Расчет тепловой нагрузки дома. какую мощность отопления закладывать

Введение

Требования по определению тепловых нагрузок потребителей при разработке схем теплоснабжения отражены в следующих нормативных и законодательных актах:

— Федеральный Закон РФ от 27.07.2010 г. № 190-ФЗ ;

— приказ Министерства регионального развития РФ от 28.02.2009 г. № 610 ;

Договорные нагрузки, как правило, рассчитываются на основании проектных данных. Проектные нагрузки на отопление, в основном, зависят от расчётных параметров микроклимата помещений, расчётной температуры наружного воздуха в отопительный период (принимаемой равной температуре наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92 по 8. СП 131.13330.2012 ) и теплоизоляционных характеристик ограждающих конструкций. Проектные нагрузки на ГВС зависят от объёмов потребления горячей воды и её расчётной температуры.

За последние 20-30 лет многие из перечисленных выше параметров и характеристик неоднократно менялись. Менялись методики расчёта тепловых нагрузок, требования по тепловой защите ограждающих конструкций. В частности, в класс энергетической эффективности многоквартирных домов (МКД) определяется, исходя из сравнения (определение величины отклонения) фактических или расчётных (для вновь построенных, реконструированных и прошедших капитальный ремонт МКД) значений показателя удельного годового расхода энергетических ресурсов, отражающего удельный расход энергетических ресурсов на отопление, вентиляцию, ГВС и базовых значений показателя удельного расхода энергетических ресурсов в МКД. При этом фактические (расчётные) значения должны быть приведены к расчётным условиям для сопоставимости с базовыми значениями. Фактические значения показателя удельного годового расхода энергетических ресурсов определяются на основании показаний общедомовых приборов учёта.

Менялся и сам климат, в результате чего, например, для Санкт-Петербурга нормативная расчётная температура наружного воздуха за тридцать, с небольшим, лет повышена с –26 °С до –24 °С, расчётная длительность отопительного периода уменьшилась на 6 дней, а средняя температура отопительного периода увеличилась на 0,5 °С (с –1,8 до –1,3 °С).

Кроме указанных выше факторов, сами потребители тепловой энергии вносят вклад в энергосберегающие мероприятия, например, путём замены в квартирах деревянных окон на более герметичные – пластиковые.

Все эти изменения, в совокупности, способствуют тому, что фактическое теплопотребление и договорные тепловые нагрузки потребителей тепловой энергии отличаются.

Примеры разработанных Схем теплоснабжения ряда крупных населённых пунктов (например, Нижнего Новгорода) показали, что, если в качестве фактической нагрузки принимается договорная нагрузка (нагрузка, установленная в договорах теплоснабжения), это создаёт избыточный запас мощности теплоснабжающих организаций. Значительная доля нагрузки в этом случае оказывается невостребованной, но при этом сохраняются постоянные эксплуатационные расходы, что негативно отражается и на эффективности теплоснабжающих организаций (ТСО) и на потребителе тепловой энергии.

В Стратегии отмечено, что применяемая в настоящее время технология планирования систем теплоснабжения приводит к излишним инвестициям, созданию избыточной тепловой мощности во всех элементах энергосистем и сохранению низкого уровня эффективности всей российской энергетики.

Актуальность поднимаемой в статье темы обусловлена отсутствием в действующих нормативных и законодательных актах методов определения фактических тепловых нагрузок в расчётных элементах территориального деления при расчётных температурах наружного воздуха, проблемами согласования фактических тепловых нагрузок, применяемых для инвестиционного планирования в Схемах теплоснабжения с ТСО, а также последствиями неверного анализа тепловых нагрузок потребителей, установленных в договорах теплоснабжения.

Методы определения тепловых нагрузок

В настоящее время тепловые нагрузки рассчитываются несколькими основными способами:

  1. Расчет теплопотерь посредством укрупненных показателей;
  2. Определение параметров через различные элементы ограждающих конструкций, добавочных потерь на нагрев воздуха;
  3. Расчет теплоотдачи всей установленной в строении отопительно-вентиляционной техники.

Укрупненный метод расчета нагрузок на отопление

Еще одним методом расчета нагрузок на систему отопления является так называемая укрупненная методика. Как правило, используется подобная схема в том случае, когда отсутствует информация о проектах либо же подобные данные не соответствуют фактическим характеристикам.

