Самостоятельный расчет тепловой нагрузки на отопление: часовых и годовых показателей

Расчет тепловой нагрузки на горячее водоснабжение

P = (qh_hr,u x U) / (qh x N x 3600) = (1,7 x 4) / (0,2 х 2 х 3600) = 0,00472,

где:qh_hr,u = 1,7 л;

U = 4 человека — количество персонала;

qh = 0,2 л/с;

N = 2 — число санитарно-технических приборов с горячей водой.

P_hr = (3600 х P х qh) / qh_0,hr  = (3600 х 0,00472x 0,2) / 200 = 0,016992,

где:qh_0,hr  = 200;

 а_hr = 0,207

q_t = qh_u x U/ 1000 x T = 10,2 x 4/ 1000 x 24 = 0,0017 м3/час

где: qh_u = 10,2 л/час

q_hr = 0,005 х qh_0,hr  х  а_hr = 0,005 х 200 х 0,207 = 0,207 м3/час

а) в течении среднего часа

Qh_T = 1,16 х qh_T х (65 – tc) + Qht = 1,16 х 0,0017 х (65 – 5) + 0,017748= 0,136068 кВт x 859,8 = 116,9913 ккал /ч (0,0001169913 Гкал/ч)

б) в течении часа максимального потребления

Qh_hr = 1,16 х qh_hr х (65 – tc) + Qht = 1,16 х 0,207 х (65 – 5) + 2,16108= 16,56828 кВт x 859,8 =  14245,407 ккал /ч (0,014245407 Гкал/ч)

Q_hгод = g_umh ´  m ´ с ´ r ´ [(65 – t_сз)´ Z_з]´ (1+ K_т.п) ´ 10-6  =  10,2 ´ 4 ´ 1 ´ 1 ´ ´ (1+ 0,3) ´ 10-6 = 1,16158 Гкал/год

где: g_umh = 10,2 л/сутки

Посмотреть на примеры экономии воды

Пример расчета мощности батарей отопления

Возьмем помещение площадью 15 квадратных метров и с потолками высотой 3 метра.Объем воздуха, который предстоит нагреть в отопительной системе составит:

 V=15×3=45 метров кубических

Далее считаем мощность, которая потребуется для обогрева помещения заданного объема. В нашем случае — 45 кубических метров. Для этого необходимо умножить объем помещения на мощность, необходимую для обогрева одного кубического метра воздуха в заданном регионе. Для Азии, Кавказа это 45 вт, для средней полосы 50 вт, для севера около 60 вт. В качестве примера возьмем мощность 45 вт и тогда получим:

45×45=2025 вт — мощность, необходимая для обогрева помещения с кубатурой 45 метров

Нормы теплоотдачи для отопления помещения

Согласно практике для отопления помещения с высотой потолка не превышающей 3 метра, одной наружной стеной и одним окном, достаточно 1 кВт тепла на каждые 10 квадратных метров площади.

Для более точного расчета теплоотдачи радиаторов отопления необходимо сделать поправку на климатическую зону, в которой находится дом: для северных районов для комфортного отопления 10 м2 помещения необходимо 1,4-1,6 кВт мощности; для южных районов – 0,8-0,9 кВт. Для Московской области поправки не нужны. Однако как для Подмосковья, так и для других регионов рекомендуется оставлять запас мощности в 15% (умножив расчетные значения на 1,15).

Существуют и более профессиональные методы оценки, описанные далее, но для грубой оценки и удобства вполне достаточно и этого способа. Радиаторы могут оказаться чуть более мощными, чем минимальная норма, однако при этом качество отопительной системы лишь возрастет: будет возможна более точная настройка температуры и низкотемпературный режим отопления.

Полная формула точного расчета

Подробная формула позволяет учесть все возможные варианты потери тепла и особенности помещения.

Q = 1000 Вт/м2*S*k1*k2*k3…*k10,

• где Q – показатель теплоотдачи;
• S – общая площадь помещения;
• k1-k10 – коэффициенты, учитывающие теплопотери и особенности установки радиаторов.

