B = 39450 / 47626,56 = 0,828 года. (18)
Общие капитальные затраты: 39450 руб.
Общая экономия в натуральном выражении: 46 Гкал
Общая финансовая экономия: 47626,56 руб/год
Общий срок окупаемости: 0,828 года.
Теплотехнические возможности любой системы водяного отопления во многом определяются отопительным (нагревательным) прибором. Тепловой поток от теплоносителя передается в помещение через стенку именно отопительного прибора. Коэффициент теплопередачи стенки прибора зависит от многих факторов, которые разделяют на основные и второстепенные. Среди второстепенных факторов всегда называют окраску приборов. При этом среди этих качественных оценок приводятся данные, что окраска прибора может повысить теплопередачу отопительного прибора.
Лучистый теплообмен происходит между поверхностями, обращенными в помещение, наружными поверхностями различных зданий, поверхностями земли и неба. Важен лучистый теплообмен между внутренними поверхностями ограждений помещения и поверхностью отопительного прибора. Во всех этих случаях лучепрозрачной средой, пропускающей тепловые волны, является воздух.
Каждая поверхность тела в зависимости от своей температуры излучает энергию в виде волн различной длины. Видимые световые лучи имеют длину волны от 0,4 до 0,8 мк, а инфракрасные - тепловые - от 0,8 до 800 мк. Это излучение называется собственным. В соответствии с законом Планка при значениях температуры, имеющих место в помещениях, подавляющая часть энергии излучается в узком диапазоне длин волн, поэтому собственное излучение поверхностей в помещениях может считаться монохроматическим.
Если на поверхность падает лучистая энергия, то, как известно, часть ее поглощается телом, повышая его температуру, часть отражается, а если это лучепрозрачное тело, то часть падающей энергии пропускается сквозь него. Тело, которое поглощает всю падающую на него лучистую энергию, называется абсолютно черным; то, которое частично отражает лучистый поток, - серым; то, которое отражает всю падающую лучистую энергию, - абсолютно белым; тело, пропускающее всю энергию через себя, - абсолютно прозрачным.
Собственное излучение поверхности абсолютно черного тела q, Вт/м2, по закону Стефана-Больцмана пропорционально четвертой степени абсолютной температуры тела:
(19)
где Со - коэффициент излучения абсолютно черного тела; Со = 5,67 Вт/(м2·К4);
Т - температура излучающей поверхности по шкале абсолютных температур, К.
Это означает, что интенсивность излучения резко возрастает с повышением температуры поверхности тела.
При появлении дополнительного слоя на поверхности отопительного прибора толщиной d, м, его удельное термическое сопротивление составит:
(20)
Где
λ - коэффициент теплопроводности окрасочного слоя, Вт/(м*К).
Данный параметр Rок должен способствовать некоторому снижению температуры наружной поверхности прибора, tн.
Но наиболее важный фактор, как отмечалось выше, - термическое сопротивление внешнему теплообмену, Rn, которое можно определить как:
где λn - общий коэффициент теплообмена на наружной поверхности отопительного прибора, характеризующий плотность теплового потока при разности температуры tн-tв=1 °С.
(21)
Коэффициент теплообмена слагается из коэффициентов лучистого, конвективного, теплообмена и теплопроводности слоя воздуха в помещении.
Коэффициент конвективного теплообмена зависит от разности температур, в данном случае между температурой поверхности стенки отопительного прибора и температурой воздуха в помещении.
Следовательно, чем выше температура поверхности отопительного прибора, тем выше коэффициент конвективного теплообмена.
Коэффициент лучистого теплообмена выражает плотность излучения с поверхности отопительного прибора с температурой через лучепрозрачную среду (воздух) с температурой tв:
(22)
где Спр - приведенный коэффициент излучения теплообменивающих поверхностей, Вт/(м2.К4);
Tн, Tв – абсолютная температура теплообменных поверхностей, К;
k – температурный коэффициент;
Рассмотрим окраску радиатора лаком черным матовым и лаком белым с коэффициентами излучения соответственно 1,163-0,872.
Приведенный коэффициент излучения определяется как:
(23)
Где с1, с2, с0 – соответственно коэффициенты излучения материала (краски) поверхности отопительного прибора, поверхности строительных материалов помещения, который принимаем 4,96Вт/(м2К4), абсолютно черного цвета 5, 53 Вт/(м2К4). Тогда
(24)
(25)
Где 
- степень черноты серого цвета (относительный коэффициент излучения)
Для белого лака получаем Спр=4,35 Вт/м2К4, а для черного лака Спр=4,76 Вт/м2К4..
Для белого и черного лака коэффициенты лучистого теплообмена соответственно равны 4,35Вт/м2К4 и 4,76 Вт/м2К4
Термического сопротивления слоя лака разных цветов очевидно будет совпадать, в отличиее от общего термического сопротивления прибора, на которое оказывает влияние коэффициент лучистого теплообмена ( 4,76 Вт/м2К – для черного, 4,35 Вт/м2К – для белого цвета). Чем выше излучательная способность краски тем выше теплоотдача отопительного прибора
Окраску отопительных приборов следует производить по хорошо очищенной металлической поверхности с толщиной слоя краски не более 1-2 мм. Учитывая, что тип краски может достаточно сильно изменять коэффициент теплопередачи (до 20%), необходимо создание специальных эмалей для окраски отопительных приборов. Данные материалы должны быть сертифицированы по теплопроводности, Вт/(м. К), и по приведенному коэффициенту излучения теплообменивающихся поверхностей, Вт/(м2.К4). Причем на упаковке данной краски должно быть указание на возможность ее использования для окраски отопительных приборов.
5. Выводы.
1. Проведено тепловизионное обследование здания школы. Получены термограммы южного, северного, западного и восточного фасадов школы.
2. Создана компьютерная модель здания школы в среде объектно-ориентированной САПР AllPlan по техническому паспорту БТИ. Рассчитаны площади ограждающих конструкций для определения теплопотерь всего здания.
3. Проведен расчет теплопотерь здания школы.
4. В результате анализа термограмм выявлены зоны с повышенной температурой (зарадиаторные участки, зоны дефектов конструкций, увлажненных участков стен, щелей и т. д.).
5. Предложен ряд качественных энергоэффективных мероприятий - устранение протечек в водопроводной системе здания, заделка стыков и устранение других конструктивных дефектов.
6. Предложена конструкция устройства зарадиаторного отражающего экрана. С помощью приборов измерения теплового потока и датчиков самописцев теплового потока и температуры были поведены измерения параметров среды и теплофизических характеристик наружных ограждающих конструкций в месте устройства зарадиаторного экрана.
7. Выполнен расчет коэффициента лучистого теплообмена существующих радиаторов в зависимости от излучательной способности краски.
8. Произведен расчет энергетической и экономической эффективности устройства зарадиаторных экранов из материала с высокой отражательной и низкой теплопроводной характеристикой.
Литература:
1. , «Теплопотери здания», Справочное пособие, Москва, «АВОК-ПРЕСС», 2007
2. Ллойд Дж. «Системы тепловидения»./Пер. с англ. под ред. . — М.: Мир, 1978, с. 416.
3. «Снижение теплопотерь в зданиях.» (Tepelne ztraty budov a moznosti jejich zmensovani) , научное издание, перевод с чешского . Под редакцией канд. техн. наук .,
4. http://afdanalyse. ru/publ/teorija/ocenka_ehkonomicheskoj_ehffektivnosti_investicij/27-1-0-224
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 |
