Расчет тепловой нагрузки на отопление и смежных величин

Нагрузка на вентиляцию – расчет, формулы и альтернативные способы

Расчет тепловой нагрузки на отопление и смежных величин

Подача воздуха в помещения не может осуществляться без предварительной подготовки. Производится комплекс мероприятий, состоящих из очистки от пыли и нежелательных компонентов (фильтрование) и подогрева потока.

В зимнее время эта процедура крайне важна, иначе придется многократно усиливать интенсивность отопительной системы. Кроме того, холодные воздуховоды станут местами конденсации влаги, что создаст условия для возникновения коррозии и разрушения конструкций здания.

Все эти операции требуют предварительного расчета для получения максимальной эффективности.

Что такое нагрузка на вентиляцию?

Вентиляционная система играет в процессе обогрева здания важную роль. Количество тепловой энергии, расходуемой на подогрев приточного потока, нередко превышает расход тепла в отопительном контуре. Эта энергия называется тепловой нагрузкой на вентиляцию.

В небольших помещениях — квартирах или офисах — тепловая нагрузка практически отсутствует. Условия вентиляции таких помещений не нуждаются в принудительной подаче приточного потока, поэтому подготовка свежего потока отсутствует. Однако, в зданиях с крупными залами и большим количеством людей, возникает необходимость в нагреве приточного воздуха.

Для увеличения температуры используются калориферы электрического или (чаще всего) водяного (парового) типа.

Процесс нагрева представляет собой обычный проход потока воздуха сквозь рамку, заполненную ребристыми горячими трубками. Они отдают тепловую энергию потоку воздуха, а циркулирующий теплоноситель не дает им остывать.

Такие конструкции являются самыми экономичными, хотя и требуют довольно трудоемкого монтажа обвязки и подачи теплоносителя.

Особенностью нагрузки на вентиляцию является адресное расходование энергии. Если вентиляцию отключить, демонтировать или реорганизовать, расход энергии либо прекратится, либо изменит количественные показатели.

При необходимости величину тепловой нагрузки можно изменить. Например, это делается при смене сезонов, когда нагрев приточного воздуха становится не нужен. Кроме того, режим нагрева потока приходится менять при реконструкции вентиляционной системы, присоединении дополнительных линий.

Расчет нагрузки на вентиляцию

Величина тепловой нагрузки подлежит тщательному расчету. Она относится к расходной части, поэтому требует максимальной эффективности при минимальных расходах. Процесс расчета — сложная задача, доступная только опытным специалистам.

Проблема не в математике, а в множестве мелких деталей, которые необходимо учитывать и принимать во внимание. Если их игнорировать, в результате можно получить слишком малый нагрев потока или чрезмерные затраты на избыточную нагрузку.

  Теплоснабжение приточных установок – клапаны и приводы

Расчет производится отдельно на приточную вентиляцию, хотя нагрузка на нее является составной частью общих расходов тепловой энергии на отопление здания.

При создании проекта сумма вычисляется общий тепловой контур путем сложения всех расходов на отопление, нагрев воздуха, питание теплого пола и ГВС.

Все эти компоненты вносят свой вклад в обогрев помещений и могут создать избыточное количество тепла, что означает лишние затраты.

Расчет нагрузки на практике представляет собой определение мощности и параметров калорифера. Основная формула выглядит следующим образом:

Qт=L∙ρвозд∙Cвозд∙(tвн– tнар)

где:

  • Qт — мощность калорифера в ваттах
  • L — расход воздуха (параметры вентилятора или отдельной линии)
  • ρвозд — плотность воздуха. Обычно принимается равной 1,22 кг/м3
  • Cвозд — удельная теплоемкость воздуха, 0,24 ккал/(Кг·°С)
  • tвн– tнар — разница температур внутри и снаружи помещения

Мощность калорифера — это одна из технических характеристик, указываемых в паспорте устройства. Расчетное значение обычно увеличивают на 10-15 %, чтобы иметь некоторый запас на случай снижения производительности системы.

Она вызывается уменьшением сечения трубок из-за накопления известковых отложений, понижением температуры теплоносителя и прочими причинами.

При необходимости можно сразу рассчитать количество теплоносителя в определенных условиях.

Для этого используется следующая формула:

G= (3,6∙Qт)/(св∙(tпр-tобр ) )

где:

  • G — количество теплоносителя
  • Qт — мощность калорифера
  • св — удельная теплоемкость воды (4,187 Дж/кГ·К или 1 ккал/(Кг·°С)
  • tпр-tобр — разница температур прямой и обратной линий теплового контура

Все расчеты представляют определенную сложность и нередко пугают неопытных пользователей. Однако, можно получить вполне точные результаты, если воспользоваться онлайн-калькулятором. Их много в сети, надо только выполнить расчет в нескольких ресурсах. Чтобы можно было сравнить и исправить результаты.

Способы снижения расхода тепла на вентиляцию

Снижение расхода тепловой энергии на вентиляцию — довольно сомнительная задача. Дело в том, что расчетное количество тепла является нормативным, оптимальным значением для данного помещения или системы.

Любое снижение количества тепловой энергии может означать лишь изменение режима подготовки приточного потока в худшую сторону.

В этом отношении наиболее правильным подходом видится максимально точный и тщательный расчет системы с учетом всех особенностей здания, его назначения и прочих факторов воздействия.

