Файл: Кулоян, Л. Т. Тепло- и холодоснабжение в условиях теплого климата (на примере Армянской ССР).pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 17.10.2024

Просмотров: 115

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

л. т. кулоян

ТЕПЛО- И ХОЛОДОСНАБЖЕНИЕ Б

УСЛОВИЯХ ТЕПЛОГО КЛИМАТА

(на примере Армянской ССР)

ИЗДАТЕЛЬСТВО «АИАСТАН»

ЕРЕВАН — 1973

К южным районам нашей страны принадлежит также и Закавказский экономический район, в том числе Армянская ССР. В связи с претворением в жизнь решения Совета Ми­ нистров о сохранении озера Севан на возможно высокой от метке, растущие в огромных масштабах потребности в элек­ трической энергии покрываются в основном уже тепловыми электростанциями республики.

Резкий рост потребления топлива для энергетики и для других отраслей народного хозяйства в условиях резко огра­ ниченных собственных энергоресурсов является наиболее важной особенностью развития экономики Армении. Из стра­ ны классической гидроэнергетики она фактически перешла на рельсы теплоэнергетики. Все это, естественно, вызвало боль­ шой интерес к вопросам развития теплоэнергетики, разра­ боткой которых для конкретных условий Армянской ССР и Закавказского экономического района, вообще, занимается значительное количество научных работников и инженероз в Ереванско политехническом институте, в Армянском НИИ энергетики и в ряде других научных организаций. Исследо­ вания в области теплоэнергетики получили значительное развитие в Узбекской, Грузинской и других южных республи­ ках. Все эти исследования опираются на советскую школу теплоэнергетиков, занимающей передовые позициии в мировой энергетической науке.

Предлагаемая вниманию читателей книга задумана как первый опыт монографического изложения важных резуль­ татов этих разработок. Одна из ее основных задач— уточнит^ и систематизировать наши знания о влиянии природно-эконо­ мической характеристики среды на потребление тепла и холо­ да, на выбор энергоресурсов, на развитие и оптимизацию теп­ ло- и холодоснабжения и т. п. В практическом аспекте эти исследования и разработки направлены на повышение эф­ фективности использования топлива и тепла, на рациональ­ ную концентрацию и централизацию тепло- и холодоснабже­ ния, что в соответствии с директивами XXIV съезда КПСС по плану развития народного хозяйства на 1971 —1975 гг. яв­ ляется одним из основных путей совершенствования энерге­ тической базы страны.

При написании книги в основном использованы материа­ лы исследований, выполненных в Ереванском политехничес­ ком институте (ЕрПИ) автором и его сотрудниками.

В этих целях также использованы результаты соответ­ ствующих научных разработок других исследователей (Арм НИИЭ, МЭИ и т. д.). Рассмотрение большого количества взаимосвязанных вопросов, отражающих многие стороны раз­ вития теплоэнергетики южных районов страны, связано, ко­ нечно, с большими трудностями. Поэтому не все главы и па-

4


раграфы излагаются с достаточной глубиной; некоторые воп­ росы обсуждаются в порядке поиска или постановки. Наряду с этим мнения автора по некоторым вопросам могут быть

спорными.

Автор с благодарностью примет все замечания (адрес— Ереван, ул. Теряна, 105, Политехнический институт). Он рас­ считывает, что ознакомление с его книгой даст возможность более тщательно и обоснованно рассматривать сложные воп­ росы развития энергетики, ясно представить, какие вопросы нуждаются в дальнейшем обсуждении и в глубокой разра­ ботке.

Р А З Д Е Л П Е Р В Ы Й

ТЕПЛОЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕ. ВЫБОР И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТОПЛИВНОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ

В УСЛОВИЯХ ТЕПЛОГО КЛИМАТА

Г Л А В А I

ТЕПЛОЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕ

ВУСЛОВИЯХ ТЕПЛОГО КЛИМАТА

§1 — 1. Влияние природных и других местных факторов на теплопотребление

От природно-климатических условий зависят фактически все виды тепловых нагрузок и в первую очередь, очевидно, так называемая сезонная нагрузка: отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Как известно, по строительным нормам и правилам (СНиП 11—А. 6—62) климатические ус­ ловия учитываются разбивкой всей территории СССР на че­ тыре климатические района, каждый из которых в свою оче­ редь включает 3—4 подрайона. Такая разбивка носит в не­ котором смысле условный характер, что особенно относится к горным местностям южных республик, где значительное изменение температурных и других метеорологических фак­ торов по вертикали создает весьма пеструю картину естест­ венно-климатических условий. Но важным является то обсто­ ятельство, что климатическое районирование по СНиП про­

ведено для строительства,

т.