Примеры тепловых нагрузок для жилых многоквартирных домов и их зависимость от количества проживающих людей и площади

Для укрупненного расчета тепловой нагрузки отопления используется довольно простая и незамысловатая формула:

Qmax от.=α*V*q0*(tв-tн.р. )*10-6

В формуле используются следующие коэффициенты: α является поправочным коэффициентом, учитывающим климатические условия в регионе, где построено здание (применяется в случае, когда расчетная температура отличная от -30С); q0 удельная характеристика отопления, выбираемая в зависимости от температуры наиболее холодной недели в году (так называемой «пятидневки»); V – наружный объем строения.

Виды тепловых нагрузок для учета в расчете

В ходе выполнения расчетов (а также при подборе оборудования) учитывается большое количество самых различных тепловых нагрузок:

  1. Сезонные нагрузки. Как правило, для них присущи следующие особенности:
  • В течение всего года происходит изменение тепловых нагрузок в зависимости от температуры воздуха снаружи помещения;
  • Годовые расходы теплоты, которые определяются метеорологическими особенностями того региона, где расположен объект, для которого рассчитываются тепловые нагрузки;

Регулятор тепловых нагрузок для котельного оборудования

  • Изменение нагрузки на систему обогрева в зависимости от времени суток. За счет теплостойкости наружных ограждений здания такие значения принимаются как незначительные;
  • Расходы тепловой энергии вентиляционной системы по часам суток.
  1. Круглогодичные тепловые нагрузки. Следует отметить, что для систем обогрева и горячего водоснабжения большинство отечественных объектов имеют тепловое потребление на протяжении года, которое изменяется довольно мало. Так, например, летом расходы тепловой энергии по сравнению с зимой снижается практически на 30-35%;
  2. Сухое тепло – конвекционный теплообмен и тепловое излучение от других подобных устройств. Определяется за счет температуры сухого термометра.

Данный фактор зависит от массы параметров, среди которых всевозможные окна и двери, оборудование, системы вентиляции и даже воздухообмен через щели в стенах и перекрытия. Еще обязательно учитывается количество людей, которые могут находиться в помещении;

  1. Скрытое тепло – испарения и конденсация. Опирается на температуру влажного термометра. Определяется объем скрытой теплоты влажности и ее источниками в помещении.

Теплопотери загородного дома

В любом помещении на влажность оказывают влияние:

  • Люди и их количество, которые одновременно находятся в помещении;
  • Технологическое и другое оборудование;
  • Потоки воздуха, которые проходят через трещины и щели в конструкциях здания.

1.3. Определение расхода теплоты на горячее водоснабжение.

1.3.1
Средний расход тепла на горячее
водоснабжение промышленных зданий,
Qсрг.в.с.,
Вт

Qг.в.с.ср
=

где


норма расхода горячей воды (л/сут) на
единицу измерения (СниП 2.04.01.85),

m

количество единиц измерений;

c

теплоемкость воды С
= 4187 Дж/кг 
С;

tг,
tх

температура горячей воды, соответственно
подаваемой в систему горячего водоснабжения
и холодной воды, С;

h

расчетная длительность подачи тепла
на горячее водоснабжение, С/сутки,
ч/сутки.

1.3.2
Средний расход теплоты на горячее
водоснабжение жилых и общественных
зданий, Qг.в.с.,
Вт

Расчет
производился для абонента-№1школы. Для
всех остальных расчет производился по
выше предложенной формуле, результаты
занесены в таблицу 2.2.

где
m

число человек,

  норма
расхода воды на г.в.с. при температуре
55 С
на одного человека в сутки (СНиП
2.04.0185,
приложение3)

в

норма расхода воды на горячее водоснабжение
принимаемая 25 л/сутки на 1 человека;

tх
температура холодной воды (водопроводной)
в отопительный период (при отсутствии
данных принимается равной 5С)

с

теплоемкость воды, С = 4,187 кДж/(кгС)

1.3.3.Максимальный
расход теплоты на горячее водоснабжение,
,Вт

134332,9

Расчет
производился для абонента-№1школы. Для
всех остальных расчет производился по
выше предложенной формуле, результаты
занесены в таблицу 2.2.