Показать значения коэффициентов k1-k10

k1 – к-во внешних стен в помещения (стен, граничащих с улицей):

• одна – k1=1,0;
• две – k1=1,2;
• три – k1-1,3.

k2 – ориентация помещения (солнечная или теневая сторона):

• север, северо-восток или восток – k2=1,1;
• юг, юго-запад или запад – k2=1,0.

k3 – коэффициент теплоизоляции стен помещения:

• простые, не утепленные стены – 1,17;
• кладка в 2 кирпича или легкое утепление – 1,0;
• высококачественная расчетная теплоизоляция – 0,85.

k4 – подробный учет климатических условий локации (уличная температура воздуха в самую холодную неделю зимы):

• -35°С и менее – 1,4;
• от -25°С до -34°С – 1,25;
• от -20°С до -24°С – 1,2;
• от -15°С до -19°С – 1,1;
• от -10°С до -14°С – 0,9;
• не холоднее, чем -10°С – 0,7.

k5 – коэффициент, учитывающий высоту потолка:

• до 2,7 м – 1,0;
• 2,8 — 3,0 м – 1,02;
• 3,1 — 3,9 м – 1,08;
• 4 м и более – 1,15.

k6 – коэффициент, учитывающий теплопотери потолка (что находится над потолком):

• холодное, неотапливаемое помещение/чердак – 1,0;
• утепленный чердак/мансарда – 0,9;
• отапливаемое жилое помещение – 0,8.

k7 – учет теплопотерь окон (тип и к-во стеклопакетов):

• обычные (в том числе и деревянные) двойные окна – 1,17;

• окна с двойным стеклопакетом (2 воздушные камеры) – 1,0;
• двойной стеклопакет с аргоновым заполнением или тройной стеклопакет (3 воздушные камеры) – 0,85.

k8 – учет суммарной площади остекления (суммарная площадь окон : площадь помещения):

• менее 0,1 – k8 = 0,8;
• 0,11-0,2 – k8 = 0,9;
• 0,21-0,3 – k8 = 1,0;
• 0,31-0,4 – k8 = 1,05;
• 0,41-0,5 – k8 = 1,15.

k9 – учет способа подключения радиаторов:

• диагональный, где подача сверху, обратка снизу – 1,0;
• односторонний, где подача сверху, обратка снизу – 1,03;
• двухсторонний нижний, где и подача, и обратка снизу – 1,1;
• диагональный, где подача снизу, обратка сверху – 1,2;
• односторонний, где подача снизу, обратка сверху – 1,28;
• односторонний нижний, где и подача, и обратка снизу – 1,28.

k10 – учет расположения батареи и наличия экрана:

• практически не прикрыт подоконником, не прикрыт экраном – 0,9;
• прикрыт подоконником или выступом стены – 1,0;
• прикрыт декоративным кожухом только снаружи – 1,05;
• полностью закрыт экраном – 1,15.

После определения значений всех коэффициентов и подстановки их в формулу, можно посчитать максимально надежный уровень мощности радиаторов. Для большего удобства ниже находится калькулятор, где можно рассчитать те же самые значения быстро выбрав соответствующие исходные данные.

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:

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:

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:

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.

К полученным результатам нужно прибавить значение тепловых потерь через крышу и пол. Это можно сделать поправочным коэффициентом 1,2 – 6,07*1,2=7,3 кВт/ч.

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.

Анатолий Коневецкий, Крым, Ялта

Анатолий Коневецкий, Крым, Ялта

Уважаемая Ольга! Извините,что обращаюсь к Вам еще раз. Что-то у меня по Вашим формулам получается немыслимая тепловая нагрузка: Кир=0,01*(2*9,8*21,6*(1-0,83)+12,25)=0,84 Qот=1,626*25600*0,37*((22-(-6))*1,84*0,000001=0,793 Гкал/час По укрупненной формуле, приведенной выше, получается всего 0,149 Гкал/час. Не могу понять, в чем дело? Разъясните пожалуйста! Извините за беспокойство. Анатолий.

Анатолий Коневецкий, Крым, Ялта

Параметры для расчета тепловых нагрузок

Информация дается в ознакомительных целях, для расчётов нагрузки, не предназначенных проектной документации, нужной для подключения здания к центральной теплосети — в качестве статистической базы расходов теплоэнергии.

