Источник: Сборник статей магистров физико-металлургического факультета - Донецьк, ДонНТУ - 2009
Анализ аккумуляции тепловой энергии связан с вопросами тепловой энерции здания. Рассматриваемое здание является типовым проектом 5-ти этажного 6-ти секционного 89 квартирного панельного жилого дома.
Характеристиками тепловой энерции здания являются:
Для определения необходимого количества тепла, идущего на отопление здания, находим тепловые потери через наружные ограждения по формуле (1).
где Q- количество теплоты, проходящей через ограждения, Вт;А - площадь ограждающей конструкции,м2, tв - температура внутри помещения, 0С;tн - температура наружной поверхности ограждающей конструции,0С; R0 -фактическое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции,(м20С)/Вт.
Фактическое сопротивление теплопередаче для многослойной ограждающей конструкции определяется по формуле (2).
где Lв - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности,Вт/(м2 0С);1/Lв - сопротивление тепловосприятию у внутренней поверхности,(м2 0С)/Вт; Ri - термическое сопротивление соответствующего iго слоя ограждения, (м2 0С)/Вт;Lн - коэффициент теплоотдачи зимних условий наружной поверхности ограждающей конструкции,Вт/(м2 0С);1/Lн- сопротивление теплопередачи у наружной поверхности,(м2 0С)/Вт.
Для проведениясследования, системы аккумуляции классифицируем следующим образом:
Бак-аккумулятор предназначен для хранения запаса нагретой воды, необходимой для выравнивания токов горячего водоснабжения в открытых системах централизованного теплоснабжения. За ночь в баке-аккумуляторе накапливается тепловая энергия, которая используется для подпитки системы отопления. Электрический бак-аккумулятор целесообразно использовать в ночное время суток, когда ночной тариф на электроэнергию ниже дневного и отсутствует пиковое потребление электроэнергии.
Для нагрева здания рассматриваем радиаторную и напольную системы отопления.
В качестве радиаторной рассматриваем распространенную однотрубную систему отопления. В этих системах радиаторы обеими подводками присоединяются к одному стояку. Такие системы проще монтируются и обеспечивают более равномерный прогрев всех нагревательных приборов. В качестве нагревательных приборов рассмотрим наиболее распространенные в жилых зданиях чугунные радиаторы.
В качестве элемента конструкции нагревательного прибора под названием "теплый пол" используется часть конструкции пола, что весьма эффективно с точки зрения экономии материалов, а самое главное - места в интерьере. Площадь пола в помещении составляет от единиц до десятков квадратных метров, в то время как площадь теплоотдающей поверхности других отопительных приборов (радиаторов, конветоров и т.д.)в лучшем случае составляет величину , близкую к квадратному метру. благодаря этому "теплые полы" работают при весьма малом температурном перпаде, составляющем от нескольких градусов в помещении с установившимся тепловым режимом до десяти - пятнадцати градусов в режиме форсированного нагрева. Система подходит для любых типов конструкций полов. По виду теплонагревательного элемента различают водяное и электрическое напольное отопление. При водяном напольном отплении используют трубы, по которым движется теплоноситель. Для подогрева циркулирующей по трубам воды используют тепло от теплоцентрали либо другие различные тисточники энергии.При электрическом отоплении прокладывают кабели. Регулирование температуры пола в системе напольного отопления будет превалировать над остальными отопительными системами. Вид напольного отопления и способы его укладки выбираем исходя из технико-экономических показателей.
Таким образом, основной задачей исследования является объединение всех вышеуказанных систем аккумуляции энергии с целью оптимизации характеристик отопительных приборов (радиаторов), емкости бака-аккумулятора и значений температурного графика, в котором работает отопительная система.
Оптимизация характеристик подразумевает создание в помещениях комфортного температурно-влажностного режима при минимальных затратах.