Как сделать расчет тепла на отопление – способы, формулы. Расчет расхода тепла на отопление
Как сделать расчет тепла на отопление – способы, формулы
Содержание:
Чтобы работа отопительной системы в жилых или производственных помещениях, магазинах и офисах отличалась стабильностью, надежностью и бесшумностью, необходимо грамотно выполнить расчет количества тепла на отопление. Кроме того это поможет сократить энергозатраты и соответствующую статью расходов.
Последовательность выполнения расчетов
Расчет отопления по объему помещения выполняется в следующем порядке:
- Определение утечек тепла строения. Это нужно для определения мощности котла и установленных батарей. Тепловые потери следует рассчитывать для каждой комнаты, имеющей хотя бы одну внешнюю стену. Для проверки расчета нужно выполнить следующее: полученное значение разделить на площадь помещения. В результате должно получиться число, равное 50-150 Вт/м2. Это стандартные значения, к которым следует стремиться при расчетах. Большое отклонение от этих параметров приведет к увеличению стоимости всей отопительной системы.
- Выбор температурного режима. Европейские нормы отопления EN 442 устанавливают следующий режим температур: 750С в котле, 650С в батареях или радиаторах, 200С в помещении. Поэтому во избежание неприятных ситуаций необходимо принимать именно эти параметры.
- Расчет мощности батарей или радиаторов. Здесь за основу берутся данные по потерям тепла в отдельном помещении.
- Гидравлические расчеты. Это необходимо для создания эффективного отопления. Согласно гидравлическим расчетам определяется диаметр труб и параметры циркуляционного насоса.
- Следующим этапом расчета тепла на отопление является выбор типа котла. Он может быть промышленным или бытовым в зависимости от назначения отапливаемого помещения.
- Вычисление объема системы отопления. Это необходимо для определения объема расширительного бака или встроенного водяного бачка.
Тепловые расчеты
При составлении проекта отопительной системы большое значение имеет теплотехнический этап, для осуществления которого потребуются исходные данные, включая вопрос, как рассчитать объем помещения для отопления.
Начало работы
Во-первых, перед тем как посчитать расход тепла на отопление здания следует изучить проектную документацию, где имеются данные обо всех размерах каждого отдельного помещения, размеры окон и дверей.
Во-вторых, необходимо получить сведения о расположении дома относительно сторон света и климате местности.
В-третьих, нужно собрать данные о высоте стен и свойствах материала, который использовался для их изготовления.
В-четвертых, следует изучить параметры материалов пола и потолочного перекрытия.
После обработки всей информации можно начинать расчеты нагрузки отопления по площади. Кроме того полученная информация пригодится при выполнении гидравлических расчетов.
Расчет отопления и нагрузки на отопление дома рассчитывают для того, чтобы узнать, какое количество тепла теряется в процессе эксплуатации дома, и определить основные параметры котла. В частности мощность агрегата отопления определяется по формуле:
Мк = Тп*1,2.
Здесь Мк – это мощность котла, Тп – количество уходящего тепла, а 1,2 - коэффициент запаса, в большинстве случаев - это 20%.
Коэффициент запаса необходим для компенсации непредвиденных потерь тепла, таких как плохая теплоизоляция окон и дверей, снижение температуры или давления в системе газоснабжения.
При выполнении расчета отопления производственного помещения по его объему следует понимать, что тепловые потери распределяются по зданию неравномерно. Средние значения каждого элемента строения следующие:
- На внешние стены приходится около 40% общих тепловых потерь.
- Через оконные проемы теряется до 20% тепла.
- Пол и потолочные перекрытия проводят до 10% тепла.
- Вентиляция и дверные проемы способствуют 20% теплопотерь.
Для определения количества теплопотерь применяется формула:
Тп = УДтп*Пл*К1*К2*К3*К4*К5*К6*К7.
Здесь каждый показатель определяется индивидуально.
УДтп – это удельное значение тепловых потерь, которое в большинстве случаев равно 100 Вт/м2.
Пл – это площадь помещения.
К1 – коэффициент, значение которого зависит от вида окон. При установленных традиционных окнах коэффициент равен 1,27. Для двухкамерных стеклопакетов в расчет берется значение 1, для трехкамерных аналогов – 0,85.
