CC BY
6Обоснование применения низкотемпературного контура с отопительными панелями на (во) внутренних ограждающих конструкциях здания
Ениватов Александр Васильевич,
старший преподаватель кафедры теплоэнергетических систем, Институт механики и энергетики, ФГБОУ ВО «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева», EnivatovAV@mail.ru
Артемов Игорь Николаевич,
заведующий отделения энергетики, Институт механики и энергетики, ФГБОУ ВО «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева», Artemovin78@mail.ru
Неясов Алексей Сергеевич,
аспирант, Институт механики и энергетики, ФГБОУ ВО «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева»
В работе рассмотрены отдельные вопросы эффективности систем отопления зданий. Приведены результаты измерений параметров микроклимата помещений с применением традиционных отопительных приборов (биметаллических радиаторов) размещенных в нишах оконных проемов и плоской отопительной стеновой панели (змеевика из полипропиленовых труб в песчано-цементной оправе) размещенного в межкомнатной стене при режиме погодного регулирования работы автономного теплогенератора. При нормативных (допустимых) параметрах (температуры воздуха в помещениях и внутренней поверхности ограждающих конструкций) тепловой поток через наружные стены с размещенными на них отопительными приборами выше на 27,9 % по отношению к тепловому потоку через наружную стену без отопительных приборов. Ключевые слова: отопительный прибор; тепловой поток; система отопления; микроклимат.
В работах [1-3] установлено, что размещенные на наружных стенах отопительные приборы (радиаторы и конвекторы) интенсивно нагревают соответствующие зоны наружной стены и окна, что увеличивает тепловые потери через них. Решением данной задачи в последнее время стало использование низкотемпературных систем панельно-лучистого отопления с полиэтиленовыми трубами в бетонной конструкции пола. Такие системы обладают рядом преимуществ за счет создания в помещении повышенной радиационной температуры, превышающей температуры внутреннего воздуха в результате чего тепловой комфорт в помещении обеспечивается при более низкой температуре внутреннего воздуха, чем при традиционных конвективных системах отопления, что уменьшает потери тепла. Лучистый поток тепла обеспечивает более равномерный нагрев помещения и исключает снижения в воздухе уровня кислорода. Являясь энергоэффективной и экологически безопасной системой отопления в виду повышения в балансе теплопотерь теплопередачей в наружных ограждающих конструкциях лучистого теплообмены существенного уменьшения трансмиссионных теплопотерь не наблюдается. Повышение эффективности данных систем отопления рассмотрены в работах [4, 5]. Работы [6-8] направлены на повышение энергоэффективности зданий за счет применение автоматизированных систем управления отоплением помещений в частности и зданий в целом. Вопросы повышение эффективности отдельных элементов системы отопления рассмотрены в работах [9, 10]. Оценкой потенциала энергосбережения или оценкой эффективности реализуемых мероприятий в системах теплоснабжения посвящены работы [11-13].
Для обоснования применения низкотемпературного контура в системе отопления здания с отопительными панелями, размещенными на или в поверхности внутренних ограждающих конструкций выполнены измерения результаты которых приводятся в данной работе. Инструментальный контроль проводился с целью мониторинга отдельных параметров, характеризующих микроклимат в помещениях, а также отдельных параметров, характеризующих систему отопления и ограждающие конструкции. Микроклимат помещения оценивалось по зональной и средней температуре воздуха в помещении. В качестве параметров, характеризующие систему отопления помещения в отношении ее работоспособности и ее соответствия требованиям приняты: температура теплоносителя на входе в отопительные приборы, температура на поверхности отопительного прибора и температура внутренней поверхности наружных стен помещения. Для характеристики ограждающих конструкций принят тепловой поток на единицу площади поверхности стены. Характеристики помещений, принятых для инструментального контроля:
X X
о
го А с.
X
го т
о
2 О
м м
см см
0 см
СП
01
о ш т
X
<
т о х
X
- помещение 1 площадью 35,5 м2 и объемом 99,04 м3 при высоте 2,8 м. расположено на высоте второго этажа, имеющее две наружных стены (угловое). Площадь поверхности первой наружной стены, на которой размещены световые проемы и отопительные приборы 16,3 м2. Площадь поверхности второй наружной стены составляет 17,1 м2. Материал и толщина наружных стен (не учитывается внутренняя отделка): 1 стена облицовочный кирпич 125 мм, газоблок 300 мм; 2 стена облицовочный кирпич 125 мм, полнотелый с ячейками 7 % кирпич 370 мм. Внутренняя отделка стандартный слой песчано-цементной штукатурки и флезелиновые обои.