Таблица
2.1

Наименование
потребителей

Объем,
V,
тыс.м 3

Колво
проживающих m,
человек

Удельная
характеристика здания, Вт/м С

Норма
расхода горячей воды, а, л/сут.

qо

qв

1

2

3

4

5

6

  1. Школа

19008

550

0,38

0,29

10

  1. Дет.
    сад

17481,6

220

0,39

0,42

75

3.
Котельная

1440

15

0,2

0,6

_

4.
Общага

21600

360

0,43

85

5.
9 этажный дом 1

23328

388

0,42

85

6.
9 этажный дом 2

23328

388

0,42

85

7.
Аптека

1705

15

0,44

0,38

12

8.
Поликлиника

15015

350

0,35

0,29

13

Температура
внутри помещения, tв

Расчетная
температура

Расход
теплоты

Суммарный
расход теплоты, Q,
Вт.

для
отоп ления

для
вентиляции

на
отопление

на
вентиляцию

г.в.с.

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

1.
Школа +16

-25

-14

239588

112196

176945

82861

55972

134332,9

550866

251030

2.Дет.
сад +20

-25

-14

312938,1

161359

254630

173746,8

63968

153523,3

721091,4

399073,8

3.
Котельная +16

-25

-14

12634,5

5916,6

27734,4

17750

1090,3

2616,72

42985,6

24756,9

4.
Общага +18

-25

-14

419353,2

206749,5

_

_

115142.5

276342

695695,2

321892

5.
9 этажный дом 1 +18

-25

-14

442368,8

218096,6

_

_

124098

297835,2

740204

342194,6

6.
9 этажный дом 2 +18

-25

-14

442368,8

218096,6

_

_

124098

297835,2

740204

342194,6

7.
Аптека +15

-25

-14

32708,7

14882,4

20480,1

12853,1

1613,7

3872,9

57061,7

29349,2

8.
Поликлиника +20

-25

-14

241216

124361,3

151008,8

103040,8

38671

92811,04

485035,2

266073,1

Итог

2143176,3

630798,8

1259169,26

1.3.4.
Годовые расходы тепла жилыми и
общественными зданиями

а)
На отопление

;

б)
На вентиляцию

;

в)
На горячее водоснабжение

где
nо,
nr
– соответственно продолжительность
отопительного периода и длительность
работы системы горячего водоснабжения
в сек/год, (час/год).

Обычно
nr
= 30,2·105
с-год (8400ч/год);

tr
– температура горячей воды.

г)
Суммарный годовой расход тепла на
отопление, вентиляцию и горячее
водоснабжение

Точные расчеты тепловой нагрузки

Значение теплопроводности и сопротивление теплопередачи для строительных материалов

Но все же этот расчет оптимальной тепловой нагрузки на отопление не дает требуемую точность вычисления. Он не учитывает важнейший параметр – характеристики здания. Главной из них является сопротивление теплопередачи материал изготовления отдельных элементов дома – стен, окон, потолка и пола. Именно они определяют степень сохранения тепловой энергии, полученной от теплоносителя системы отопления.

Что же такое сопротивление теплопередачи (R)? Это величина, обратная теплопроводности (λ) – возможности структуры материала передавать тепловую энергию. Т.е. чем больше значение теплопроводности – тем выше тепловые потери. Для расчета годовой нагрузки на отопление воспользоваться этой величиной нельзя, так как она не учитывает толщину материала (d). Поэтому специалисты используют параметр сопротивление теплопередачи, который вычисляется по следующей формуле:

R=d/λ

Расчет по стенам и окнам

Сопротивление теплопередачи стен жилых зданий

Существуют нормированные значения сопротивления теплопередачи стен, которые напрямую зависят от региона, где расположен дом.

В отличие от укрупненного расчета нагрузки на отопление сначала нужно вычислить сопротивление теплопередачи для наружных стен, окон, пола первого этажа и чердака. Возьмем за основу следующие характеристики дома:

  • Площадь стен – 280 м². В нее включены окна – 40 м²;
  • Материал изготовления стен – полнотелый кирпич (λ=0.56). Толщина наружных стен – 0,36 м. Исходя из этого рассчитываем сопротивление телепередачи – R=0.36/0.56= 0,64 м²*С/Вт;
  • Для улучшения теплоизоляционных свойств был установлен наружный утеплитель – пенополистирол толщиной 100 мм. Для него λ=0,036. Соответственно R=0,1/0,036= 2,72 м²*С/Вт;
  • Общее значение R для наружных стен равно 0,64+2,72= 3,36 что является очень хорошим показателем теплоизоляции дома;
  • Сопротивление теплопередачи окон – 0,75 м²*С/Вт (двойной стеклопакет с заполнением аргоном).