Однако, есть некоторые возможности для снижения расхода энергии путем гибкой регулировки подачи тепла в зависимости от внешних факторов.

Поскольку расчетные показатели получены с использованием постоянных значений внутренней и наружной температур воздуха, можно установить систему контроля и изменения степени нагрева.

За основу она будет брать значения температур внутри и снаружи, для чего используют датчики и контроллер. Он оперативно реагирует на подъем или снижение показаний датчиков и регулирует подачу тепла на калорифер.

Важно! Распространенным и эффективным способом экономии энергии является рекуперация. Это методика передачи тепловой энергии от выводимого вытяжного потока свежему приточному воздуху. Существует несколько конструкций рекуператоров, обладающих разной производительностью и возможностями. Методика позволяет снизить теплопотери на 20 %, а в некоторых системах и более.

Еще одним способом снижения расхода можно считать обычную экономию тепла, своевременную отсечку неиспользуемых линий, прекращение подачи теплого воздуха в неиспользуемые помещения. Этот метод не даст значительной экономии в обычных жилых или общественных зданиях, но в условиях производственных цехов может стать одним из существенных источников экономии.

Альтернативные способы подогрева приточного воздуха

Необходимо учитывать, что эффективных альтернатив уже используемым методам практически не существует. Все способы подогрева применяются достаточно активно, за исключением слишком затратных или малоэффективных. Однако, есть некоторые возможности, которые используются в квартирах.

Одним из методов является оконный или стеновой клапан, который направлен на радиатор системы отопления. Свежий холодный воздух проходит по нагретой поверхности и получает вполне приемлемую температуру. В производственных цехах иногда делают установки, сжигающие отходы и направляющие полученное тепло на подготовку приточного воздуха и ГВС.

Используются все доступные варианты, которыми располагают пользователи.

: как сэкономить на отоплении рекуператором

Источник: https://RSVgroup.ru/otoplenie/teplovaya-nagruzka-na-ventilyatsiyu.html

Гост р 56778-2015 системы передачи тепла для отопления помещений. методика расчета энергопотребления и эффективности, гост р от 27 ноября 2015 года №56778-2015

Расчет тепловой нагрузки на отопление и смежных величин

ГОСТ Р 56778-2015

ОКС 91.140.10

Дата введения 2016-07-01

1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью “СанТехПроект” (ООО “СанТехПроект”)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 “Строительство”

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 ноября 2015 г. N 2031-ст

4 Настоящий стандарт разработан с учетом основных нормативных положений европейского стандарта ЕН 15316-2-1:2007* “Системы отопления в зданиях. Метод расчета энергопотребления и эффективности систем. Часть 2-1. Городские системы теплообразования” (EN 15316-2-1:2007 “Deutsche Fassung Heizungsanlagen in .

Verfahren zur Berechnung der Energieanforderungen und Nutzungsgrade der Anlagen. Teil 2-1: die Raumheizung”, NEQ)________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. – Примечание изготовителя базы данных.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8).

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе “Национальные стандарты”, а официальный текст изменений и поправок – в ежемесячном информационном указателе “Национальные стандарты”.

В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя “Национальные стандарты”.

Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования – на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Введение

Настоящий стандарт является одним из стандартов, разработанных с учетом основных нормативных положений европейских стандартов серии ЕН 15316 под общим наименованием “Системы теплоснабжения в зданиях.

Методика расчета энергопотребности и эффективности системы теплоснабжения”, в которых установлены методы расчета потребления энергии и эффективности систем отопления в зданиях, в том числе в комбинации с системами бытового горячего водоснабжения.

В настоящем стандарте рассмотрены методы расчета энергетических потерь в системах (установках) передачи тепла для отопления в помещениях.

Методику расчета используют для оценки потребления энергии системами (установками) отопления помещений в проектируемых и эксплуатируемых зданиях.

Нормативный характер имеет лишь метод расчета. Требуемые для проведения расчетов значения величин следует принимать по соответствующим стандартам и правилам, действующим на национальном уровне.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает структуру метода расчета потребления энергии отопительными системами помещения и требуемые для этого входные и выходные параметры в целях разработки единого метода расчета.

Метод основан на анализе следующих характеристик устройств теплоотдачи для отопления помещений, включая регулирование:

– температурные перекосы в помещении;

– устройство панельного отопления;

– средства и точность регулирования температуры внутри помещения.

Потребление энергии в системе рассчитывают отдельно для тепловых и электрических нагрузок.

Нормативный характер имеет только метод расчета.

Стандарт не распространяется на оборудование, материалы и изделия системы.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 30494-2011 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях

ГОСТ Р 54860-2011 Теплоснабжение зданий.

Общие положения методики расчета энергопотребности и эффективности систем теплоснабжения

ГОСТ Р 54862-2011 Энергоэффективность зданий.

Методы определения влияния автоматизации, управления и эксплуатации здания, расчета энергопотребности и эффективности систем теплоснабжения

Примечание – При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования – на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю “Национальные стандарты”, который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя “Национальные стандарты” за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3.1 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по [1], а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1 вторичные тепловые энергетические ресурсы: Тепловые потери системы, которые могут быть повторно использованы, для снижения потребности полезной энергии для отопления и охлаждения или для уменьшения конечной энергетической потребности систем отопления или охлаждения.

3.1.2 использованные вторичные энергетические ресурсы: Часть возвратных тепловых потерь системы, которые были утилизированы, возвращены и обусловили снижение потребления энергии для отопления и кондиционирования в виде тепловой энергии или расхода энергоносителя.