- помещение 2 площадью 9,25 м2 и объемом 26,74 м3 при высоте 2,9 м. расположено на высоте первого этажа, имеющее две наружных стены (угловое). Площадь поверхности первой наружной стены, на которой размещены световой проем, входная дверь и отопительный прибор 17,3 м2. Площадь поверхности второй наружной стены составляет 4,5 м2. Материал и толщина наружных стен (не учитывается внутренняя отделка): 1 стена облицовочный кирпич 125 мм, полнотелый с ячейками 7 % кирпич 250 мм; 2 стена облицовочный кирпич 125 мм, полнотелый с ячейками 7 % кирпич 370 мм. Внутренняя отделка стандартный слой песчано-цемент-ной штукатурки и слой краски.
Результаты инструментального контроля температуры воздуха в помещении, температуры теплоносителя на входе в отопительные приборы, температуры на поверхности отопительного прибора, температуры на внутренней поверхности наружных стен помещения (в т.ч. за отопительным прибором) для помещения 1 и 2 представлены в таблице 1-4. Результаты инструментального контроля значения теплового потоков через наружные стены на разной высоте представлены в таблице 5, 6.
В таблицах представлены результаты инструментального контроля, проведенные с 19:00 по 07:00 (в ночное время) с 19.03. на 20.03.2022 г. в отношение параметров помещения 1 и с 20:25 по 06:25 (в ночное время) с 20.03. на 21.03.2022 г. в отношение параметров помещения 2.
Из таблиц 1, 2 следует: измерения проводились при температуре наружного воздуха в диапазоне -2,19 °С по - 8,05 °С; средняя температура воздуха в помещении 1 в период измерения находится в зоне значений 25,2325,51 °С; температура теплоносителя в подающем трубопроводе системы отопления 63,86-63,9 °С соответствует температуре подающего трубопровода температурного графика 95/70 °С при прогнозной температуре наружного воздуха в зоне -7,6^-8,1 °С. Температура теплоносителя в подающем трубопроводе при измерении проводимые для помещения 2 (табл. 2) незначительно на 4-6 °С завышены относительно температурного графика; средняя температура воздуха в помещении составлял 21,28-22,19 °С, что превышает расчетных (проектных) значений для данного типа помещения. Температуры воздуха в помещении 1, 2 контролировались в характерных «областях» 1, 2 образованных соответственно вдоль наружных стен 1,2 (1-1,5 м от наружных стен) и на уровнях от пола 1,5 м, 2,5 м. Значения температур в областях сопоставимы, при этом расслоение температур по уровням 1,5-2 °С.
Температура наружных стен 1, 2 в характерных зонах 1-4 (1 зона - зона, наружной стены 1 за отопительными приборами, 2 зона - зона наружной стены 1 между отопительными приборами, 3, 4 зона - зона наружной стены 2 (без отопительных приборов) соответственно на
расстоянии 1 и 4 м от угла образованными стенами 1 и 2) и уровнях (1,5, 2,5 м от пола) (табл. 3, 4) находятся существенно выше значений температур образования конденсата и соответствует рекомендованным значениям, полученным как разность температуры воздуха внутри помещения и предельного снижения температуры (4-5 °С). При этом температура на поверхности наружных стен с отопительными приборами и без них существенно не отличаются. Так температура на наружной стене 1 помещения 1 в зоне 2 за период измерения составлял 20,20-21,80 °С на уровне 1,5 м от уровня пола и 20,39-20,80 °С на уровне 2,5 м от уровня пола. В зоне 3, 4 наружной стены 2 помещения 1 соответственно 18,8-19,1 °С и 19,0-19,19 °С на уровне 1,5 м от уровня пола и 19,3-19,48 °С и 18,9-19,2 °С на уровне 2,5 м от уровня пола. Для помещения 2 характерна аналогичная незначительно (2-2,5 °С) пониженного уровня температура поверхности наружных стен.