Фактически тепловые потери через стены составят:

(1/3,36)*240+(1/0.75)*40= 124 Вт при разнице температуры в 1°С

Температурные показатели возьмем такие же, как и для укрупненного вычисления нагрузки на отопление +22°С в помещении и -15°С на улице. Дальнейший расчет необходимо делать по следующей формуле:

124*(22+15)= 4,96 кВт/час

Расчет по вентиляции

Затем необходимо вычислить потери через вентиляцию. Общий объем воздуха в здании составляет 480 м³. При этом его плотность примерно равна 1,24 кг/м³. Т.е. его масса равна 595 кг. В среднем за сутки (24 часа) происходит пятикратное обновление воздуха. В таком случае для вычисления максимальной часовой нагрузки для отопления нужно рассчитать тепловые потери на вентиляцию:

(480*40*5)/24= 4000 кДж или 1,11 кВт/час

Суммируя все полученные показатели можно найти общие тепловые потери дом:

4,96+1,11=6,07 кВт/час

Таким образом определяется точная максимальная тепловая нагрузка на отопление. Полученная величина напрямую зависит от температуры на улице. Поэтому для расчета годовой нагрузки на отопительную систему нужно учитывать изменение погодных условий. Если средняя температура в течение отопительного сезона составляет -7°С, то итоговая нагрузка на отопление будет равна:

(124*(22+7)+((480*(22+7)*5)/24))/3600)*24*150(дней отопительного сезона)=15843 кВт

Меняя температурные значения можно сделать точный расчет тепловой нагрузки для любой системы отопления.

Полученная величина указывает на фактические затраты энергоносителя при работе системы. Существует несколько способов регулирования тепловой нагрузки отопления. Наиболее действенный из них – уменьшение температуры в комнатах, где нет постоянного присутствия жильцов. Это можно осуществить с помощью терморегуляторов и установленных датчиков температуры. Но при этом в здании должна быть установлена двухтрубная система отопления.

Для вычисления точного значения тепловых потерь можно воспользоваться специализированной программой Valtec. В видеоматериале показа пример работы с ней.

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.  

Тепловая нагрузка

Один из главных факторов, воздействующих на ее значение — степень утепления дома. СНиП 23-02-2003, регламентирующий тепловую защиту зданий, нормирует данный фактор, выводя рекомендованные значения теплового сопротивления ограждающих конструкций для каждого региона страны.

Мы приведем два метода исполнения подсчетов: для зданий, соответствующих СНиП 23-02-2003, и для домов с ненормированным тепловым сопротивлением.

Нормированное тепловое сопротивление

Инструкция по расчету тепловой мощности в этом случае выглядит так:

  • За базовое значение берутся 60 ватт на 1 м3 полного (включая стенки) объема дома.
  • Для каждого из окон к этому значению дополнительно добавляется 100 ватт тепла. Для каждой ведущей на улицу двери — 200 ватт.
Регион страны Коэффициент
Краснодар, Ялта, Сочи 0,7 — 0,9
область и Москва, Петербург 1,2 — 1,3
Иркутск, Хабаровск 1,5 — 1,6
Чукотка, Якутия 1,8 — 2,0

Давайте как пример выполним расчет для дома размерами 12*12*6 метров с двенадцатью окнами и двумя дверьми на улицу, расположенного в Севастополе (средняя температура января — +3С).

  1. Отапливаемый количество образовывает 12*12*6=864 кубометра.
  2. Базовая тепловая мощность образовывает 864*60=51840 ватт.
  3. двери и Окна пара увеличат ее: 51840+(12*100)+(2*200)=53440.
  4. Только мягкий климат, обусловленный близостью моря, вынудит нас применять региональный коэффициент, равный 0,7. 53440*0,7=37408 Вт. Именно на это значение и возможно ориентироваться.

Ненормированное тепловое сопротивление

Что делать, в случае если уровень качества утепления дома заметно лучше либо хуже рекомендованного? В этом случае для оценки тепловой нагрузки возможно применять формулу вида Q=V*Dt*K/860.