е. применительно к

а р х и т е к ­

т у р н о - п л а н и р о в о ч н ы

м

решениям. Оно не

может быть

целесообразно использовано для изучения влияния климати­ ческих факторов на теплопотребление и, в частности, для оп­ ределения тепловых нагрузок. С точки зрения энергетики в целом было бы желательно, чтобы характеристики климатиче­

ского

районирования

одновременно служили основой д л я

э н е р г е т и ч е с к о г о

р а й о н и р о в а н и я

страны и отдель­

ных республик.

 

 

 

Учитывая изложенное, характеристиками

к л и м а т и ч е ­

с к о г о

р а й о н и р о в а н ия

могут быть рекомендованы, на­

пример, величины Кх

или К*

[Л. 1], причем:

 

 

Кх = (U —-t'-3) Пот, град я,

( 1 - 1 J

 

 

 

 

(1- 2)

6


где tB.

tj(,

t^-3 — соответственно внутренняя, наружно-рас­

Пот

 

 

четная и среднезимняя температуры воздуха;

— число часов отопительного периода;

 

Kt

— температурный

коэффициент,

характеризующий

 

 

неравномерность отопительной нагрузки.

 

Чем мягче климат,

тем значение

Kt

обычно больше, но

всегда

Kt < l -

Так, для

городов

Батуми,

Кутаиси,

Сумгаит,

Тбилиси и

Кировабад,

для

которых

t{J

колеблется

в преде­

лах ОН---- 7°С,

K t= 0,63 + 0,60,

а для городов Новосибирска,

Свердловска, Москвы и Ленинакана, для которых !£= —32---

23°С, Kt = 0,47 — 0,54. В соответствии с этими характеристи­ ками, например, территорию Армянской ССР можно разбить

на три климатические зоны (КЗ),

для

которых

усредненные

значения К* и соответственно Кх составляют: I

КЗ — 2065 ч

и 69570 град-ч,

II КЗ — 2520 ч и

80340 град,

ч

и III КЗ —

3055 ч и 110250 град ■ч.

 

 

территории ко­

В Грузинской ССР, значительную часть

торой омывает Черное море, пестрота

естественно-климати­

ческих условий

имеет еще более

выраженный

характер. В

связи с этим территория республики разбивается обычно на шесть климатических зон, причем в первых трех расчетная наружная температура воздуха колеблется в пределах: для отопительного периода от — 2 до — 9°С, для летнего конди­ ционирования— от 31 до 33,5°С, а в IV -f- VI зонах соответ­ ственно — 13 - —20°С и 31 - 21°С [Л. 2].

Климат южных районов иногда характеризуют как «мяг­ кий», «теплый» или «жаркий». Или, говоря о южных райо­ нах, включают только города с наружной расчетной темпера­ турой не ниже —10°С. Не углубляясь в область климатологии, следует подчеркнуть, что для южных районов термин «мяг­ кий», видимо, больше подходит к приморским городам (по­ бережье Черного, Азовского и Каспийского морей), а «жар­ кий»— к равнинным городам Средней Азии и некоторым районам Кавказа. Значительная часть последних отличается весьма резким континентальным климатом как в годовом, так и суточном разрезе. Климат многих городов и населенных пунктов южных районов является как не «мягким», так и не «жарким», а просто «теплым» (Кавказ, южная Украина). Последний термин является более общим и им условно мож­ но характеризовать климат всех южных районов. Исключение составляют только населенные пункты высокогорных районов юга, отличающиеся сравнительно холодным климатом. К со­ жалению, рекомендуемые величины Кк и К* отражают толь­ ко климатические условия о т о п и т е л ь н о г о периода года,

в то время как для районов юга не менее важными являются климатические условия летнего о х л а д и т е л ь н о г о перио­ да (см. часть III).


Кроме этого, регламентированные значения внутренней расчетной температуры tB и особенно числа часов отопитель­ ного периода п 0г недостаточно отражают весь комплекс климатических факторов. Например, известно, что если ин­ фильтрация воздуха через ограждающие конструкции отли­ чается в зимний период значительной интенсивностью, рас­ четная температура воздуха внутри помещения t B= 18°С явно не обеспечивает минимальные условия комфорта. Снижение

среднесуточной

температуры наружного

воздуха,

регламен­

тирующей

начало и конец отопительного

периода,

от ранее

принятой

4-10°

до +8°С (СНиП 11а 6-62) привело, конечно,

к сокращению

продолжительности отопительного

периода.