К2 – степень теплоизоляции стен. Следует принимать во внимание толщину и коэффициент теплопроводности материалов, из которых изготовлены стены, пол и потолок. Для блочных или панельных домов из бетона используется значение от 1,25 до 1,5. Для строений из бруса или бревен – 1,25. Для пенобетонных блоков берут коэффициент 1. Для кладки в 1,5 кирпича – 1,5, в 2,5 кирпича – 1,1.
К3 – соотношение площадей окон и пола. Это значение считается очень важным при расчете расхода тепла на отопление: чем больше объем окон относительно площади пола, тем больше теплопотери. Если отношение площадей окон и пола составляет 10-20%, то следует использовать для расчетов коэффициент 0,8-1. Для отношения 21-30% берут значение 1,1-1,2. При отношении площадей от 31 до 50% коэффициент равен 1,3-1,5.
К4 – минимальное температурное значение с внешней стороны дома. Всем понятно, что с понижением температуры воздуха снаружи строения теплопотери увеличиваются. Для температуры до -100С следует брать коэффициент 0,7, а при температуре от -10 до -15 градусов используется значение 0,8-0,9. При морозе до -250С берется коэффициент 1-1,1. Если снаружи очень холодно, до -35 градусов, то при расчете используют значение 1,2-1,3.
К5 – количество внешних стен строения. Этот фактор оказывает существенное влияние на количество уходящего тепла. Если внешняя стена одна, то коэффициент равен 1, если стены две, то берется значение 1,2. Для трех внешних стен применяют значение 1,22, а для четырех – 1,33.
К6 – количество этажей здания. Этажность здания также имеет значение при расчетах тепловых потерь. Если здание имеет более двух этажей, то расчеты ведутся с учетом коэффициента 0,82. При наличии теплого чердака следует применять коэффициент 0,91, если чердачное помещение не утеплено, то цифру меняют на 1.
К7 – высота помещения. От высоты стен коэффициент зависит следующим образом: для 2,5 метров -1, для 3 метров – 1,05, для 3,5 метров – 1,1, для 4 метров – 1,15, для 4,5 метров – 1,2.
Чтобы понять применение коэффициентов, можно выполнить примерные расчеты для определенного строения с конкретными параметрами:
- Остекление выполнено тройными стеклопакетами, К1 равен 0,85.
- Дом из бруса, следовательно, К2 равен 1,25.
- Площадь оконных проемов и пола находятся в соотношении 30%, то есть К3 = 1,2.
- Самая низкая температура с внешней стороны дома – около -25 градусов, К4 = 1,1.
- Дом имеет три внешние стороны, К5 = 1,22.
- Строение одноэтажное с утепленным чердачным помещением, К6 равен 0,91
- Высота стен составляет 3 метра, К7 = 1,05.
- Площадь дома 100 м2.
Подставляя данные в формулу, получаем следующее:
Тп = 100*100*0,85*1,25*1,2*1,1*1,22*0,91*1,05 = 16349,0828.
Следовательно, тепловые потери составят примерно 16,5 КВт. Известное значение теплопотерь позволяет выполнить расчет мощности котла по приведенной формуле:
Мк = 17,5*1,2=21 КВт.
Гидравлические расчеты для системы отопления
Расчеты такого типа помогают правильно подобрать трубы для системы отопления, в частности определить их длину и сечение. Также от этого зависит эффективность работы системы, так как можно легко рассчитать основные параметры насосного оборудования.
Гидравлические расчеты необходимы для определения следующих параметров:
Расход воды в отопительной системе. Для этого применяют формулу:
М = Q/Cp*DPt,
где Q – общая мощность отопительной системы, Ср – удельная теплоемкость воды, которая в большинстве случаев равна 4,19 КДж, DPt – разница между температурами на входе в котел и на выходе из него.
Чтобы определить расход воды на одном из участков трубопровода, можно воспользоваться аналогичным способом. При этом следует выбирать участки с одинаковой скоростью теплоносителя. Затем определяют общую мощность всех приборов отопления и подставляют в формулу. Важно выполнить расчет всех участков между радиаторами.