В ней:

  • Q — заветная тепловая мощность в киловаттах.
  • V — отапливаемый количество в кубометрах.
  • Dt — отличие температур между домом и улицей. В большинстве случаев берется дельта между рекомендованным СНиП значением для внутренних помещений (+18 — +22С) и средним минимумом уличной температуры в наиболее холодный месяц за последние пара лет.
Описание здания Коэффициент утепления
3 — 4 Кладка в полкирпича, либо дощатая стенки, либо профлист на каркасе; остекление в одну нитку
2 — 2,9 Кладка в кирпич, остекление в две нитки в древесных рамах
1 — 1,9 Кладка в полтора кирпича; окна с однокамерными стеклопакетами
0,6 — 0,9 Наружное утепление пенопластом либо минватой; двухкамерные энергосберегающие стеклопакеты

Давайте повторим вычисления для нашего дома в Севастополе, уточнив, что его стенки являются кладкой толщиной 40 см из ракушечника (пористой осадочной породы) без внешней отделки, а остекление выполнено однокамерными стеклопакетами.

  1. Коэффициент утепления примем равным 1,2.
  2. Количество дома мы вычислили ранее; он равен 864 м3.
  3. Внутреннюю температуру примем равной рекомендованным СНиП для регионов с нижним пиком температур выше -31С — +18 градусам. Сведения о среднем минимуме любезно посоветует широко узнаваемая интернет-энциклопедия: он равен -0,4С.
  4. Расчет, так, будет иметь вид Q = 864 * (18 — -0,4) * 1,2 / 860 = 22,2 КВт.

Как легко подметить, подсчет дал итог, отличающийся от взятого по первому методу в полтора раза. Обстоятельство, в первую очередь в том, что средний минимум, использованный нами, заметно отличается от полного минимума (около -25С). Повышение дельты температур в полтора раза ровно во столько же раз увеличит оценочную потребность здания в тепле.

Гигакалории

В расчетах количества тепловой энергии, приобретаемой зданием либо помещением, наровне с киловатт-часами употребляется еще одна величина — гигакалория. Она соответствует количеству тепла, нужному для нагрева 1000 тысячь киллограм воды на 1 градус при давлении в 1 атмосферу.

Как пересчитать киловатты тепловой мощности в гигакалории потребляемого тепла? Все легко: одна гигакалория равна 1162,2 КВт*ч. Так, при пиковой мощности источника тепла в 54 КВт большая часовая нагрузка на отопление составит 54/1162,2=0,046 Гкал*час.

Помещение

Как подсчитать потребность в тепле для отдельной помещения? Тут употребляются те же схемы расчетов, что для дома в целом, с единственной поправкой. В случае если к помещению примыкает отапливаемое помещение без собственных отопительных устройств, оно включается в расчет.

Так, в случае если к помещению размером 4*5*3 метра  примыкает коридор размером 1,2*4*3 метра, тепловая мощность отопительного прибора рассчитывается для объема в 4*5*3+1,2*4*3=60+14,4=74,4 м3.

Избыточность и точный расчет

Стоит с самого начала оговорить одну тонкость расчетов: абсолютно точные значения потерь тепла через пол, потолок и стены, которые приходится компенсировать системе отопления, вычислить практически невозможно. Можно говорить лишь о той или иной степени достоверности оценок.

Причина – в том, что на теплопотери влияет слишком много факторов:

  • Тепловое сопротивление капитальных стен и всех слоев отделочных материалов.
  • Наличие или отсутствие мостиков холода.
  • Роза ветров и расположение дома на рельефе местности.
  • Работа вентиляции (которая, в свою очередь, опять-таки зависит от силы и направления ветра).
  • Степень инсоляции окон и стен.

Есть и хорошие новости. Практически все современные отопительные котлы и системы распределенного отопления (теплые полы, электрические и газовые конвектора и т.д.) снабжаются термостатами, дозирующими расход тепла в зависимости от температуры в помещении.

Выносной термостат газового котла.

С практической стороны это означает, что избыточная тепловая мощность повлияет лишь на режим работы отопления: скажем, 5 КВт*ч тепла будут отданы не за один час непрерывной работы с мощностью 5 КВт, а за 50 минут работы с мощностью 6 КВт. Следующие 10 минут котел или другой нагревательный прибор проведет в режиме ожидания, не потребляя электроэнергию или энергоноситель.