Таблица 1
Температура теплоносителя в отопительный прибор, средняя температура воздуха в помещение и характерных областях, температура наружного воздуха при инструмен-
Дата Врем я Средняя (за период измерения) температура в подающем трубопроводе системы на входе ОП, ° С Средняя (за период из-мере-ния) температура воздуха в помещении, ° С Средняя (за период измерения) температура воздуха в помещении в области 1, на высоте 1,5 м ° С Средняя (за период измерения) температура воздуха в помещении в области 1 на высоте 2,5 м, ° С Средняя (за период измерения) температура воздуха в помещении в области 2 на высоте 1,5, ° С Средняя (за период измерения) температура воздуха в помещении в области 2 на высоте 2,5, ° С Средняя (за период измерения) температура наружного воздуха, ° С
19.03. 2022 г. 19:0220:02 63,90 25,51 24,82 26,29 24,88 26,04 -2,19
19.03. 2022 г. 20:0221:02 63,88 25,30 24,81 26,26 24,86 25,99 -3,18
19.03. 2022 г. 21:0222:02 63,86 25,27 24,79 26,22 24,83 25,93 -2,90
19.03. 2022 г. 22:0223:02 63,87 25,23 24,76 26,17 24,80 25,87 -3,38
19.03. 2022 г. 23:0224:02 63,88 25,25 24,78 26,20 24,81 25,89 -4,28
20.03. 2022 г. 24:0201:02 63,87 25,27 24,79 26,25 24,82 25,91 -5,07
со см о сч 01:0202:02 63,89 25,28 24,79 26,28 24,83 25,90 -5,60
20.03. 2022 г. 02:0203:02 63,88 25,28 24,80 26,27 24,84 25,90 -6,10
20.03. 2022 г. 03:0204:02 63,87 25,28 24,80 26,28 24,84 25,89 -7,08
со см о сч 04:0205:02 63,86 25,44 24,78 26,29 24,83 25,88 -7,84
со см о см 05:0206:02 63,86 25,44 24,77 26,29 24,81 25,89 -8,05
20.03. 2022 г. 06:0207:02 63,87 25,46 24,80 26,32 24,83 25,90 -6,26
Таблица 2
Температура теплоносителя в отопительный прибор, средняя температура воздуха в помещение и характерных областях, температура наружного воздуха при инструмен-
Дата Время Сред- Сред- Сред- Сред- Сред- Сред- Сред-
няя (за няя (за няя (за няя (за няя (за няя (за няя (за
период период период период период период период
изме- изме- изме- изме- изме- изме- измере-
рения) рения) рения) рения) рения) рения) ния)
темпе- темпе- темпе- темпе- темпе- темпе- темпе-
ратура ратура ратура ратура ратура ратура ратура
в пода- воз- воз- воз- воз- воз- наруж-
ющем духа в духа в духа в духа в духа в ного
трубо- поме- поме- поме- поме- поме- воз-
про- щении, щении щении щении щении духа, °
воде ° С в обла- в обла- в обла- в обла- С
си- сти 1, сти 1 сти 2 сти 2
стемы на вы- на вы- на вы- на вы-
на соте соте соте соте
входе 1,5 м ° 2,5 м, ° 1,5, ° С 2,5, ° С
ОП, ° С С С
20.03.20 20:25- 58,94 21,99 21,68 23,64 20,48 22,15 5,33
22 г. 21:25
20.03.20 21:25- 59,00 21,46 21,09 23,18 19,93 21,66 4,75
22 г. 22:25
20.03.20 22:25- 59,06 21,31 20,92 23,06 19,70 21,56 4,34
22 г. 23:25
20.03.20 23:25- 59,06 21,28 20,87 23,03 19,68 21,53 3,80
22 г. 00:25
21.03.20 00:25- 58,82 21,86 21,63 23,63 20,13 22,05 3,64
22 г. 01:25
21.03.20 01:25- 58,98 22,10 21,93 23,88 20,33 22,24 3,01
22 г. 02:25
21.03.20 02:25- 58,89 22,00 21,82 23,78 20,18 22,20 3,01
22 г. 03:25
21.03.20 03:25- 58,91 22,00 21,82 23,78 20,18 22,20 2,63
22 г. 04:25
21.03.20 04:25- 58,99 22,07 21,89 23,84 20,30 22,25 1,87
22 г. 05:25
21.03.20 05:25- 58,74 22,19 22,12 23,84 20,39 22,41 1,84
22 г. 06:25
Таблица 3
Температура поверхности отопительного прибора, средняя температура поверхности стен в характерных зонах при инструментальном контроле помещения 1
Дата
19.03. 2022
19.03. 2022 г.
19.03. 2022
19.03. 2022
19.03. 2022 г.