Известная величина расхода теплоносителя в системе позволяет определить его скорость. Для этого используется такая формула:
V = M/P*F.
Здесь М – расход теплоносителя на определенном участке, Р – показатель его плотности, F – площадь поперечного сечения трубы. Для определения последнего параметра применяется формула: 3,14r/2, где буквой r обозначен внутренний диметр трубы.
Потери напора теплоносителя при трении в трубе. Вычислить этот параметр можно по формуле:
DPptp = R*L.
Здесь буквой R обозначены удельные потери при трении, L – длина участка трубы.
Кроме этого следует выполнить расчет снижения напора в местах, где теплоноситель встречает препятствие, в частности речь идет о различной запорной арматуре и фитингах. Для расчета также существует определенная формула, в которой необходимо перемножить плотность воды, ее скорость и общую сумму коэффициентов сопротивлений на определенном участке.
Выполнив сложение значений на каждом участке между приборами отопления, важно сравнить полученный результат с контрольными параметрами. Для эффективной работы циркуляционного насоса утеря напора на длинных участках трубопровода не должна быть больше 20 КПа, а скорость перемещения воды должна составлять не более 1,5 метров в секунду. При повышенных значениях теплоноситель будет двигаться очень шумно. Кроме того согласно Санитарным Нормам указанная скорость теплоносителя предотвращает появление воздуха в системе.
Определение параметров труб
Сечение трубы и материал, из которого они изготовлены, также имеют значение при расчете тепла для обогрева помещения. Они зависят от суммарной мощности радиаторов:
- Если мощность не превышает 4,5 КВт, то можно для системы отопления использовать металлопластиковые трубы диаметром 16 мм.
- Аналогичные трубы диаметром 20 мм могут применяться в системах, мощность которых лежит в пределах 5-8 КВт.
- Металлопластик диаметром 32 мм подходит для отопления, мощность радиаторов которого составляет 13-21 КВт.
- Трубы из полипропилена диаметром 25 мм будут безупречно справляться со своими функциями, если мощность батарей составляет от 6 до 11 КВт.
Если минимальное значение мощности равно 16 КВт, а максимальное – 28 КВт, то следует приобретать полипропиленовые трубы, диаметр которых составляет 40 мм.
teplospec.com
Расход тепла на отопление
1 Расход тепла на отопление.
1.1 Максимальный расход
Максимальный расход тепла на отопление определим по формуле:
где a-поправочный коэффициент, учитывающий отклонение расчетной наружной температуры от средней расчетной (-30°С), a = 0,9 [1];
V-объем здания по наружному обмеру, м3;
qот-тепловая отопительная характеристика здания, Вт/м3к;
-расчетная внутренняя температура здания, °С;
-расчетная температура наружного воздуха для данной местности, для Кемерово 
=-50°С [1].
Для АБК получим
Аналогичные расчеты максимального расхода тепла на отопление проводим для всех потребителей и результаты сводим в таблицу 1.
Таблица 1
Рабочая таблица расчета тепла на отопление и вентиляцию при tнар= -50°С
| № | Наимено- вание объекта | Удельный объем V,тыс м3 | Темпер- атура внутри tвн, °С | Удельный расход Вт/м3к | Расход тепла, МВт | ||
| qот | qвен | отоп- ление | венти- ляция | ||||
| 1. | АБК | 3,3 | 18 | 0,37 | 0,07 | 0,0747 | 0,0141 |
| 2. | Столовая | 1,8 | 16 | 0,41 | 0,81 | 0,0438 | 0,0866 |
| 3. | Душевая | 1,3 | 25 | 0,33 | 1,16 | 0,0290 | 0,102 |
| 4. | Прачечная | 1,8 | 15 | 0,44 | 0,93 | 0,0463 | 0,0979 |
| 5. | Мех. цех | 21 | 20 | 0,6 | 0,23 | 0,794 | 0,304 |
| 6. | АТП | 34 | 10 | 0,58 | 0,76 | 1,065 | 1,395 |
| 7. | РСУ | 19 | 20 | 0,6 | 0,23 | 0,718 | 0,275 |
| 8. | Автобаза | 46 | 10 | 0,58 | 0,76 | 1,441 | 1,888 |
Максимальный расход | 4,211 | 4,163 | |||||
| Средний расход | 1,833 | 1,812 | |||||
Суммарный максимальный расход на отопление по всем потребителям -
определим, просуммировав максимальные расходы тепла для каждого из потребителей (таблица 1).