3.1.3 кондиционируемая зона: Отапливаемая или охлаждаемая часть объема помещения с заданной температурой, для которого допустимые температурные колебания регулируются системами отопления и кондиционирования.

3.1.4 отапливаемое помещение: Помещение, в котором заданная температура воздуха поддерживается системой отопления.

3.1.5 первичная энергия: Потенциальная энергия различных видов энергоресурсов, не подвергшаяся процессам преобразования (сжигания) или трансформации.

Примечания

1 Первичная энергия включает в себя как возобновляемую, так и невозобновляемую энергию. Если оба вида энергии учитывают, то они должны быть обозначены как общая первичная энергия.

2 Для здания первичная энергия – энергия, которая требуется для получения поставленной в здание энергии. Ее рассчитывают с помощью коэффициентов пересчета на основании количества генерируемой поставленной и подведенной энергии энергоносителей.

3.1.6 подведенная энергия: Энергия энергоносителя, подведенная к потребителю от внешних генерирующих систем, выработанная с помощью генерирующих установок, размещенных в здании или вне здания.

Примечания

1 Подведенная энергия может различаться по способу выработки, например: распределительная, раздельная выработка тепловой и электрической энергии, комбинированная выработка тепловой и электрической энергии (когенерация), фотоэлектрический метод или комбинированная выработка тепловой, электрической энергии и холода для климатизации (тригенерация).

2 Подведенную энергию определяют расчетом или измерением.

3.1.7 потребленная энергия для отопления: Тепло, которое подведено к отапливаемому помещению, чтобы обеспечить заданную температуру в определенный период.

Примечания

1 Энергопотребление рассчитывают и измеряют только по затратам.

2 Энергопотребление может изменяться в зависимости от дополнительных теплопоступлений или теплопотерь, возникающих, например, при неравномерном температурном распределении и неидеальном регулировании температуры.

3.1.8 потребность энергии для отопления: Расчетное количество энергии для системы отопления, необходимое для поддержания заданной температуры в отапливаемом помещении в заданный период.

3.1.9 расчетный временной период: Временной период, для которого проводят расчет, (т.е. период времени, рассматриваемый при проведении расчетов).

Примечание – Расчетный период может быть разделен на ряд шагов вычислений, на ряд расчетных интервалов.

3.1.10 теплопотери помещения: Теплопотери через оболочку здания (ограждающие конструкции), потери, обусловленные неравномерным распределением тепловых потоков, отсутствием балансировки и регулировки теплоотдачи отопительных приборов, встроенных в ограждающие конструкции здания.

Источник: http://docs.cntd.ru/document/1200127459

Расчёт тепловой мощности, точный и упрошенный

Расчет тепловой нагрузки на отопление и смежных величин

Начало выполнения подготовки проекта отопления, как жилых загородных домов, так и производственных комплексов, следует с теплотехнического расчёта. В качестве источника тепла предполагается тепловая пушка.

Что представляет собой теплотехнический расчёт?

Расчёт тепловых потерь является основополагающим документом, призванным решать такую задачу, как организация теплоснабжения сооружения.

Он определяет суточное и годовое потребление тепла, минимальную потребность жилого либо промышленного объекта в тепловой энергии и тепловые потери для каждого помещения.

Решая такую задачу, как теплотехнический расчёт, следует учитывать комплекс характеристик объекта:

Зачем нужен теплотехнический расчёт?

  • Чтобы определить мощность котла. Предположим, Вы приняли решение снабдить загородный дом либо предприятие системой автономного отопления. Чтобы определиться с выбором оборудования, в первую очередь потребуется рассчитать мощность отопительной установки, которая понадобится для бесперебойной работы горячего водоснабжения, кондиционирования, систем вентиляции, а также эффективного обогрева здания. Определяется мощность автономной отопительной системы, как общая сумма тепловых затрат на обогрев всех помещений, а также тепловых затрат на прочие технологические нужды. Отопительная система должна обладать определённым запасом мощности, чтобы работа при пиковых нагрузках не сократила срок её службы.
  • Для выполнения согласования на газификацию объекта и получения ТУ. Получить разрешение на газификацию объекта необходимо в том случае, если используется природный газ в качестве топлива для котла. Для получения ТУ потребуется предоставить значения годового расхода топлива (природного газа), а также суммарные значения мощности тепловых источников (Гкал/час). Эти показатели определяются в результате проведения теплового расчёта. Согласование проекта на осуществление газификации объекта – это более дорогостоящий и продолжительный метод организации автономного отопления, по отношению к монтажу отопительных систем, функционирующих на отработанных маслах, установка которых не требует согласований и разрешений.
  • Для выбора подходящего оборудования. Данные теплового расчёта являются определяющим фактором при выборе приборов для отопления объектов. Следует учитывать множество параметров – ориентацию по сторонам света, габариты дверных и оконных проёмов, размеры помещений и их расположение в здании.

Как происходит теплотехнический расчёт

Можно воспользоваться упрощённой формулой, чтобы определить минимально допустимую мощность тепловых систем:

Qт (кBт/час) =V * ΔT * K /860, где

Qт – это тепловая нагрузка на определённое помещение; K – коэффициент теплопотерь здания;

V – объём (в м3) отапливаемого помещения (ширина комнаты на длину и высоту);

ΔT – разница (обозначена С) между необходимой температурой воздуха внутри и температурой снаружи.