20.03. 2022
Врем я
19:0220:02
20:0221:02
21:0222:02
22:0223:02
23:0224:02
24:0201:02
Сред няя темпера-тура на поверхности ребра ОП, °С
Средняя темпера-тура на поверх-ности стены (зона 1) (за ОП), °С
56,02
56,10
56,12
56,14
56,20
56,28
Средняя темпера-тура на поверх-ности стены (межд у ОП зона 2) на высоте 1,5 м., С
39,89
40,02
40,10
40,19
40,24
40,30
20,20
20,28
20,34
20,41
20,54
20,66
Средняя температура на поверх-ности стены (между
ОП зона 2) на высоте 2,5 м., С
20,39
20,42
20,48
20,50
20,57
20,61
Средняя температура на поверх-ности стены в зоне 3 (без ОП) на высоте 1,5 м., С
18,80
18,80
18,84
18,90
18,91
19,00
Средняя температура на поверх-ности стены в зоне 3 (без ОП) на высоте 2,5 м., С
19,30
19,30
19,30
19,30
19,31
19,38
Средняя температура на поверх-ности стены в зоне 4 (без ОП) на высоте 1,5 м., С
19,00
19,00
19,00
19,00
19,00
19,04
Средняя температура на поверх-ности стены в зоне 4 (без ОП) на высоте 2,5 м., С
18,90
18,90
18,90
18,92
19,00
19,00
3.2 о сч , я8 01:0202:02 56,31 40,37 20,70 20,70 19,00 19,40 19,10 19,10
3.2 ОСЧ , 02:0203:02 56,39 40,42 20,77 20,70 19,07 19,40 19,10 19,10
3.2 02. 03:0204:02 56,40 40,52 20,86 20,71 19,10 19,42 19,10 19,11
3.2 о сч , Я8 04:0205:02 56,48 40,60 20,92 20,76 19,10 19,49 19,11 19,17
20.03. 2022 г. 05:0206:02 56,49 40,60 21,03 20,79 19,10 19,49 19,15 19,20
3.2 о сч , ■ 06:0207:02 56,50 40,61 21,08 20,80 19,10 19,48 19,19 19,20
Таблица 4
Температура поверхности отопительного прибора, средняя температура поверхности стен в характерных зонах при
Дата Врем я Средняя температура на поверх-ности ребра ОП, °С Средняя температура на поверх-ности стены (за ОП зона 1), °С Средняя температура на поверх-ности стены (зона 2) 1,5 м., С Средняя температура на поверх-ности стены (зона 2) 2,5 м, С Средняя температура на поверх-ности стены (зона 3) 1,5 м., С Средняя температура на поверх-ности стены (зона 3) 2,5 м, С Средняя температура на поверх-ности второй стены (зона 4) 1,5 м, С Средняя температура на поверх-ности второй стены (зона 4) 2,5 м, С
20.03. 2022 г. 20:2521:25 50,42 28,06 18,1 19,09 16,83 17,08 16,25 16,52
20.03. 2022 г. 21:2522:25 50,48 27,78 17,9 18,89 16,63 17 16,2 16,31
20.03. 2022 г. 22:2523:25 50,48 27,63 17,8 18,76 16,52 16,9 16,16 16,22
20.03. 2022 г. 23:2500:25 50,54 27,57 17,73 18,67 16,5 16,9 16,19 16,2
21.03. 2022 г. 00:2501:25 50,44 27,65 17,87 18,84 16,56 17,01 16,26 16,33
21.03. 2022 г. 01:2502:25 50,48 27,73 18 18,99 16,69 17,1 16,37 16,46
21.03. 2022 г. 02:2503:25 50,52 27,69 18,02 19,07 16,7 17,17 16,4 16,5
21.03. 2022 г. 03:2504:25 50,39 27,68 18,1 19,1 16,73 17,2 16,4 16,5
21.03. 2022 г. 04:2505:25 50,50 27,73 18,1 19,1 16,8 17,2 16,41 16,5
21.03. 2022 г. 05:2506:25 50,44 27,71 18,23 19,18 16,85 17,26 16,47 16,52
Более высокие температуры поверхности наружной стены 1 по сравнению температурой на поверхности стены 2 (на 1,5-2 °С) как в помещении 1 так и помещении 2 связано с наличием на стене 1 отопительных приборов и повышенными теплопотерями ввиду отличия коэффициентов теплопроводности конструкций стен (0,08-0,21 Вт/(м°С) и 0,23-0,3 Вт/(м°С) соответственно). Результаты замеров теплового потока в описанных выше зонах помещений 1, 2 в полном объеме коррелируются и подтверждают выше приведенные обоснования отклонения температур поверхности наружных стен 1 и 2. При этом
X
го т
о
ю
2 О
м м
см см
0 см
СП
01
о ш т
X
<
т о х
X
при приведении показателей к единым условиям по конструктивным и температурным показателям, средний тепловой поток наружной стены 1 помещения 1 (с установленными на ней отопительными приборами) составляет 182,3 Вт/м2 и средний тепловой поток наружной стены 2 помещения 1 (без отопительных приборов) составляет 131,5 Вт/м2 (27,9 %).