Такое снижение оказалось особенно резким и недопустимым

с точки зрения обеспечения удовлетворительного комфорта и самочувствия людей в районах весьма теплого климата, от­ личающихся длительным стоянием среднесуточных темпера­ тур в пределах от + 8 до +Ю°С. Для городов черноморского побережья Грузии сокращение отопительного периода состав­ ляет 35—40 дней, для Кутаиси— 30 дней и т. д. [Л. 3]. Види­ мо, в данном случае также СНиП не достаточно учитывают разнообразие климатических условий нашей обширной стра­ ны. Важным природным фактором является также р е л ь е ф местности (его можно характеризовать значением максималь­ ных H минимальных ВЫСОТ над уровнем моря Ишаке И„„н и их разностью), играющий двоякую роль.

Обычно для сравнительно ограниченных территорий кли­ матические условия тесно связаны с рельефом, и наличие кли­ матических зон и районов объясняется именно горным релье­ фом. Так, например, для наиболее холодной, III климатиче

ской зоны

Армянской

ССР

h мин

, Ьмакс — 1500 — 2000 м\

а

наиболее

жаркой (I

К З)—

Ьмин -4hMa,<c = 200 — 500 м

и,

частично, только 1000

1500

м.

Таким образом, рельефные

условия оказывают непосредственное влияние на теплопотребление и тепловые нагрузки.

С другой стороны, для данной конкретной населенной местности рельефные условия оказывают значительное влия­

ние на условия и

экономику т р а н с п о р т а тепла (см.-

часть II, § 2—4).

для перспективных расчетов, тепловые

Часто, особенно

нагрузки жилищно-коммунального сектора относят к о д н о м у

жителю, а в сфере материального производства— к количест­ венной единице продукции (или единице валовой продукции в денежном выражении). Выраженные таким образом тепло­

вые нагрузки называются

« у д е л ь н ыми » . Как расчетные

Q£T, так и удельные q°*

отопительные нагрузки легко пред­

ставить как функции климатических характеристик Кк и Кх (их и особенно Кк можно назвать также к л и м а т о л о г и ч е с ­ к и м и к о э ф ф и ц и е н т а м и )

8


Q P = X o T v i ^ L

q°vуд

Лот V»

К*_

к к а л я е л ч

( 1 - 3 )

v om

Kk

 

 

 

 

 

где Хот — отопительная характеристика здания, ккал/м3-

чХ

V

Хград;

 

 

— объем здания по наружному обмеру, лг3;

на

v'

— удельная кубатура (кубатура жилых

зданий

 

одного жителя), м3/чел.

 

 

После подстановки К — tB— tJJ выражения

(1—3) пре­

вращаются в известные расчетные формулы. Смысл такой записи— иллюстрировать связь между тепловыми нагрузками и принятыми климатологическими коэффициентами.

Натурные исследования, изучение теплотехнических ха­ рактеристик большого количества типовых проектов жилых и общественных зданий показывают, что величина отопитель­ ной характеристики зависит также от внешних климатических условий.

Известные зависимости для определения величины хот имёют эмпирический характер. Обычно принимается, что с ростом абсолютных значений наружных (расчетных) темпе­ ратур и объема зданий хот должна уменьшаться. С точки зрения преследуемых нами целей отопительную характеристи­ ку целесообразно представить в виде.

(1 -4 )

Это выражение мало отличается от эмпирической форму­ лы ВТИ, [л. 4], где а' и с — коэффициенты, зависящие от кон­ струкции строительных ограждений и характера строительно­ планировочных решений;

ц' — поправочный коэффициент к некоторой усредненной отопительной характеристике х0, принятой за эталон (обычно при f£ = —30°С), он характеризует климатические условия

данного района и зависит от расчетной наружной температу­ ры tfP. Имеющиеся в литературе данные о величинах а', 1Г, с

явно недостаточны. Их можно уточнить и пополнить путем экспериментальных и натурных исследований, осуществляе­ мых в широких масштабах и в различных климатических районах.

Еще более сложна оценка величины хот для перспектив­ ных периодов и может иметь только ориентировочный харак­ тер. Если увеличение этажности значит и объемов зданий приводит к уменьшению значения х 0т, то индустриализация самого строительства действует обычно в обратном направ­ лении. В климатических условиях юга развитие индустриаль­

9