Единственное исключение из общего правила связано с работой классических твердотопливных котлов и обусловлено тем, что снижение их тепловой мощности связано с серьезным падением КПД из-за неполного сгорания топлива. Проблема решается установкой в контур теплоаккумулятора и дросселированием отопительных приборов термоголовками.

Простейшая схема отопления с теплоаккумулятором.

Котел после растопки работает на полной мощности и с максимальным КПД до полного прогорания угля или дров; затем накопленное теплоаккумулятором тепло дозировано расходуется на поддержание оптимальной температуры в помещении.

Большая часть прочих нуждающихся в расчете параметров тоже допускает некоторую избыточность. Впрочем, об этом – в соответствующих разделах статьи.

Пример расчета тепловых нагрузок объекта коммерческого назначения

Это помещение на первом этаже 4-х этажного здания. Месторасположение — г. Москва.

Исходные данные по объекту

Адрес объекта г. Москва
Этажность здания 4 этажа
Этаж на котором расположены обследуемые помещения первый
Площадь обследуемых помещений 112,9 кв.м.
Высота этажа 3,0 м
Система отопления Однотрубная
Температурный график 95-70 град. С
Расчетный температурный график для этажа на котором находится помещение 75-70 град. С
Тип розлива Верхний
Расчетная температура внутреннего воздуха + 20 град С
Отопительные радиаторы, тип, количество Радиаторы чугунные М-140-АО – 6 шт.
Радиатор биметаллический Global (Глобал) – 1 шт.
Диаметр труб системы отопления Ду-25 мм
Длина подающего трубопровода системы отопления L = 28,0 м.
ГВС отсутствует
Вентиляция отсутствует
Тепловая нагрузка по договору (час/год) 0,02/47,67 Гкал

Расчетная теплопередача установленных радиаторов отопления, с учетом всех потерь, составила 0,007457 Гкал/час.

Максимальный расход теплоэнергии на отопление помещения составил 0,001501 Гкал/час.

Итоговый максимальный расход — 0,008958 Гкал/час или 23 Гкал/год.

В итоге рассчитываем годовую экономию на отопление данного помещения: 47,67-23=24,67 Гкал/год. Таким образом можно сократить расходы на теплоэнергию почти вдвое. А если учесть, что текущая средняя стоимость Гкал в Москве составляет 1,7 тыс. рублей, то годовая экономию в денежном эквиваленте составит 42 тыс. рублей.

Методика расчета

Для проведения расчета или перерасчета тепловой нагрузки на отопление зданий, уже эксплуатируемых или вновь подключаемых к системе отопления проводят следующие работы:

  1. Сбор исходных данные об объекте.
  2. Проведение энергетического обследования здания.
  3. На основании полученной после обследования информации производится расчет тепловой нагрузки на отопление, ГВС и вентиляцию.
  4. Составление технического отчета.
  5. Согласование отчета в организации, предоставляющей теплоэнергию.
  6. Заключение нового договора или изменение условий старого.

Сбор исходный данных об объекте тепловой нагрузки

Какие данные необходимо собрать или получить:

  1. Договор (его копия) на теплоснабжение со всеми приложениями.
  2. Справка оформленная на фирменном бланке о фактической численности сотрудников (в случае производственного зданий) или жителей (в случае жилого дома).
  3. План БТИ (копия).
  4. Данные по системе отопления: однотрубная или двухтрубная.
  5. Верхний или нижний розлив теплоносителя.

Все эти данные обязательны, т.к. на их основе будет производиться расчет тепловой нагрузки, так же вся информация попадет в итоговый отчет. Исходные данные, кроме того, помогут определиться со сроками и объемами работа. Стоимость же расчета всегда индивидуальна и может зависеть от таких факторов как:

  • площадь отапливаемых помещений;
  • тип системы отопления;
  • наличия горячего водоснабжения и вентиляции.

Энергетическое обследование здания

Энергоаудит подразумевает выезд специалистов непосредственно на объект. Это необходимо для того, чтобы провести полный осмотр системы отопления, проверить качество ее изоляции. Так же во время выезда собираются недостающие данные об объекте, которые невозможно получить кроме как по средствам визуального осмотра. Определяются типы используемых радиаторов отопления, их месторасположение и количество. Рисуется схема и прикладываются фотографии. Обязательно осматриваются подводящие трубы, измеряется их диаметр, определяется материал, из которого они изготовлены, как эти трубы подведены, где расположены стояки и т.п.