Тепловые характеристики

Произвести точный расчет сложно, — трудно учесть нюансы здания. Хорошо воспользоваться опытом знакомых, статистическими данными похожих объектов (расходы теплоэнергии в течение нескольких лет). Если нет, придется осваивать навык проектирования, расчета нагрузок самостоятельно.

• Перед вычислениями нужно определить назначение здания. Выявить, составить температурную смету по оптимальным режимам каждого помещения, — данные можно найти в СНиП 2.04.05, ДВН В.2.5-39:2008. Содержатся рекомендации по теплоносителю, оптимальным режимам для помещений. Правильный режим поможет в учёте, распределении тепловой энергии.
• Нужно изучить конструктивные особенности здания, используемые строительные материалы, толщину стен, теплоизоляцию, тип, характер кровли, чердачного помещения, количество, площадь дверных, оконных проемов. Каждый стройматериал обладает теплопроводностью, нужно знать, какой материал где используется, определить площадь, выявить общие теплопотери здания.
• В отдельные расчеты нужно отнести сауны, бани, оранжереи.
• Система вентиляции — значительная нагрузка на систему отопления.
• Интенсивность использования помещений. Нужно ли постоянное поддержание температуры для проживания или только для обслуживания.

Уточняющих факторов для расчета нагрузки может быть больше.

Формула расчета

Нормативы расхода тепловой энергии

Тепловые нагрузки рассчитываются с учетом мощности отопительного агрегата и тепловых потерь здания. Поэтому, чтобы определить мощность проектируемого котла, необходимо теплопотери здания умножить на повышающий коэффициент 1,2. Это своеобразный запас, равный 20%.

Для чего необходим такой коэффициент? С его помощью можно:

• Прогнозировать падение давления газа в магистрали. Ведь зимой потребителей прибавляется, и каждый старается взять топлива больше, чем остальные.
• Варьировать температурный режим внутри помещений дома.

Добавим, что тепловые потери не могут распределяться по всей конструкции здания равномерно. Разность показателей может быть достаточно большой. Вот некоторые примеры:

• Через наружные стены покидает здание до 40% тепла.
• Через полы — до 10%.
• То же самое относится и к крыше.
• Через вентиляционную систему — до 20%.
• Через двери и окна — 10%.

Итак, с конструкцией здания разобрались и сделали одно очень важное заключение, что от архитектуры самого дома и места его расположения зависят потери тепла, которые необходимо компенсировать. Но многое также определяется и материалами стен, крыши и пола, а также наличием или отсутствием теплоизоляции. Это немаловажный фактор

Это немаловажный фактор.

К примеру, определим коэффициенты, снижающие теплопотери, зависящие от оконных конструкций:

• Обычные деревянные окна с обычными стеклами. Для расчета тепловой энергии в данном случае используется коэффициент, равный 1,27. То есть через такой вид остекления происходит утечка тепловой энергии, равной 27% от общего показателя.
• Если установлены пластиковые окна с двухкамерными стеклопакетами, то используется коэффициент 1,0.
• Если установлены пластиковые окна из шестикамернного профиля и с трехкамерным стеклопакетом, то берется коэффициент 0,85.

Идем дальше, разбираясь с окнами. Существует определенная связь площади помещения и площади оконного остекления. Чем больше вторая позиция, тем выше тепловые потери здания. И здесь есть определенное соотношение:

• Если площадь окон по отношению к площади пола имеет всего лишь 10%-ный показатель, то для расчета тепловой мощности системы отопления используется коэффициент 0,8.
• Если соотношение располагается в диапазоне 10-19%, то применяется коэффициент 0,9.
• При 20% — 1,0.
• При 30% —2.
• При 40% — 1,4.
• При 50% — 1,5.

И это только окна. А есть еще влияние материалов, которые использовались в строительстве дома, на тепловые нагрузки. Расположим их в таблице, где стеновые материалы будут располагаться с уменьшением тепловых потерь, а значит, их коэффициент будет также снижаться:

Вид строительного материала

Как видите, разница от используемых материалов существенная. Поэтому еще на стадии проектирования дома необходимо точно определиться с тем, из какого материала он будет возводиться. Конечно, многие застройщики строят дом на основе бюджета, выделенного на строительство. Но при таких раскладках стоит пересмотреть его. Специалисты уверяют, что лучше вложиться первоначально, чтобы впоследствии пожинать плоды экономии от эксплуатации дома. Тем более что система отопления зимой составляет одну из главных статей расхода.

Размеры комнат и этажность здания

Схема системы отопления

Итак, продолжаем разбираться в коэффициентах, влияющих на формулу расчета тепла. Как влияют размеры помещения на тепловые нагрузки?

• Если высота потолков в вашем доме не превышает 2,5 метра, то в расчете учитывается коэффициент 1,0.
• При высоте 3 м уже берется 1,05. Незначительная разница, но она существенно влияет на тепловые потери, если общая площадь дома достаточно велика.
• При 3,5 м — 1,1.
• При 4,5 м —2.

А вот такой показатель, как этажность постройки, влияет на теплопотери помещения по-разному. Здесь необходимо учитывать не только количество этажей, но и место помещения, то есть, на каком этаже оно расположено. К примеру, если это комната на первом этаже, а сам дом имеет три-четыре этажа, то для расчета используется коэффициент 0,82.

При перемещении помещения в верхние этажи повышается и показатель теплопотерь. К тому же придется учитывать чердак — утеплен он или нет.

Как видите, чтобы точно подсчитать тепловые потери здания, необходимо определиться с различными факторами. И их все обязательно надо учитывать. Кстати, нами были рассмотрены не все факторы, снижающие или повышающие тепловые потери. Но сама формула расчета будет в основном зависеть от площади отапливаемого дома и от показателя, который называется удельным значением тепловых потерь. Кстати, в данной формуле оно стандартное и равно 100 Вт/м². Все остальные составляющие формулы — коэффициенты.

Как посчитать теплопотери по укрупненным показателям

Чтобы быстро определить теплопотери помещения можно сделать примерный расчет. При этой работе опираться приходится на знания особенностей конструкции помещения:

• Если у вас комната с одной наружной стеной и одним окном. то 1 кВт мощности радиатора способен будет прогреть 10 кв.м.

• Если же комната имеет две наружные стены и одно окно. то на 10 кв.м. понадобится уже 1.2 кВт.

• И если в помещении две наружные стены с двумя окнами. то на 10 кв.м. — 1.3 кВт энергии.

Конечно, при таких условных вычислениях возникают погрешности, поэтому всё же для расчёта отопления отдельного помещения электрической, водяной или воздушной системой необходимо делать точный полный теплотехнический расчет.

На сегодняшний день в загородных домах. как правило, роль генератора тепла выполняет котёл, поэтому расчёт отопления для загородного дома сводится к определению мощности котла.

Если принять поступление тепла за 100 %, то потери тепла составят следующие показатели, применимые и для расчета отопления теплиц.

Потери тепла:

• за счет воздухообмена, включая инфильтрацию — 15%;

• через наружные стены помещения — 35%;

• через оконные проёмы — 10%;

• через крышу здания- 25%;

• через пол — 15%.

Подобный вид расчета для отопления загородного дома. как правило, базируется на общепринятой формуле:

где

с — теплоемкость воздуха, равная 1,2 кДж/(м3•°С);

tпр — температура приточного воздуха, °С;

tв — температура в помещении, °С.

Температуру воздуха, подаваемого в помещение определяют по формуле:

tпр=tн+Δt +0,001p

где

tн — температура на улице, °С;

Δt — изменение температуры в воздухонагревателе, °С;

р — полное давление воздуха после вентилятора, Па.

В зависимости от вида радиаторов и площади помещения можно провести такой расчет для отопления загородного дома:

• рассчитать площадь помещения;

• принять за минимум — 100 ватт для обогрева 1 м.кв. а при больших теплопотерях в комнате добавить 10-20 ватт на каждый квадратный метр;

• узнать необходимое количество секций радиатора. Для этого разделим сумму ватт для одного помещения на мощность одной секции батарей (для чугунных — 130 ватт, для алюминиевых 150-200 ватт (при высоте секции 0,6 м)) и получим необходимое количество секций;

• вычислив мощность батарей для всех помещений и сложив их — мы получим необходимую мощность котла в ваттах (1 кВт=1000 Вт);

Если расчёт отопления загородного дома выполнен неправильно и мощности котла будет недостаточно, то он не сможет равномерно обогревать дом.

Отопление следует проектировать для обеспечения в помещениях расчётной температуры воздуха, учитывая: тепловой поток, регулярно поступающий от электрических приборов, освещения, технологического оборудования, коммуникаций, материалов, людей и других источников; при этом, тепловой поток, поступающий в комнаты и кухни жилых домов, следует принимать, не менее, чем 10 Вт на 1 кв. м пола.

Потери теплоты через внутренние ограждающие конструкции помещений допускается не учитывать, если разность температур в этих помещениях равна 3°С и менее.

Далее в статье приведены удобные таблицы, позволяющие легко и быстро рассчитать теплопотери проектируемого или уже готового дома, и выбрать необходимое оборудование для отопления помещений.

Расчет потерь тепла по площади помещений

Первым методом расчета тепловой нагрузки системы отопления пользуются для укрупненного определения мощности системы отопления всего дома и общего понимания количества и типа радиаторов, а также мощности котельного оборудования. Так как метод не учитывает регион строительства (расчетную наружную температуру зимой), количество потерь тепла через фундаменты, крыши или нестандартное остекление, то количество потерь тепла, рассчитанное укрупненным методом исходя из площади помещения, может быть как больше, так и меньше фактических значений.

Источники теплопотерь здания

А при использовании современных теплоизоляционных материалов мощность котельного оборудования может быть определена с большим запасом. Таким образом, при устройстве систем отопления возникнет большой перерасход материалов и будет приобретено более дорогостоящее оборудование. Поддержание комфортной температуры в помещениях будет возможно только при условии, что будет установлена современная автоматика, которая не допустит перегрева помещений выше комфортных температур.

Тем не менее, этим способом определения мощности систем отопления пользуются достаточно часто. Следует только понимать, в каких случаях такие укрупненные расчеты приближены к реальности.

Итак, формула для укрупненного определения количества теплопотерь выглядит следующим образом:

Q=S*100 Вт (150 Вт),Q — требуемое количество тепла, необходимое для обогрева всего помещения, ВтS — отапливаемая площадь помещения, м?Значение 100-150 Ватт является удельным показателем количества тепловой энергии, приходящейся для обогрева 1 м?.

При использовании первого метода для укрупненного метода расчета тепловой мощности следует ориентироваться на следующие рекомендации:

• В случае, когда в расчетном помещении из наружных ограждающих конструкций имеются одно окно и одна наружная стена, а высота потолков менее трех метров, то на 1м2 отапливаемой площади приходится 100 Вт тепловой энергии.
• При расчете углового помещения с двумя оконными конструкциями или балконными блоками либо помещение высотой более трех метров, то в диапазон удельной тепловой энергии на 1 м2 составляет от 120 до 150 Вт.
• Если же прибор отопления в будущем планируется устанавливать под окном в нише либо декорировать защитными экранами, поверхность радиаторов и, следовательно, их мощность необходимо увеличить на 20-30%. Это обусловлено тем, что тепловая мощность радиаторов будет частично тратиться на прогрев дополнительных конструкций.

Недостатки расчета по площади

Расчет, основанный на площадном показателе, не отличается большой точностью

Здесь не принят во внимание такой параметр, как климат, температурные показатели как минимальные, так и максимальные, влажность. Из-за игнорирования многих важных моментов расчет имеет значительные погрешности

Часто стараясь перекрыть их, в проекте предусматривают «запас»

Часто стараясь перекрыть их, в проекте предусматривают «запас».

Если все же для расчета выбран этот способ, нужно учитывать следующие нюансы:

1. При высоте вертикальных ограждений до трех метров и наличии не более двух проемов на одной поверхности, результат лучше умножить на 100 Вт.
2. Если в проект заложен балкон, два окна либо лоджия, умножают в среднем на 125 Вт.
3. Когда помещения промышленные или складские, применяют множитель 150 Вт.
4. В случае расположения радиаторов вблизи окон, их проектную мощность увеличивают на 25%.

Расчёт тепловой нагрузки ГВС

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

Q_yhw = 24 Q_hw / 1 + k_hl = (365 – m) × k_hl + z_ht + а × (365 – m – z_ht) × 55 – t_wcs /55 – t_wc

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:

Читайте так же:

При проектировании систем обогрева всех типов строений нужно провести правильные вычисления, а затем разработать грамотную схему отопительного контура

На этом этапе особое внимание следует уделить расчету тепловой нагрузки на отопление

Для решения поставленной задачи важно использовать комплексный подход и учесть все факторы, влияющие на работу системы

точный расчёт и Избыточность

Стоит сначала оговорить одну тонкость расчетов: полностью правильные значения теплопотерь через пол, потолок и стенки, каковые приходится компенсировать системе отопления, вычислить фактически нереально. Возможно сказать только о той либо другой степени достоверности оценок.

Обстоятельство — в том, что на потери тепла воздействует через чур много факторов:

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

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

С практической стороны это указывает, что избыточная тепловая мощность повлияет только на режим работы отопления: скажем, 5 КВт*ч тепла будут даны не за один час постоянной работы с мощностью 5 КВт, а за 50 мин. работы с мощностью 6 КВт. Следующие 10 мин. котел либо другой нагревательный прибор совершит в режиме ожидания, не потребляя электричество либо энергоноситель.

Следовательно: при вычисления тепловой нагрузки наша задача — выяснить ее минимально допустимое значение.

Единственное исключение из неспециализированного правила связано с работой классических твердотопливных котлов и обусловлено тем, что понижение их тепловой мощности связано с важным падением КПД из-за неполного сгорания горючего. Неприятность решается установкой в контур теплоаккумулятора и дросселированием отопительных устройств термоголовками.

Котел по окончании растопки работает на полной мощности и с большим КПД до полного прогорания угля либо дров, после этого накопленное теплоаккумулятором тепло дозировано расходуется на поддержание оптимальной температуры в помещении.

Большинство других нуждающихся в расчете параметров также допускает некоторую избыточность. Но, об этом — в соответствующих разделах статьи.

10.3. Эксплуатационные расходы и стоимость энергии

Для сопоставления нескольких возможных вариантов принято пользоваться методикой, которая учитывает не только капитальные, но и эксплуатационные затраты для выявления срока окупаемости и минимума приведенных затрат.

Эксплуатационные затраты на производство тепловой энергии в виде горячей воды или пара состоят из нескольких частей: первой, которая зависит от капитальных затрат, второй, отражающей затраты на заработную плату, и третьей, связанной с выработкой энергии. Первые две части затрат для конкретной установки не связаны с производством энергии и являются постоянными, третья же переменна. Эксплуатационные затраты (издержки) определяют за год работы установки, поскольку в течение года условия работы меняются.

Годовые эксплуатационные издержки на производство тепловой энергии складываются из нескольких статей затрат, руб/год

,

где И_топ– затраты на топливо, доставляемое в котельную установку, руб/год; И_эл.эн– затраты на электроэнергию, получаемую из электросетей, руб/год; И_вод– затраты на воду, израсходованную в установке, руб/год; И_з.п– затраты на заработную плату персонала, руб/год; И_ам– затраты на амортизацию оборудования и строений, которые состоят из затрат на реновацию и капитальный ремонт, руб/год; И_т.р– затраты на текущий ремонт, руб/год; И_общ– общекотельные и прочие расходы, руб/год.

По значимости затраты на топливо, расходуемое для покрытия тепловых нагрузок котельной, являются основными и составляют более половины всех затрат. Затраты на топливо рассчитывают по следующей формуле, руб/год

,

где K– коэффициент, учитывающий складские, транспортные и прочие потери (для газообразного топлива принимается равным 1,055); Ц_т– цена топлива, руб/т (руб/1000 м 3 ); Ц_тр– затраты на транспортировку топлива (для газообразного топлива входит в Ц_т), руб/т; ∑B_i– суммарное потребление топлива всеми котлами в расчетном режиме для вновь проектируемой котельной, кг/с (м 3 /с).

Затраты на потребляемую электроэнергиювключают расходы на электроэнергию на собственные нужды котельной, привод тягодутьевых машин, насосов, освещение и т.д. Затраты на электроэнергию по двухставочному тарифу рассчитываются по формуле, руб/год

,

где N_уст– установленная мощность всех электроприборов в котельной по проекту, кВт;K_эл– коэффициент использования установленной электрической энергии; Ц_эл– стоимость одного кВт·ч отпускаемой электрической энергии по двухставочному тарифу, руб;a_э– ставка за 1 кВ·А присоединенной мощности, руб/мес;n– число месяцев пользования заявленной мощностью.

Для действующей котельной эти затраты определяют по показаниям приборов учета потребления электрической энергии.

Определяется стоимость сырой воды, расходуемой на питание котлов, наполнение и подпитку тепловых сетей, собственные нужды, нужды химводоочистки, а также горячего водоснабжения (при открытой системе теплоснабжения). Затраты на используемую воду рассчитывают следующим образом, руб/год:

на технологические нужды

,

где Ц_в– цена 1 м 3 потребленной и сброшенной в канализацию воды, руб/м 3 ;D– расход пара на технологические нужды, т/ч; β – доля возврата конденсата;K_к– доля утечек и непроизводительных потерь конденсата в цикле котельной установки;

на подпитку тепловых сетей

,

где Q_о.в.г– расчетный расход теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, МВт;K_т.с– доля потерь воды в закрытой системе теплоснабжения и в системе потребителей;t₁,t₂– расчетные температуры воды в прямом и обратном трубопроводах, °C.

Расходы на заработную платуопределяются с начислениями только эксплуатационному персоналу, участвующему в основной производственной деятельности котельной в соответствии с нормами ее обслуживания. При наличии штатного расписания эти затраты определяются в соответствии с ним, в противном случае – расчетным путем. Затраты на заработную плату, руб/год

,

где K_шт– штатный коэффициент, зависящий от тепловой производительности котельной и вида сжигаемого топлива, чел/МВт; Ф – среднегодовая заработная плата с начислениями в фонд социального страхования одного работающего, руб/(чел · год).

Штатный коэффициент может быть ориентировочно определен для газомазутных котельных в соответствии с табл. 10.2.

Выводы и решение проблем

Как видите, имеющиеся способы расчета тепловой нагрузки своими руками дают весьма существенные погрешности. К счастью, избыточная мощность котла не повредит:

• Газовые котлы на уменьшенной мощности работают практически без падения КПД, а конденсационные так и вовсе выходят на наиболее экономичный режим при неполной нагрузке.
• То же самое касается соляровых котлов.
• Электрическое нагревательное оборудование любого типа всегда имеет КПД, равный 100 процентам (разумеется, это не относится к тепловым насосам). Вспомните физику: вся мощность, не потраченная на совершения механической работы (то есть перемещения массы против вектора гравитации) в конечном счете, расходуется на нагрев.

Единственный тип котлов, для которых работа на мощности меньше номинальной противопоказана — твердотопливные. Регулировка мощности в них осуществляется довольно примитивным способом — ограничением притока воздуха в топку.

Что в результате?

1. При недостатке кислорода топливо сгорает не полностью. Образуется больше золы и сажи, которые загрязняют котел, дымоход и атмосферу.
2. Следствие неполного сгорания — падение КПД котла. Логично: ведь часто топлива покидает котел до того, как сгорела.

Ограничение мощности твердотопливного котла сказывается на его КПД.

Однако и здесь есть простой и изящный выход — включение в схему отопления теплоаккумулятора. Теплоизолированный бак емкостью до 3000 литров подключается между подающим и обратным трубопроводом, размыкая их; при этом формируется малый контур (между котлом и буферной емкостью) и большой (между емкостью и отопительными приборами).

Как работает такая схема?

• После растопки котел работает на номинальной мощности. При этом за счет естественной или принудительной циркуляции его теплообменник отдает тепло буферной емкости. После того, как топливо прогорело, циркуляция в малом контуре останавливается.
• Следующие несколько часов теплоноситель движется по большому контуру. Буферная емкость постепенно отдает накопленное тепло радиаторам или водяным теплым полам.

Простое решение сложной проблемы.