Такой показатель, как коэффициент потерь тепла (К), зависит от изоляции и типа конструкции помещения. Можно использовать упрощённые значения, рассчитанные для объектов разных типов:

  • K = от 0,6-ти до 0,9-ти (повышенная степень теплоизоляции). Небольшое количество окон, снабжённых сдвоенными рамами, стены из кирпича с двойной теплоизоляцией, крыша из высококачественного материала, массивное основание пола;
  • К = от 1-го до 1,9-ти (теплоизоляция средней степени). Двойная кирпичная кладка, крыша с обычной кровлей, небольшое количество окон;
  • K = от 2-х до 2,9 (низкая теплоизоляция). Конструкция сооружения упрощённая, кирпичная кладка одинарная.
  • K = 3-х – 4-х (отсутствие теплоизоляции). Сооружение из металлического или гофрированного листа либо упрощённая деревянная конструкция.

Определяя разницу между требуемой температурой внутри обогреваемого объёма и температурой снаружи (ΔT), следует исходить из степени комфорта, которую Вы желаете получить от тепловой установки, а также из климатических особенностей того региона, в котором находится объект. В качестве параметра по умолчанию принимаются значения, определённые CHиП 2.04.05-91:

  • +18 – общественные здания и производственные цеха;
  • +12 – комплексы высотного складирования, склады;
  • + 5 – гаражи, а также склады без постоянного обслуживания.
ГородРасчётная наружная температура, °CГородРасчётная наружная температура, °C
Днепропетровск– 25Каунас– 22
Екатеринбург– 35Львов– 19
Запорожье– 22Москва– 28
Калининград– 18Минск– 25
Краснодар– 19Новороссийск– 13
Казань– 32Нижний Новгород– 30
Киев– 22Одесса– 18
Ростов– 22Санкт-Петербург– 26
Самара– 30Севастополь– 11
Харьков– 23Ялта– 6

Расчёт по упрощённой формуле не позволяет учитывать различия тепловых потерь здания в зависимости от типа ограждающих конструкций, утепления и размещения помещений.

Так, например, больше тепла потребуют комнаты с большими окнами, высокими потолками и угловые помещения. В то же время минимальными тепловыми потерями отличаются помещения, которые не имеют внешних ограждений.

Желательно использовать следующую формулу при расчёте такого параметра, как минимальная тепловая мощность:

Qт (kВт/час)=(100 Вт/м2 * S (м2) * K1 * K2 * K3 * K4 * K5 * K6 * K7)/1000, где

S – площадь комнаты, м2;
Bт/м2 – удельная величина потерь тепла (65-80 ватт/м2). В этот показатель входят утечки тепла через вентиляцию, поглощения стенами, окнами и прочие виды утечек;
К1 – коэффициент утечки тепла через окна:

  • при наличии тройного стеклопакета К1 = 0,85;
  • если стеклопакет двойной, то К1 = 1,0;
  • при стандартном остеклении К1 = 1,27;

К2 – коэффициент потерь тепла стен:

  • высокая теплоизоляция (показатель К2 = 0,854);
  • утеплитель толщиной 150 мм либо стены в два кирпича (показатель К2=1,0);
  • низкая теплоизоляция (показатель К2=1,27);

К3 – показатель, определяющий соотношение площадей (S) окон и пола:

  • 50% КЗ=1,2;
  • 40% КЗ=1,1;
  • 30% КЗ=1,0;
  • 20% КЗ=0,9;
  • 10% КЗ=0,8;

К4 – коэффициент температуры вне помещения:

  • -35°C K4=1,5;
  • -25°C K4=1,3;
  • -20°C K4=1,1;
  • -15°C K4=0,9;
  • -10°C K4=0,7;

К5 – количество выходящих наружу стен:

  • четыре стены К5=1,4;
  • три стены К5=1,3;
  • две стены К5=1,2;
  • одна стена К5=1,1;

К6 – тип теплоизоляции помещения, которое располагается над отапливаемым:

  • обогреваемое К6-0,8;
  • теплая мансарда К6=0,9;
  • не отапливаемый чердак К6=1,0;

К7 –высота потолков:

  • 4,5 метра К7=1,2;
  • 4,0 метра K7=1,15;
  • 3,5 метра К7=1,1;
  • 3,0 метра К7=1,05;
  • 2,5 метра K7=1,0.

Приведём в качестве примера расчёт минимальной мощности отопительной автономной установки (по двум формулам) для отдельно стоящего сервисного помещения СТО (высота потолка 4м, площадь 250 м2, объём 1000 м3, окна большие с обычным остеклением, теплоизоляция потолка и стен отсутствует, конструкция – упрощённая).

По упрощённому расчёту:

Qт (кВт/час) = V * ΔT * K/860=1000 *30*4/860=139,53 кВт, где

V – объем воздуха в отапливаемом помещении (250 *4), м3; ΔT – разница показателей между температурой воздуха извне комнаты и требуемой температурой воздуха внутри помещения (30°С); К – коэффициент теплопотерь строения (для зданий без теплоизоляции К = 4,0);

860 – перевод в кВт/час.

Более точный расчёт:

Qт (кВт/час) = (100 Вт/м2 * S (м2) * K1 * K2 * K3 * K4 * K5 * K6 * K7)/1000 = 100*250*1,27*1,27*1,1*1,5*1,4*1*1,15/1000=107,12 кВт/час, где

S – площадь помещения, для которого выполняется расчёт (250 м2); K1 – параметр утечки тепла через окна (стандартное остекление, показатель К1 равен 1,27); К2 – значение утечки тепла через стены (плохая теплоизоляция, показатель К2 соответствует 1,27); К3 – параметр соотношения габаритов окон к площади пола (40%, показатель К3 равен 1,1); K4 – значение температуры снаружи (-35 °C, показатель K4 соответствует 1,5); K5 – количество стен, которые выходят наружу (в данном случае четыре К5 равен 1,4); К6 – показатель, определяющий тип помещения, расположенного непосредственно над отапливаемым (чердак без утепления К6=1,0);

K7 – показатель, определяющий высоту потолков (4,0 м, параметр К7 соответствует 1,15).

Как можно видеть из произведённого расчёта, вторая формула предпочтительнее для расчёта мощности отопительных установок, поскольку она учитывает гораздо большее количество параметров (особенно если необходимо определить параметры маломощного оборудования, предназначенного для эксплуатации в небольших помещениях).

К полученному результату надо приплюсовать небольшой запас по мощности для увеличения срока эксплуатации теплового оборудования.
Выполнив несложные расчёты, Вы сможете без помощи специалистов определить необходимую мощность автономной отопительной системы для оснащения объектов жилого или промышленного назначения.

Купить тепловую пушку и другое обогреватели можно на сайте компании или посетив наш розничный магазин.

Источник: https://www.Komplektacya.ru/spravochnik/teplovoe-oborudovanie1/raschet-teplovoj-moschnosti

Расчет тепловой нагрузки на отопление и смежных величин – Учебник сантехника

Расчет тепловой нагрузки на отопление и смежных величин

Как вычисляется расчетная тепловая нагрузка на отопление? Какие конкретно факторы воздействуют на потребность дома в тепловой энергии? Как именно подобрать отопительные устройства оптимальной мощности? В статье мы попытаемся ответить на эти и другие вопросы.

Несложнее, еще легче

Сходу оговорим один нюанс: эта статья ориентирована на обладателей частных домов и квартир с автономным отоплением. Методики расчетов систем отопления многоквартирных зданий достаточно сложны и должны учитывать массу факторов: работу вентиляции, розу ветров, степень инсоляции здания и другое.

При же, в то время, когда речь заходит об отоплении помещения одного маленького дома, тепловую мощность несложнее подобрать с определенным запасом. Цена нескольких дополнительных секций батареи чуть ли покажется разорительной на фоне неспециализированной цене строительства.

Эксплуатационные затраты же при должной организации не увеличатся вовсе: дроссели и термостаты ограничат тепловую мощность в утепленные дни, в то время, когда она не будет востребованной.

Итак: наша цель — обучиться делать расчет нагрузки на отопление максимально несложными и понятными неспециалисту методами.

Что считаем

Нам предстоит обучиться рассчитывать:

  • Неспециализированную тепловую мощность (суммарную мощность отопительных устройств, а при автономной системы — еще и мощность котла).
  • Мощность отдельного отопительного прибора в раздельно забранном помещении.

Помимо этого, мы затронем пара смежных величин:

  • Расчет объёма и количества теплоносителя расширительного бака системы отопления.
  • Подбор производительности циркуляционного насоса.
  • Выбор оптимального диаметра розлива.

По площади

СНиПы полувековой давности предлагают несложную схему расчета, которой многие пользуются сейчас: на 1 квадратный метр площади отапливаемого помещения берется 100 ватт тепла. На дом площадью 100 квадратов необходимо 10 КВт. Точка.

Легко, ясно и через чур неточно.

Обстоятельства?

  1. СНиПы разрабатывались для многоквартирных домов. Утечки тепла в квартире, окруженной отапливаемыми помещениями, и в частном доме с очень холодным воздухом за стенками несопоставимы.
  2. Расчет верен для квартир с высотой потолка 2,5 метра. Более большой потолок увеличит количество помещения, а, значит, и затраты тепла.
  1. Через двери и окна теряется куда больше тепловой энергии, чем через стенки.
  2. Наконец, будет логичным высказать предположение, что теплопотери в Сочи и Якутске будут очень сильно различаться. Повышение дельты температур между улицей и помещением вдвое увеличит затраты тепла на отопление ровно в два раза. Физика, но.

По объему

Для помещений с нормированным тепловым сопротивлением ограждающих конструкций (для Москвы — 3,19 м2*С/Вт) возможно применять расчет тепловой мощности по объему помещения.

  • На кубометр отапливаемого объема квартиры берется 40 ватт тепла. На кубометр объема частного дома без неспециализированных стен с соседними отапливаемыми строениями — 60.
  • На каждое окно к базовому значению добавляется 100 ватт тепловой энергии. На каждую ведущую на улицу дверь — 200.
  • Полученная мощность умножается на региональный коэффициент:
РегионКоэффициент
Краснодар, Крым0,7-0,9
Ленинградская и Столичная области1,2-1,3
Сибирь, Дальний Восток1,5-1,6
Чукотка, Якутия2,0

Давайте еще раз вычислим потребность в тепловой мощности отопления для дома площадью 100 квадратов, но сейчас конкретизируем задачу:

ПараметрЗначение
Высота потолков3,2 м
Количество окон8
Количество ведущих на улицу дверей2
РазмещениеГ. Тында (средняя температура января — -28С)
  1. Высота потолков в 3,2 метра даст нам внутренний количество дома в 3,2*100=320 м3.
  2. Базовая тепловая мощность составит 320*60=19200 ватт.
  3. Окна и двери внесут свою лепту: 19200+(100*8)+(200*2)=20400 ватт.
  4. Бодрящий мороз января вынудит нас применять климатический коэффициент 1,7. 20400*1,7=34640 ватт.