В результат такого энергетического обследования (энергоаудита) заказчик получит на руки подробный технический отчет и на основании этого отчета уже и будет проихводиться расчет тепловых нагрузок на отопление здания.

Технический отчет

Технический отчет по расчету тепловой нагрузки должен состоять из следующих разделов:

  1. Исходные данные об объекте.
  2. Схема расположения радиаторов отопления.
  3. Точки вывода ГВС.
  4. Сам расчет.
  5. Заключение по результатам энергоаудита, которое должно включать сравнительную таблицу максимальных текущих тепловых нагрузок и договорных.
  6. Приложения.
    1. Свидетельство членства в СРО энергоаудитора.
    2. Поэтажный план здания.
    3. Экспликация.
    4. Все приложения к договору по энергоснабжению.

После составления, технический отчет обязательно должен быть согласован с теплоснабжающей организацией, после чего вносятся изменения в текущий договор или заключается новый.

Как воспользоваться результатами вычислений

Зная потребность здания в тепловой энергии, домовладелец может:

  • четко подобрать мощность теплосилового оборудования для обогрева коттеджа;
  • набрать нужное количество секций радиаторов;
  • определить необходимую толщину утеплителя и выполнить теплоизоляцию здания;
  • выяснить расход теплоносителя на любом участке системы и при необходимости выполнить гидравлический расчет трубопроводов;
  • узнать среднесуточное и месячное потребление тепла.

Последний пункт представляет особый интерес. Мы нашли величину тепловой нагрузки за 1 час, но ее можно пересчитать на более продолжительный период и вычислить предполагаемый расход топлива — газа, дров или пеллет.

Выводы

1. Приведение договорных тепловых нагрузок к фактическому теплопотреблению – актуальная задача при разработке и актуализации Схем теплоснабжения поселений и городских округов.

2. Ввиду отсутствия в действующих нормативных и законодательных актах методов определения фактических тепловых нагрузок в расчётных элементах территориального деления при расчётных температурах наружного воздуха, при выполнении актуализации Схемы теплоснабжения Санкт-Петербурга анализ фактического теплопотребления был выполнен по двум методикам:

— на основании показаний узлов учёта тепловой энергии, установленных на объектах теплопотребления абонентов;

— на основании показаний узлов учёта, установленных на коллекторах источников тепловой энергии.

Полученные результаты выявили преимущества и недостатки каждого из методов.

3. Анализ фактического теплопотребления, выполненный по представленным методикам, показал, что фактические тепловые нагрузки при расчётных температурах наружного воздуха в зонах действия источников теплоснабжающих организаций Санкт-Петербурга за отопительный период 2015/2016 гг. ниже договорных.

4. Одним из возможных мотивирующих факторов пересмотра договорных тепловых нагрузок потребителей является переход на двухставочный тариф по тепловой энергии.

Литература

1. Федеральный Закон РФ от 27.07.2010 г. № 190-ФЗ «О теплоснабжении».

2. Постановление Правительства РФ от 22.02.2012 г. № 154 «О требованиях к схемам теплоснабжения, порядку их разработки и утверждения».

3. Приказ Министерства регионального развития РФ от 28.02.2009 г. № 610 «Об утверждении Правил установления и изменения (пересмотра) тепловых нагрузок».

4. Приказ Министерства энергетики РФ и Министерства регионального развития РФ от 29.12.2012 г. № 565/667 «Об утверждении методических рекомендаций по разработке схем теплоснабжения».

5. СП 124.13330.2012 (Актуализированная редакция СНиП 41-02-2003) Тепловые сети.

6. Приказ Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ от 06.06.2016 г. № 399/пр «Об утверждении Правил определения класса энергетической эффективности многоквартирных домов».

7. Семенов В.Г. Стратегия развития теплоснабжения и когенерации в Российской Федерации на период до 2020 года (4-я версия от 05.09.2016 г.). http://www.energosovet.ru/teplo_strateg.php.

8. СП 131.13330.2012 (Актуализированная редакция СНиП 23-01-99*) Строительная климатология.

9. Постановление Правительства РФ от 18.11.2013 г. № 1034 «О коммерческом учёте тепловой энергии, теплоносителя».

10. Приказ Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ от 17.03.2014 г. № 99/пр «Об утверждении Методики осуществления коммерческого учёта тепловой энергии, теплоносителя».

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

12. СП 60.13330.2012 (Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003) Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий