Для сравнения систем отопления рассчитывается традиционное централизованное отопление водяными радиаторами

8. Среднее потребление энергии системой централизованного отопления:

, Гкал/час (10.8)

9. Общее потребление энергии за отопительный период:

, Гкал (10.9)

10. Рассчитываются затраты на тепловую энергию в соответствии с тарифами (Постановление ГК ЕТО Челябинской области №42/15 от 30.11.2011 года.)

, руб. (10.10)

где К₃=747,48 руб/Гкал – тариф за тепловую энергию.

11. Сравнить затраты при использовании системы отопления «Теплый пол» и централизованной (конвективной) системы отопления водяными радиаторами. Сделать выводы.

Таблица 10.1.

Параметры	Номер варианта

Площадь стен S_с, м²
Площадь окон S_ок, м²	7,95	7,95	10,2	5,7	5,7	5,7	14,45	10,2	7,95
Площадь пола S_п, м²	22,3	19,6	28,7	11,7	11,7	15,7	69,7	28,7	19,6
Расчетная температура внутри помещения t_вн, ⁰С				20,5	20,4		21,8	21,5

Таблица 10.2.

Сопротивление теплопередаче R, м²·⁰С/Вт

Сопротивление теплопередаче стен, R_C	3,92
Сопротивление теплопередаче окон, R_ОК	0,64
Сопротивление теплопередаче пола, R_ПОЛ	1,43

Задача 11

Расчет и выбор ПЛЭН

Пленочный лучистый электронагреватель (ПЛЭН) является одним из оптимальных средств обогрева помещений. Тепловые лучи длиной волны 9 мкм, излучаемые прибором, нагревают пол и находящиеся в помещении предметы (рис. 11.1). Тепло находит аккумуляцию в предметах обстановки, в полу, которые, в свою очередь, отдают в окружающую среду вторичное тепло. Таким образом, чтобы получить комфортную температуру в помещении, воздух в нем нагревать не обязательно, как это принято в конвективных системах (рис. 11.1). Длинноволновый обогрев можно сравнить со световыми лучами. Правильно распределив в комнате источники света, можно добиться комфортабельного, равномерного освещения. Точно так же распределяются и инфракрасные излучатели.

А) б)

Рис. 11.1 Схема конвективной системы (а) и ПЛЭН (б)

Условия задачи:

Рассчитать мощность ПЛЭН в кВт и цену в рублях при использовании системы «ПЛЭН» для квартиры, расположенной в многоквартирном доме. Пренебречь теплопотерями через стены, потолок и пол на основе допущения, что данные потери являются минимальными в связи с принципом работы ПЛЭН.

Характеристики ПЛЭН:

Толщина всех типоразмеров пленочного электронагревателя – 0,25 мм.
Напряжение питания U – 220 В (или согласно требованию заказчика, возможно постоянное напряжение).
Частота тока – 50 Гц (синусоида, квазисинусоида – модифицированный синус).
Масса 1 м² – 300-550 г.
Длина тепловой волны – 8.8 - 9.5 мкм.
Пиковая удельная потребляемая мощность P_пик - 200 Вт/м² (в режиме разогрева).
Номинальная потребляемая мощность P_ном - 15 Вт/м².

Гарантийный срок эксплуатации - 25 лет с момента монтажа.
Срок эксплуатации с момента установки - 50 лет и более.

Цена Ц_ПЛЭН за 1 м² – 1000 руб. с учетом монтажных работ.

Цена регулятора Ц_р – 2000 руб/кВт установленной мощности.

Система может эксплуатироваться совместно с ветроэнергетической установкой, комплектом солнечных батарей и т.д. без дополнительного оборудования. В этом случае электрические и тепловые потери минимизируются.

Коэффициент покрытия потолочной поверхности определяется по таблице 11.1 в зависимости от климатической зоны и температуры самой холодной пятидневки в конкретном регионе:

Таблица 11.1

Климатическая зона и температуры самой холодной пятидневки

Варианты
Средняя зимняя температура за холодную пятидневку, °С	-50	-45	-40	-35	-25	-15	выше -15
Коэффициент покрытия К_п	1.00	0.90	0.80	0.65	0.60	0.55	0.50
Площадь помещения S, м²

Методика расчета

1. Из таблицы 11.1 выбирается коэффициент К_п, соответствующий конкретному региону.

2. Для каждого варианта выбирается площадь помещения S (м²):

3. Рассчитывается потребность площади ПЛЭН S_ПЛЭН для отопления помещения площадью S, т.е. какую площадь потолка (стены) необходимо покрыть ПЛЭН:

S_ПЛЭН = S·К_п, м²

4. Рассчитать установленную (пиковую) мощность на тепловое инфракрасное отопление:

P = S_ПЛЭН ·Pпик (11.1)

5. Рассчитать стоимость установки ПЛЭН С_ПЛЭН для вычисленной мощности P:

С_ПЛЭН = Ц_ПЛЭН · S_ПЛЭН + Ц_р (11.2)

6. Рассчитать энергопотребление ПЛЭН Е_ПЛЭН в месяц в нормальном (номинальном) режиме для двух вариантов систем оплаты в соответствие с Постановлением ГК «Единый тарифный орган» Челябинской области № 7/1 от 17 февраля 2014 г. однотарифная система оплаты за электроэнергию составляет К=2,51 руб/ кВт•ч.

Е_ПЛЭН = P_ном·К ·24·30 (11.3)

В случае, если суммарной установленной мощности не хватает для целей отопления и бытовых приборов, целесообразно использовать реле отключения неприоритетной нагрузки, которое позволяет временно отключать часть нагревательных контуров системы, когда суммарная нагрузка на сеть превышает разрешенную. Т.к., каждая из отапливаемых зон работает не более 10 минут в час, то нет целесообразности включать несколько зон одновременно. Таким образом, необходимую установленную для отопления мощность можно снизить до 4 раз без ущерба для него за счет применения логических реле либо контролеров. Тогда

Е_ПЛЭН = Pном·К·24·30/4 (11.4)

Задача 12