Как нетрудно подметить, отличие с расчетом по первой схеме не просто громадна — она разительна.

Что делать, в случае если уровень качества утепления дома значительно лучше либо хуже, чем предписывает СНиП ‘Тепловая защита зданий’?

По коэффициенту и объёму утепления

Инструкция для данной ситуации сводится к применения формулы вида Q=V*Dt*K/860, в которой:

  • Q — заветный показатель тепловой мощности в киловаттах.
  • V — Количество отапливаемого помещения.
  • Dt -дельта температур между улицей и помещением в пик холодов.
  • K — коэффициент, зависящий от степени утепления здания.

Две переменных требуют отдельных комментариев.

Дельта температур берется между предписанной СНиП температурой жилого помещения (+18 для регионов с нижней границей зимних холодов до -31С и +20 — для территорий с более сильными морозами) и средним минимумом наиболее холодного месяца. Ориентироваться на полный минимум не следует: рекордные холода редки и, простите за невольный каламбур, погоды не делают.

Коэффициент утепления возможно вывести аппроксимацией данных из следующей таблицы:

Коэффициент утепленияОграждающие конструкции
0,6 — 0,9Пенопластовая либо минераловатная шуба, утепленная кровля, энергосберегающие тройные стеклопакеты
1,-1,9Кладка в полтора кирпича, однокамерные стеклопакеты
2 — 2,9Кладка в кирпич, окна в древесных рамах без утепления
3-4Кладка в полкирпича, остекление в одну нитку

Давайте еще раз выполним расчет тепловых нагрузок на отопление для нашего дома в Тынде, уточнив, что он утеплен пенопластовой шубой толщиной 150 мм и защищен от непогоды окнами с тройными стеклопакетами.

Фактически, в противном случае современные дома в условиях Крайнего Севера не строятся.

  1. Температуру в дома примем равной +20 С.
  2. Средний минимум января услужливо посоветует общеизвестная интернет-энциклопедия. Он равен -33С.
  3. Так, Dt=53 градуса.
  4. Коэффициент утепления заберём равным 0,7: обрисованное нами утепление близко к верхней границе эффективности.

Q=320*53*0,7/860=13,8 КВт. Именно на это значение и стоит ориентироваться при выборе котла.

Подбор мощности отопительного прибора

Как вычислить тепловую нагрузку на участок контура, соответствующий раздельно забранному помещению?

Несложнее несложного: сделав расчет по одной из вышеприведенных схем, но уже для объема помещения. Скажем, на помещение площадью 10 м2 будет приходиться ровно 1/10 неспециализированной тепловой мощности, в соответствии с расчету по последней схеме она равна 1380 ватт.

Как подобрать отопительный прибор с нужными чертями?

В общем случае — просто-напросто изучив документацию на присмотренный вами радиатор либо конвектор. Производители в большинстве случаев показывают значение теплового потока для отдельной секции либо всего прибора.

Нюанс: тепловой поток в большинстве случаев указывается для 70-градусной дельты температур между воздухом и теплоносителем в помещении. Уменьшение данной дельты в два раза повлечет за собой двукратное падение мощности.

В случае если в силу каких-то обстоятельств сайт и документация производителя недоступны, возможно ориентироваться на следующие средние значения:

Тип секционного радиатораТепловой поток на одну секцию, ватты
Чугунный140-160
Биметаллический (алюминий и сталь)180
Алюминиевый200

Раздельно стоит оговорить расчет теплоотдачи регистра.

Для горизонтальной трубы круглого сечения она рассчитывается по формуле Q=Pi*Dн*L*k*Dt, в которой:

  • Q — тепловая мощность в ваттах,
  • Pi — число ‘пи’, принимаемое равным 3,1415,
  • Dн — наружный диаметр секции регистра в метрах.
  • L — протяженность трубы в метрах.
  • k — коэффициент теплопроводности, который для металлической трубы берется равным 11,63 Вт/м2*С,
  • Dt — дельта температур между воздухом и теплоносителем в помещении.

Обычный регистр имеет несколько секций. Наряду с этим все они, не считая первой, находятся в восходящем потоке теплого воздуха, что сокращает параметр Dt и прямо воздействует на теплоотдачу. Как раз исходя из этого для второй и других секций употребляется дополнительный коэффициент 0,9.

Сопроводим примером и данный расчет.

Давайте вычислим тепловую мощность четырехсекционного регистра длиной три метра, выполненного из трубы с наружным диаметром 208 мм, при температуре теплоносителя 70 воздуха и температуре градусов в помещении 20 градусов.

  1. Мощность первой секции составит 3,1415*0,208*3*11,63*50=1140 ватт (с округлением до целого числа).
  2. Мощность второй и других секций равна 1140*0,9=1026 ватт.
  3. Полная тепловая мощность регистра — 1140+(1026*3)=4218 ватт.

Количество расширительного бака

Это один из параметров, нуждающихся в расчете в автономной отопительной системе. Расширительный бак обязан вместить избыток теплоносителя при его температурном расширении. Цена его недостаточного объема — постоянное срабатывание предохранительного клапана.