Исходя из полученных результатов измерения и их анализа в данной работе предлагается система отопления с размещением отопительных приборов обеспечивающих 85-90 % тепловой мощности необходимой для компенсации тепловых потерь через ограждающие конструкции размещать на поверхностях или встроенных внутренние стены помещений. Для компенсации повышенных потерь тепловой энергии через световые проемы (окна) в отдельных случаях допускать размещения отопительного прибора оригинальной контракции (высотой не более 100 мм и длиной не более 1 м) по подоконник или теплого пола шириной не более 0,5 м вдоль наружной стены) и суммарной тепловой мощности не более 15 % от расчетной тепловой нагрузки помещения.
Таблица 5
Тепловой поток через наружные стены в характерных зонах
Дата Время Средний за период тепловой поток за ОП в зоне 1, Вт/кв.м. Средний за период тепловой поток на стене в зоне 2 (на 2,5 м; 1,5 м; 0,5 м соответственно) ИТП №2 Средний за период тепловой поток в зоне 3 (на 2,5 м; 1,5 м; 0,5 м соответственно) ИТП №3 Средний за период тепловой поток в зоне 4 (на 2,5 м; 1,5 м; 0,5 м соответственно) ИТП №4
ИТП №1 на 0,5 м на 1,5 м на 2,5 м на 0,5 м на 1,5 м на 2,5 м на 0,5 м на 1,5 м на 2,5 м
19.03. 2022 г. 19:0220:02 472,81 151, 08 213, 97 253, 35 271,0 0 289, 18 279,0 3 282,7 5 244, 12 299, 70
19.03. 2022 г. 20:0221:02 468,67 149, 03 208, 68 245, 55 265,5 5 286, 45 277,1 2 279,8 0 242, 47 298, 87
19.03. 2022 г. 21:0222:02 462,38 145, 95 201, 15 236, 27 262,8 7 282, 95 273,6 3 275,4 0 239, 25 295, 12
19.03. 2022 г. 22:0223:02 455,91 143, 20 194, 87 227, 80 257,6 0 278, 47 271,0 2 271,7 2 236, 17 292, 87
19.03. 2022 г. 23:0224:02 452,96 141, 33 192, 25 228, 23 253,9 5 275, 75 270,9 2 268,8 8 233, 58 293, 38
20.03. 2022 г. 24:0201:02 451,92 139, 48 189, 85 231, 87 250,2 5 271, 63 268,5 2 264,3 0 230, 82 291, 13
20.03. 2022 г. 01:0202:02 449,47 137, 40 184, 68 229, 35 247,0 0 269, 20 267,0 0 260,9 5 228, 65 289, 47
20.03. 2022 г. 02:0203:02 447,09 135, 98 181, 92 228, 08 243,1 2 266, 62 265,2 7 257,7 2 225, 83 288, 33
20.03. 2022 г. 03:0204:02 445,67 134, 37 179, 03 232, 93 240,4 5 264, 62 263,6 3 255,9 2 222, 35 284, 07
20.03. 2022 г. 04:0205:02 444,87 133, 17 176, 33 233, 43 238,4 5 262, 27 261,0 8 254,8 0 221, 53 284, 18
20.03. 2022 г. 05:0206:02 444,13 132, 88 176, 92 240, 72 235,7 8 264, 32 257,5 2 249,9 7 221, 22 282, 22
20.03. 2022 г. 06:0207:02 444,34 134, 53 179, 37 242, 43 237,5 2 268, 10 260,4 0 251,7 8 225, 72 287, 87
отопления с размещением отопительных приборов на поверхности или в полости внутренних стен помещений запланированы серия инструментального контроля как действующих систем отопления с традиционным, комбинированным и предлагаемым способом размещения отопительных приборов, так и отдельно отопительные приборы. В данной работе представлены отдельные результат инструментального контроля параметров, характеризующих систему отопления при динамических параметрах теплоносителя отдельно стоящего зданий.
Таблица 6
Тепловой поток через наружные стены в характерных зонах
Дата Врем я Средний за период тепловой поток за ОП (зона 1), Вт/кв. м. Средний за период тепловой поток около ОП (зона 1), Вт/кв.м. Средний за период тепловой поток справа от ОП (зона 2) (на 2,5 м; 1,5 м; 0,5 м соответственно) ИТП №2 Средний за период тепловой поток слева от ОП (зона 3) (на 2,5 м; 1,5 м; 0,5 м соответственно) ИТП №3 Средний за период тепловой поток второй стены (зона 4) (на 2,5 м; 1,5 м; 0,5 м соответственно) ИТП №4
ИТП №1 ИТП №1 на 2,5 м на 1,5 м на 0,5 м на 2,5 м на 1,5 м на 0,5 м на 2,5 м на 1,5 м на 0,5 м
20.03. 2022 г. 20:2521:25 743,11 324,36 265, 67 226, 1 155 264, 2 190, 26 199, 48 210, 1 158, 41 187, 51
20.03. 2022 г. 21:2522:25 757,59 327,45 260, 4 221, 83 136, 28 254, 08 185, 12 191, 58 202, 32 154, 08 180, 28
20.03. 2022 г. 22:2523:25 765,45 324,65 258, 5 220, 6 123, 02 248, 78 183, 35 187, 88 197, 15 151, 6 174, 82
20.03. 2022 г. 23:2500:25 773,64 328,18 258, 5 219, 97 121, 5 246, 47 183, 9 187, 87 195, 05 150, 6 173, 32
21.03. 2022 г. 00:2501:25 786,93 345,53 297, 98 268, 37 134, 73 271, 65 218, 17 206, 67 217, 32 184, 63 193, 87
21.03. 2022 г. 01:2502:25 789,86 351,72 292, 87 269, 62 137, 23 270, 92 221, 25 208, 57 218, 97 186, 13 195, 08
21.03. 2022 г. 02:2503:25 794,06 344,53 297, 77 261, 53 128, 7 264, 52 210, 82 200, 07 213, 23 176, 95 184, 43
21.03. 2022 г. 03:2504:25 788,38 346,30 289, 25 258, 92 126, 8 263, 02 209, 57 199, 68 212, 22 177, 15 185, 8
21.03. 2022 г. 04:2505:25 791,61 350,30 281, 33 259, 97 129, 83 262, 4 210, 7 201, 87 212, 15 178, 85 191, 35
21.03. 2022 г. 05:2506:25 798,18 354,58 307, 85 273, 47 135, 4 265, 57 220, 52 206, 55 216, 15 186, 77 197, 98
Для подтверждения качественных и количественных характеристик (эффективности) заявленной системы
Характеристики помещения данного здания: площадь 23,1 м2, объем 46,2 м3. Здание построено по требованиям предъявляемое к типу «сауна, баня». Отопительный прибор (теплая перегородка площадью 1 м2) размещен в близи центра помещения. Результаты инструментального контроля представлены в таблице 7, 8.
Характеристики помещения данного здания: площадь 23,1 м2, объем 46,2 м3. Здание построено по требованиям предъявляемое к типу «сауна, баня». Отопительный прибор (теплая перегородка площадью 1 м2) размещен в близи центра помещения. Результаты инструментального контроля представлены в таблице 7, 8.построено по требованиям предъявляемое к типу «сауна, баня». Отопительный прибор (теплая перего-
родка площадью 1 м2) размещен в близи центра помещения. Результаты инструментального контроля представлены в таблице 7, 8.
Таблица 7
Дата Период Тем- Средняя темпе- Средняя температура воз-
пера- ратура тепло- духа в помещении (здание)
тура носителя в низ- в характерных областях, °С
наруж- котемператур-
ного ном контуре си-
воз- стемы отопле-
духа, ния °С
°С в пода- в об- в об- в об- в об- в об-
ющем ратном ласти ласти ласти ласти
трубо- трубо- 1 на 1 на 2 на 2 на
про- про- вы- вы- вы- вы-
воде воде соте 1 соте соте 1 соте
м. 1,5 м. м. 1,5 м.
21.03.202 21:00- 1,65 43,8 37,1 14,35 15,56 15,14 15,46
2 г. 23:00
21.03.202 23:00- -0,45 48,1 39,3 14,24 15,33 14,99 15,24
2 г. 01:00
21.03.202 01:00- -3,35 48,6 39,8 14,02 15,07 14,88 15,03
2 г. 03:00
21.03.202 03:00- -5,03 52,1 42,1 13,81 14,80 14,71 14,83
2 г. 05:00
Таблица 8
Результаты контроля параметров отопительного прибора
Дата Время Сред- Сред- Сред- Сред- Сред- Средняя
ний за няя ний за няя тем- ний за темпе-
период темпе- период пера- период ратура
тепло- ратура тепло- тура на тепло- на по-
вой по- на по- вой по- поверх- вой по- верхно-
ток от верхно- ток от ности ток от сти ОП,
ОП из- сти ОП, ОП из- ОП, °С ОП из- °C
мерен- °С мерен- мерен-
ный ный ный
ИТП 1 ИТП 2 ИТП 3
20.03.202 21:00- 854,21 23,12 1019,4 22,79 823,94 25,07
2 г. 23:00 6
20.03.202 23:00- 915,66 23,55 1104,8 23,42 893,60 25,76
2 г. 01:00 4
21.03.202 01:00- 995,16 24,17 1194,1 24,08 961,99 26,56
2 г. 03:00 8
20.03.202 03:00- 1068,47 24,67 1283,5 24,70 1034,98 27,29
2 г. 05:00 5
Как следует из таблиц 7, 8 тепловой режим исследуемого здания в период измерения в условиях неиспользования здания по назначению (2-3 дня после планового использования «топкой» бани по назначению) соответствует расчетной температуре 14-16 °С.
Результаты и выводы по работе:
1. Проведенные измерения (инструментальный контроль) обосновали актуальность работ по разработке схем систем отопления выявленным потенциалом снижения теплопотребления на отопительные цели здания 25-30 %.
2. Выявлены направления повышения эффективности системы отопления за счет конструктивных и режимных решений.
3. Предложен вариант реконструкции системы отопления изменением размещения отопительных приборов в помещении.
Литература
1. Кувшинов Ю.Я., Самарин О.Д. Основы обеспечения микроклимата зданий: Учеб. для вузов. - М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2012. - 200 с.
2. Муста Л.Г. Математическое моделирование теплового режима помещений. диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Новгородский государственный университет им. Ярослава Мудрого. Санкт-Петербург, 2009
3. Табунщиков, Ю. А. Математическое моделирование и оптимизация тепловой эффективности зданий / Ю. А. Табунщиков, М. М. Бродач. — М.: АВОК-ПРЕСС, 2002. — 194 с.
4. Повышение энергоэффективности зданий. Пер-шина Т.А., Онищенко М.Ю., Прокофьева Л.О. В книге: Вклад молодого специалиста в развитие строительной отрасли волгоградской области. Материалы региональной научно-практической конференции Волгоград. ФГБОУ ВПО "Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет". 2013. С. 132-135.
5. Муста Л.Г. Математические модели переноса тепла при экранировании внутренней поверхности однослойных и трехслойных строительных конструкций // НТВ СПбГПУ. - 2009. - №4. - С. 187-191.
6. Панферов С.В., Панферов В И. Адаптивное управление отоплением зданий // С. О. К. (Сантехника. Отопление. Кондиционирование). № 5. 2014. С. 66-69.
7. Панфёров, С.В. Энергосберегающая система управления температурным режимом отапливаемых зданий / С.В. Панфёров // Вестник ЮУрГУ. Сер. «Строительство и архитектура». - 2010. - №33.- С. 42-46.
8. Анисимова Е.Ю., Панферов В. И. Эффективность управления микроклиматом здания в нерабочее время // С. О. К. (Сантехника. Отопление. Кондиционирование). № 2. 2014. С. 72-78.
9. Система отопления здания зависимого присоединения с организацией в ней пульсирующего режима движения теплоносителя Левцев А.П., Лапин Е.С., Голянин А.А., Панкратьев Р.В. Патент на изобретение 2746638 C1, 19.04.2021. Заявка № 2020133525 от 13.10.2020.
10. Моделирование теплопередачи отопительного прибора с пульсирующим режимом течения теплоносителя Левцев А.П., Лысяков А.И., Лапин Е.С., Панкратьев Р.В. Инновации и инвестиции. 2019. № 10. С. 226-229.
11. Левцев А.П. Метод определения потенциала энергосбережения тепловой энергии здания / Левцев А.П., Ениватов А.В., Артемов И.Н., Зинкин Д.А. - Саранск, 2012. - с.260-262.