1.1 Средний расход.
Средний расход тепла на отопление определим по формуле:
где ti - средняя температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий, ti=24°С [2];
tот - средняя температура наружного воздуха за месяц отопительного периода со среднесуточной температурой воздуха от +8°С и менее, для Кемерово tот= -8,2°С [2];
to - расчетная температура наружного воздуха для данной местности, для Кемерово tо= -50°С [2].
В нашем случае средний расход получим исходя из суммарного максимального расхода тепла на отопление,то есть
2. Расход тепла на вентиляцию.
2.1 Максимальный расход.
Максимальный расход тепла на вентиляцию определим по формуле:
где qв-удельный расход теплоты на вентиляцию, равный расходу теплоты на 1м3 вентилируемого помещения при разности 1°С между расчетной температурой воздуха внутри вентилируемого помещения tвр и температурой наружного воздуха tн, Вт/м3*к [1].
Для АБК получим
Аналогичные расчеты максимального расхода тепла на вентиляцию проводим для всех потребителей и результаты сводим в таблицу 1.
Суммарный максимальный расход на вентиляцию - 
по всем потребителям определим, просуммировав максимальные расходы тепла для каждого из потребителей (таблица 1).
2.2 Средний расход.
Средний расход тепла на вентиляцию определим по формуле:
Средний расход тепла на вентиляцию получим исходя из суммарного максимального расхода тепла на вентиляцию, то есть
3.Нормы потребления горячей воды
Нормы потребления горячей воды на нужды потребителей принимаются по [2]:
АБК:- санитарная гигиена: 7 л/сут на человека на 6 часов в сутки;
Столовая: - мытьё посуды: 3 л/еденицу за 1час в смену; - санитарная гигиена: 8 л/сут на человека на 3 часа в сутки;
Автобаза: - мойка автомобилей: 75 л/автомобиль на 8 часов в сутки;
vunivere.ru
Расчет расхода тепла на отопление
Частный дом можно рассматривать как термодинамическую систему, обладающую внутренней энергией и ведущую теплообмен с окружающей средой. Энергия, которую дом получает или теряет в ходе теплообмена, называют теплотой. Источником теплоты в частном доме является теплогенератор: котел, конвектор, печь, нагревательный элемент и т.д.
Чем интенсивнее идет теплообмен между домом и окружающей средой, тем быстрее «уходит» тепло дома и тем интенсивнее должен работать источник тепловой энергии, компенсирующий потери. Понятно, что интенсивная работа котла сопряжена с большим расходом топлива, что ведет к росту расходов на отопление.
Но не это главное: понятие комфорта в жилище в холодное время года неразрывно связано с теплом в доме, что возможно только при равновесии между потерями тепловой энергии и ее производством.
Однако возможности любого теплогенератора ограничены его конструктивными особенностями. Это значит, что для обеспечения тепла и комфорта в доме котел или иной источник тепловой энергии нужно подбирать в соответствии с тепловыми потерями строения, делая при этом некоторый запас (обычно 20%) на случай ветреной погоды или сильных морозов.
Итак, мы определились: прежде чем выбрать котел для обогрева дома нужно определить его (дома) тепловые потери.
Определяем тепловые потери
Теплопотери здания можно рассчитывать отдельно для каждой комнаты, имеющей внешнюю часть, контактирующую с окружающей средой. Затем полученные данные суммируются. Для частного дома удобнее определять тепловые потери всего строения в целом, считая потери тепла отдельно через стены, кровлю, и поверхность пола.
Следует отметить, что расчет тепловых потерь дома достаточно сложный процесс, требующий специальных знаний. Менее точный, но при этом вполне достоверный результат можно получить на основе онлайн калькулятора расчета тепловых потерь.
При выборе онлайн калькулятора предпочтение лучше отдавать моделям, учитывающим все возможные варианты потери тепла. Вот их перечень:
-
поверхность наружных стен
-
поверхность кровли
-
поверхность пола
-
окна
-
двери
-
вентиляционная система
Решив воспользоваться калькулятором, необходимо знать геометрические размеры строения, характеристики материалов, из которых сделан дом, а также их толщину. Наличие теплоизоляционного слоя и его толщина учитываются отдельно.
На основании перечисленных исходных данных онлайн калькулятор выдает общее значение тепловых потерь дома. Определить, насколько точные получены результаты можно разделив полученный результат на общий объем здания и получив при этом удельные потери тепла, величина которых должна находиться в интервале от 30 до 100 Вт.
Если цифры, полученные с помощью онлайн калькулятора, выходят далеко за пределы указанных значений, можно предположить, что в расчет закралась ошибка. Чаще всего причиной ошибок в расчетах является несоответствие размерности используемых в расчете величин.
Немаловажный факт: данные онлайн калькулятора актуальны только для домов и строений с качественными окнами и хорошо работающей системой вентиляции, в которых нет места сквознякам и иным потерям тепла.
Для уменьшения потерь тепла можно выполнить дополнительную тепловую изоляцию строения, а также использовать подогрев воздуха, поступающего в помещение.
Тепловые потери знаем, что дальше?
На следующем этапе производится выбор отопительного агрегата (котла). Его тепловая мощность должна превосходить значение тепловых потерь не менее чем на 20%. Если котел используется еще и для горячего водоснабжения, выбирается тепловой агрегат с дополнительным запасом мощности. Для этого необходимо произвести дополнительный расчет, учитывающий потребности в горячем водоснабжении.
Затем подбираются отопительные приборы, суммарная мощность которых должна соответствовать мощности котла отопления без учета горячего водоснабжения.
Гидравлический расчет системы отопления
Подобрав оборудование, необходимо обеспечить его работу. Для этого нужны трубы, циркуляционный насос и расширительный бак отопления.
Если собственник дома решит произвести подбор труб отопления самостоятельно, можно воспользоваться справочной литературой и подобрать требуемый диаметр по таблицам. Протяженность труб рассчитывается по проектной документации. Для этого на схеме строения просто прокладывается дополнительно схема разводки системы отопления и производится подсчет длины трубопровода.
Если схемы дома по какой-либо причине нет, ее придется нарисовать самостоятельно, а затем, с ее помощью, рассчитать протяженность трубопровода.
Зная протяженность трубопровода, диаметр труб и имея технические данные приборов отопления, рассчитывается внутренний объем системы отопления, по которому подбирается расширительный бак и циркуляционный насос.
Правильный гидравлический расчет необходим также для того, чтобы все тепло, вырабатываемое котлом, равномерно распределялось по дому и доходило в полном объеме до потребителя.
Подведем итоги
Количество тепла, необходимое для отопления дома, напрямую зависит от его тепловых потерь. Уменьшить тепловые потери можно с помощью дополнительной тепловой изоляции, установке качественных окон и утепленных дверей, а также при использовании рекуперации в системе вентиляции.
Величина тепловых потерь определяет мощность котла отопления. Суммарная мощность приборов отопления должна быть равна мощности котла. Для обеспечения качественной работы котла и радиаторов производится гидравлический расчет отопления, в ходе которого определяется диаметр труб, их протяженность, внутренний объем отопления. По этим данным подбирается циркуляционный насос и расширительный бак отопления.
На случай сильный морозов котел покупают с запасом мощности не менее 20%.
Потеря тепла происходит из-за:
- проникновения холодной температуры с наружных стен помещения, через оконные щели,
- плохой герметизации оконных рам.
Устанавливая отопительные системы, нужно учесть региональную особенность температуры за окном и исходя из полученных параметров, выбирать тот или иной вид нагревательного оборудования. Но даже самая эффективная нагревательная техника не даст желаемого результата, если не избавиться от так называемых «точек утечки тепла». При установке оконных рам следует один раз потратиться на качественные, и обладающие высоким коэффициентом сохранения тепла. Чтобы эффективно провести утеплительные работы стен, рынок теплоизоляционных материалов представляет большой выбор.
Расход тепла на отопление будет в разы уменьшаться, если работы по герметизации помещения проведены качественно. Любое современное отопительное оборудование можно регулировать, контролируя поступление теплых масс воздуха в помещение. Мощность нагревательных приборов возрастает по мере уменьшения поступлений холодного воздуха.
Для полного комфорта необходимо выполнить два условия:
- обеспечить оптимальную температуру в помещении в 20-22 градуса;
- разница температуры воздуха внутри помещения и наружной стены должна быть не более 4 градусов, при этом температура стены должна быть выше температуры точки росы.
Точка росы – это охлаждение наружного воздуха до начала конденсации и превращения его паров в росу. Такого легко достигнуть при наличии мощного котла. Но немаловажно при этом уменьшить расходы на отопление.
Расход тепла на отопление имеет два варианта нормы потребления:
- Первый – установленная норма на сопротивление теплоподачи наружных стен, оконных рам и т.д.
- Второй – определяется норматив расхода энергии на отопление дома. Второй способ позволяет уменьшать сопротивление теплоподаче ограждающих конструкций. Таким образом, можно выбрать оптимальную толщину стен помещения.
Профессиональные строители зачастую используют первый вариант. Воздвигая бетонные стены, им они выполняют работы по дополнительному утеплению различными теплоизоляционными материалами. Такой способ существенно усложняет процесс и повышает стоимость работ.
При построении частных домов не обязательно утеплять наружные стены, достаточно создать более утепленный слой на чердаке и в подполье. Также следует придать дому форму, которая является энергосберегающей, учитывая компактность строения. Для большего утепления к дому пристраивают веранды, лоджии, оконные рамы делают меньше по размерам и т.д. Таким образом, расход тепла на отопление во много раз уменьшается.
Ликвидировав все недостатки, можно приступать к выбору отопительного оборудования. Стоит обратить внимание на параметры отопительной системы, которая будет установлена в помещении. От качества материалов, из которых будут изготовлены теплоносители, радиаторы и котлы отопительного оборудования, зависит и состояние температуры в доме. Современные системы отопления имеют в резерве большой список новых технологически оснащенных приборов для сбережения тепла. Автоматические контроллеры для поддержания оптимальной температуры в комнате будут главными помощниками в плане расхода теплоэнергии на отопление.
При построении энергосберегающего дома или заказа уже готового проекта внимательно стоит рассмотреть вопросы по утеплению здания с привлечением опытных специалистов. Работа требует комплексного подхода и только в таком случае можно построить комфортный, теплый и уютный дом.
Радиаторы отопления и терморегуляторы
В радиаторах температура теплоносителя не должна превышать 90 градусов. При выборе мощных и стойких радиаторов такая температура вполне подходит для холодных зим. Чтобы атмосфера в комнате была приемлемой для всех, нужно установить терморегуляторы. Их существует два вида – механический и автоматический. Механический нужно постоянно регулировать вручную, не упуская момента смены тепловых величин. Открытое положение регулятора обеспечивает максимальный режим, закрытое – минимальный. При потере подачи горячей воды батарея быстро остывает.
Автоматический терморегулятор, в свою очередь, требует меньшего внимания. Достаточно зафиксировать на шкале необходимую отметку, и автомат сам подгоняет температурный уровень. Использование терморегулятора возможно только при параллельном положении труб, использование установленных друг за другом регуляторов блокирует циркуляцию теплоносителя в трубах.
Расход тепловой энергии на отопление несет в себе немалые затраты, если система отопления установлена без учета других затрат, например бойлер, кухня, ванная.
Найти «течь»
Чтобы больше сэкономить, при подведении отопительной системы нужно учесть все «больные» места утечки тепла. Не лишним будет сказать, что окна должны быть герметизированы. Толщина стен позволяет удержать теплоту, теплые полы сохраняют температурный фон на положительной отметке. Расход тепловой энергии на отопление в помещении зависит от высоты потолков, типа вентиляционной системы, строительных материалов при постройке здания.
После вычета всех теплопотерь, нужно серьезно подойти к выбору отопительного котла. Здесь главное – бюджетная часть вопроса. В зависимости от мощности и универсальности варьируется и цена прибора. Если в доме уже проведен газ, то идет экономия на электричестве (стоимость которого немалая), и вместе с приготовлением, например, ужина, заодно и прогревается система.
Еще одним моментом в сохранении тепла является тип обогревателя – конвектор, радиатор, батарея и т.д. Самое подходящее решение вопроса – радиатор, количество секций которого высчитывается при помощи несложной формулы. Одна секция (ребро) радиатора имеет мощность в 150 Вт, для комнаты в 10 метров достаточно 1700 Вт. Путем разделения получаем 13 секций, необходимых для комфортного обогрева помещения.
Установка теплых полов решит наполовину вопрос экономии энергии. По подсчетам специалистов, количество потребленной теплоэнергии сокращается в 2-3 раза. Экономный расход тепловой энергии на отопление налицо.
При установке отопительной системы путем размещения радиаторов можно сразу же подключить систему теплых полов. Постоянная циркуляция теплоносителя создает равномерную температуру во всем помещении.
aquagroup.ru
видео-инструкция по монтажу своими руками, особенности использования дров, нормы, цена, фото
Что это такое — удельный расход тепла на отопление? В каких величинах измеряется удельный расход тепловой энергии на отопление здания и, главное, откуда берутся его значения для расчетов? В этой статье нам предстоит познакомиться с одним из основных понятий теплотехники, а заодно изучить несколько смежных понятий. Итак, в путь.
Осторожно, товарищ! Вы входите в дебри теплотехники.
Что это такое
Определение
Определение удельного расхода тепла дается в СП 23-101-2000. Согласно документу, так называется количество тепла, нужное для поддержания в здании нормируемой температуры, отнесенное к единице площади или объема и к еще одному параметру — градусо-суткам отопительного периода.
Для чего используется этот параметр? Прежде всего — для оценки энергоэффективности здания (или, что то же самое, качества его утепления) и планирования затрат тепла.
Собственно, в СНиП 23-02-2003прямо говорится: удельный (на квадратный или кубический метр) расход тепловой энергии на отопление здания не должен превышать приведенных значений.Чем лучше теплоизоляция, тем меньше энергии требует обогрев.
Градусо-сутки
Как минимум один из использованных терминов нуждается в разъяснении. Что это такое — градусо-сутки?
Это понятие прямо относится к количеству тепла, необходимому для поддержания комфортного климата внутри отапливаемого помещения в зимнее время. Она вычисляется по формуле GSOP=Dt*Z, где:
- GSOP — искомое значение;
- Dt — разница между нормированной внутренней температурой здания (согласно действующим СНиП она должна составлять от +18 до +22 С) и средней температурой самых холодных пяти дней зимы.
- Z — длина отопительного сезона (в сутках).
Как несложно догадаться, значение параметра определяется климатической зоной и для территории России варьируются от 2000 (Крым, Краснодарский край) до 12000 (Чукотский АО, Якутия).
Зима в Якутии.
Единицы измерения
В каких величинах измеряется интересующий нас параметр?
- В СНиП 23-02-2003 используются кДж/(м2*С*сут) и, параллельно с первой величиной, кДж/(м3*С*сут).
- Наряду с килоджоулем могут использоваться другие единицы измерения тепла — килокалории (Ккал), гигакалории (Гкал) и киловатт-часы (КВт*ч).
Как они связаны между собой?
- 1 гигакалория = 1000000 килокалорий.
- 1 гигакалория = 4184000 килоджоулей.
- 1 гигакалория = 1162,2222 киловатт-часа.
На фото — теплосчетчик. Приборы учета тепла могут использовать любые из перечисленных единиц измерения.
Нормированные параметры
Они содержатся в приложениях к СНиП 23-02-2003, таб. 8 и 9. Приведем выдержки из таблиц.