Но: завышенный количество бачка никаких негативных последствий не имеет.

В несложном варианте расчета бак берется равным 10% общего числа теплоносителя в контуре. Как определить количество теплоносителя?

Вот пара несложных решений:

  • Система заполняется водой, по окончании чего та сливается в любую мерную посуду.
  • Помимо этого, в сбалансированной системе количество теплоносителя в литрах приблизительно равен 13-кратной мощности котла в киловаттах.

Более сложная (но и дающая более надежный итог) формула расчета бачка выглядит так:

V = (Vt х E)/D.

В ней:

  • V — искомый количество бака в литрах.
  • Vt — количество теплоносителя в литрах.
  • Е — коэффициент расширения теплоносителя при большой рабочей температуре контура.
  • D — коэффициент эффективности бака.

Источник: https://partner-tomsk.ru/otoplenie/raschet-teplovoy-nagruzki-na-otoplenie-i-smezhnyih-velichin

Расчет тепловой нагрузки отопления здания. Определяем потери

Расчет тепловой нагрузки на отопление и смежных величин

Отопительная система является многокомпонентной схемой, предназначенной для обеспечения требуемых температурных показателей в зданиях. Грамотный расчёт показателей тепловой нагрузки обогрева позволяет минимизировать затраты на оплату энергоносителей и сделать пребывание в здании комфортным вне зависимости от времени года.

Определение тепловой нагрузки

Само определение «Тепловая нагрузка» характеризует получение определённого количества теплоэнергии за одну единицу времени в конкретных условиях.

В отопительный сезон такой показатель должен изменяться согласно установленному температурному графику теплоснабжения.

Он отражает общий объём теплоэнергии, расходуемой всей отопительной конструкцией на прогрев строений до нормативного температурного уровня в самый холодный период.

Профессиональный расчёт показателя нагрузки необходим в следующих случаях:

  • отсутствие приборов учёта;
  • сокращение расчётной нагрузки;
  • снижение расходов на обогрев здания;
  • проектирование индивидуальной системы обогрева;
  • изменение состава потребляющего энергию оборудования;
  • подтверждение лимита для потребляемой тепловой энергии;
  • выявление причин потери тепловой эффективности и перерасхода;
  • оптимальное распределение субабонентов, использующих в работе тепло;
  • подсоединение к схеме отопления построек и сооружений, потребляющих тепло;
  • уточнение тепловых нагрузок и заключение договора со снабжающими организациями.

При определении максимальной почасовой нагрузки на отопление учитывается количество тепла, используемого с целью сохранения нормированных показателей на протяжении одного часа при максимально неблагоприятных внешних воздействиях.

Как рассчитать нагрузку?

Показатель тепловой нагрузки определяется несколькими наиболее важными факторами, поэтому при выполнении расчётных мероприятий в обязательном порядке требуется учитывать:

  • общую площадь остекления и количество дверей;
  • разницу температурных режимов за пределами и внутри строения;
  • уровень производительности, режим эксплуатации системы вентиляции;
  • толщину конструкций и материалы, задействованные в возведении строения;
  • свойства кровельного материала и основные конструктивные особенности крыши;
  • величину инсоляции и степень поглощения солнечного тепла внешними поверхностями.

Практикуется применение нескольких способов вычисления тепловой нагрузки, которые заметно различаются не только степенью сложности, но и точностью полученных расчётных результатов. Важно предварительно собрать необходимые для проектирования и расчётных мероприятий сведения, касающиеся схемы установки радиаторов и места вывода ГВС, а также поэтажный план и экспликацию сооружения.

Формулы расчёта

Исходя из общих потребностей здания в тепловой энергии и технических характеристик постройки, с целью определения оптимального количества теплоты за единицу времени могут использоваться разные стандартные формулы.

При отсутствии приборов учёта: Q = V × (Тх – Тy) / 1000

Обозначение

Параметр

V

Объём теплового носителя в отопительной системе

Тх

Показатели температурного режима нагретого теплоносителя (60-65оС)

Тy

Исходная температура не нагретого теплового носителя

1000

Стандартный поправочный числовой множитель

Схема отопления с замкнутым типом контура:

Qот = α × qо × V × (Тв – Тн.р) × (1 + Kн.р) × 0,000001

Обозначение

Параметр

α

Корректирующий погодные характеристики числовой множитель при уличном температурном режиме, отличном от минус 30оС

V

Показатели объёма строения в соответствии с наружными замерами

Отопительный удельный показатель при температурном режиме -30оС

Расчётные показатели внутреннего температурного режима в строении

tн.р

Расчётный режим наружного температурного режима для проектирования отопительной системы

Kн.р

Поправочный числовой множитель в виде соотношения теплопотерь с инфильтрацией и тепловой передачей посредством внешних конструктивных элементов

Применение поправочного числового множителя

При выполнении расчётов тепловой нагрузки обязательно учитывается поправочный числовой множитель, при помощи которого определяется отличие расчётного температурного режима наружного воздуха для проектов отопительных систем. В таблице представлены поправочные числовые множители для различных климатических зон, расположенных на территории Российской Федерации.

-35оС

-36оС

-37оС

-38оС

-39оС

-40оС

0,95

0,94

0,93

0,92

0,91

0,90

В других регионах России, где расчётный температурный режим наружных воздушных масс при проектировании отопительной системы находится на уровне минус 31°С или ниже, значения расчётных температур внутри обогреваемых помещений принимаются в соответствии с данными, приведёнными в действующей редакции СНиП 2.08.01-85.