12. Левцев А.П. Оценка потенциала теплопотребле-ния зданий/ Лапин Е.С., Целяев А.В. - Пенза, 2020. - с. 154-159
13. Оценка потенциала энергосбережения в системах отопления общественных зданий и направление его использования, Ениватов А.В., Артемов И.Н., Неясов А.С., Артемов И.И. В сборнике: Энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии и системы. материалы Международной научно-практической конференции. Саранск, 2022. С. 241-249.
Justification for the use of a low-temperature circuit with heating panels
on (in) the internal building envelope Enivatov A.V., Artemov I.N., Neyasov A.S.
Mordovian State University. N.P. Ogareva JEL classification: L61, L74, R53
The paper considers some issues of efficiency of building heating systems. The results of measurements of indoor microclimate parameters using traditional heating devices (bimetallic radiators) placed in the niches of window openings and a flat heating wall panel (a coil of polypropylene pipes in a sand-cement frame) placed in the interior wall under the weather control mode of an autonomous heat generator are presented. With the normative (permissible) parameters (indoor air temperature and
X X О го А С.
X
го m
о
ю
2 О
м м
the inner surface of the enclosing structures), the heat flow through the outer walls with heating devices placed on them is 27.9% higher in relation to the heat flow through the outer wall without heating devices. Keywords: heating device; heat flow; heating system; microclimate. References
1. Kuvshinov Yu.Ya., Samarin O.D. Fundamentals of ensuring the microclimate of buildings: Proc. for universities. - M.: Publishing house of the Association of construction universities, 2012. - 200 p.
2. Musta L.G. Mathematical modeling of the thermal regime of premises. dissertation for the degree of Candidate of Technical Sciences / Novgorod
State University. Yaroslav the Wise. St. Petersburg, 2009
3. Tabunshchikov, Yu. A. Mathematical modeling and optimization of thermal
efficiency of buildings / Yu. A. Tabunshchikov, M. M. Brodach. — M.: AVOK-PRESS, 2002. — 194 p.
4. Improving the energy efficiency of buildings. Pershina T.A., Onishchenko
M.Yu., Prokofieva L.O. In the book: The contribution of a young specialist to the development of the construction industry in the Volgograd region. Materials of the regional scientific-practical conference Volgograd. FGBOU VPO "Volgograd State University of Architecture and Civil Engineering". 2013, pp. 132-135.
5. Musta L.G. Mathematical models of heat transfer when shielding the inner
surface of single-layer and three-layer building structures // NTV SPbGPU. - 2009. - No. 4. - S. 187-191.
6. Panferov S.V., Panferov V.I. Adaptive control of heating of buildings //
S.O.K. (Plumbing. Heating. Air conditioning). No. 5. 2014. S. 66-69.
7. Panferov, S.V. Energy-saving control system for the temperature regime of
heated buildings / S.V. Panferov // Bulletin of SUSU. Ser. "Construction and Architecture". - 2010. - No. 33. - P. 42-46.
8. Anisimova E.Yu., Panferov V.I. Efficiency of managing the microclimate of
a building during non-working hours // S.O.K. (Plumbing. Heating. Air conditioning). No. 2. 2014. S. 72-78.
9. Heating system of a building of dependent connection with the organization
of a pulsating mode of movement of the coolant in it Levtsev A.P., Lapin E.S., Golyanin A.A., Pankratiev R.V. Patent for invention 2746638 C1, 04/19/2021. Application No. 2020133525 dated 10/13/2020.
10. Modeling of heat transfer of a heating device with a pulsating coolant flow
Levtsev A.P., Lysyakov A.I., Lapin E.S., Pankratiev R.V. Innovation and investment. 2019. No. 10. S. 226-229.
11. Levtsev A.P. Method for determining the energy saving potential of thermal energy of a building / Levtsev A.P., Enivatov A.V., Artemov I.N., Zinkin D.A. - Saransk, 2012. - p.260-262.
12. Levtsev A.P. Evaluation of the heat consumption potential of buildings / Lapin E.S., Tselyaev A.V. - Penza, 2020. - p. 154-159
13. Evaluation of the energy saving potential in heating systems of public buildings and the direction of its use Enivatov A.V., Artemov I.N., Neyasov A.S., Artemov I.I. // In the collection: Energy-efficient and resource-saving technologies and systems. materials of the International scientific-practical conference. Saransk, 2022. S. 241-249.
CN CN O CN
an
O HI
m
X
<
m o x
X