На что обратить внимание при расчётах

В соответствии с действующим СНиП, на каждые 10 м2 обогреваемой площади должно приходится не менее 1 кВт тепловой мощности, но при этом в обязательном порядке учитывается так называемый региональный поправочный числовой множитель:

  • зона с умеренными климатическими условиями – 1.2-1.3;
  • территория южных регионов – 0.7-0.9;
  • районы крайнего севера – 1.5-2.0.

Кроме прочего, немаловажное значение имеет высота потолочных конструкций и индивидуальные тепловые потери, которые напрямую зависят от типовых характеристик эксплуатируемого строения. Как правило, на каждый кубометр полезной площади затрачивается 40 ватт тепловой энергии, но при выполнении расчётов потребуется также учитывать следующие поправки:

  • наличие окна – плюс 100 ватт;
  • наличие двери – плюс 200 ватт;
  • угловое помещение – поправочный числовой множитель 1.2-1.3;
  • торцевая часть здания – поправочный числовой множитель 1.2-1.3;
  • частное домовладение – поправочный числовой множитель 1.5.

Практическое значение имеют показатели потолочного и стенового сопротивления, потери тепла через конструкции ограждающего типа и функционирующую вентиляционную систему.

Вид материала

Уровень термического сопротивления

Кирпичная кладка в три кирпича

0,592 м2 × с/Вт

Кирпичная кладка в два с половиной кирпича

0,502 м2 × с/Вт

Кирпичная кладка в два кирпича

0,405 м2 × с/Вт

Кирпичная кладка в один кирпич

0,187 м2 × с/Вт

Газосиликатные блоки толщиной 200 мм

0,476 м2 × с/Вт

Газосиликатные блоки толщиной 300 мм

0,709 м2 × с/Вт

Бревенчатые стены толщиной 250 мм

0,550 м2 × с/Вт

Бревенчатые стены толщиной 200 мм

0,440 м2 × с/Вт

Бревенчатые стены толщиной 100 мм

0,353 м2 × с/Вт

Деревянный неутеплённый пол

1,85 м2 × с/Вт

Двойная деревянная дверь

0,21 м2 × с/Вт

Штукатурка толщиной 30 мм

0,035 м2 × с/Вт

Каркасные стены толщиной 20 см с утеплением

0,703 м2 × с/Вт

В результате функционирования вентиляционной системы потери тепловой энергии в зданиях составляют порядка 30-40%, через кровельные перекрытия уходит примерно 10-25%, а сквозь стены – около 20-30%, что должно учитываться при проектировании и расчёте тепловой нагрузки.  

Средняя тепловая нагрузка

Максимально просто осуществляется самостоятельный расчёт тепловой нагрузки по площади здания или отдельно взятого помещения. В этом случае показатели обогреваемой площади умножаются на уровень тепловой мощности (100 Вт). Например, для здания общей площадью 180 м2 уровень тепловой нагрузки составит:

180 × 100 Вт = 18000 Вт

Таким образом, для максимально эффективного обогрева здания площадью 180 м2 потребуется обеспечить 18 кВт мощности. Полученный результат необходимо разделить на количество тепла, выделяемого в течение одного часа отдельной секцией установленных отопительных радиаторов.

18000 Вт / 180 Вт = 100

В результате можно понять, что в разных по назначению и площади помещениях здания должно быть установлено не менее 100 секций.

С этой целью можно приобрести 10 радиаторов, имеющих по 10 секций, или остановить свой выбор на других вариантах комплектации.

Следует отметить, что средняя тепловая нагрузка чаще всего рассчитывается в зданиях, оснащённых централизованной системой отопления при температурных показателях теплоносителя в пределах 70-75оС.  

Расчёт тепловой нагрузки ГВС

Общие показатели тепловой нагрузки на оборудованную систему горячего водоснабжения в течение года определяются в соответствии со следующей формулой:

Qyhw = 24 Qhw / 1 + khl = (365 – m) × khl + zht + а × (365 – m – zht) × 55 – twcs /55 – twc

Обозначение

Параметр

khl

Поправочный числовой множитель тепловой потери трубопроводными системами горячего водоснабжения

twc

Температурные показатели холодной воды (стандарт – 5)

m

Количество суток без горячего водоснабжения

zht

Количество суток в течение отопительного сезона при среднесуточных показателях температуры на улице ниже 8°C

а

Поправочный числовой множитель снижения уровня разбора воды в зданиях летом: 0,9 – жилые строения и 1 – здания другого назначения

twcs

Температурные показатели холодной воды летом (для открытых источников водоснабжения поправочный числовой множитель равен 15)

Нужно учитывать, что среднюю почасовую тепловую нагрузку на горячее водоснабжение в зданиях необходимо определять не только для зимнего отопительного сезона, но и для неотопительного периода в летние месяцы.

При этом важно помнить, что если в процессе проектирования системы отопления выявлено, что оптимизация расходов на оплату энергоносителя – это не приоритетная задача, то вполне допустимо использовать на практике наименее точные и простые в понимании методики расчётов. 

Читайте так же:

Источник: https://eurosantehnik.ru/raschet-teplovoj-nagruzki-doma-kakuyu-moshhnost-otopleniya-zakladyvat.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.