Для одноквартирных одноэтажных отдельностоящих домов
| Отапливаемая площадь | Удельный расход тепла, кДж/(м2*С*сут) |
| До 60 | 140 |
| 100 | 125 |
| 150 | 110 |
| 250 | 100 |
Для многоквартирных домов, общежитий и гостиниц
| Этажность | Удельный расход тепла, кДж/(м2*С*сут) |
| 1 — 3 | По таблице для одноквартирных домов |
| 4 — 5 | 85 |
| 6 — 7 | 80 |
| 8 — 9 | 76 |
| 10 — 11 | 72 |
| 12 и выше | 70 |
Обратите внимание: с увеличением количества этажей норма расхода тепла уменьшается.Причина проста и очевидна: чем больше объект простой геометрической формы, тем больше отношение его объема к площади поверхности.По той же причине удельные расходы на отопление загородного дома уменьшаются с увеличением отапливаемой площади.
Обогрев единицы площади большого дома обходится дешевле, чем маленького.
Вычисления
Точное значение потерь тепла произвольным зданием вычислить практически невозможно. Однако давно разработаны методики приблизительных расчетов, дающих в пределах статистики достаточно точные средние результаты. Эти схемы вычислений часто упоминается как расчеты по укрупненным показателям (измерителям).
Наряду с тепловой мощностью часто возникает необходимость рассчитать суточный, часовой, годичный расход тепловой энергии или среднюю потребляемую мощность. Как это сделать? Приведем несколько примеров.
Часовой расход тепла на отопление по укрупненным измерителям вычисляется по формуле Qот=q*a*k*(tвн-tно)*V, где:
- Qот — искомое значение к килокалориях.
- q — удельная отопительная величина дома в ккал/(м3*С*час). Она ищется в справочниках для каждого типа зданий.
Удельная отопительная характеристика привязана к размерам, возрасту и типу здания.
- а — коэффициент поправки на вентиляцию (обычно равен 1,05 — 1,1).
- k — коэффициент поправки на климатическую зону (0,8 — 2,0 для разных климатических зон).
- tвн — внутренняя температура в помещении (+18 — +22 С).
- tно — уличная температура.
- V — объем здания вместе с ограждающими конструкциями.
Чтобы вычислить приблизительный годовой расход тепла на отопление в здании с удельным расходом в 125 кДж/(м2*С*сут) и площадью 100 м2, расположенном в климатической зоне с параметром GSOP=6000, нужно всего-то умножить 125 на 100 (площадь дома) и на 6000 (градусо-сутки отопительного периода). 125*100*6000=75000000 кДж, или примерно 18 гигакалорий, или 20800 киловатт-часов.
Чтобы пересчитать годичный расход в среднюю тепловую мощность отопительного оборудования, достаточно разделить его на длину отопительного сезона в часах. Если он длится 200 дней, средняя тепловая мощность отопления в приведенном выше случае составит 20800/200/24=4,33 КВт.
Энергоносители
Как своими руками вычислить затраты энергоносителей, зная расход тепла?
Достаточно знать теплотворную способность соответствующего топлива.
Проще всего вычислить расход электроэнергии на отопление дома: он в точности равен произведенному прямым нагревом количеству тепла.
Электрокотел преобразует в тепло всю потребляемую электроэнергию.
Так, средняя мощность электрического котла отопления в последнем рассмотренном нами случае будет равна 4,33 киловатта. Если цена киловатт-часа тепла равна 3,6 рубля, то в час мы будем тратить 4,33*3,6=15,6 рубля, в день — 15*6*24=374 рубля и так далее.
Владельцам твердотопливных котлов полезно знать, что нормы расхода дров на отопление составляют около 0,4 кг/КВт*ч. Нормы расхода угля на отопление вдвое меньше — 0,2 кг/КВт*ч.
Уголь обладает достаточно высокой теплотворной способностью.
Таким образом, чтобы своими руками подсчитать среднечасовой расход дров при средней тепловой мощности отопления 4,33 КВт, достаточно умножить 4,33 на 0,4: 4,33*0,4=1,732 кг. Та же инструкция действует для других теплоносителей — достаточно лишь залезь в справочники.
Заключение
Надеемся, что наше знакомство с новым понятием, пусть даже несколько поверхностное, смогло удовлетворить любопытство читателя. Прикрепленное к этому материалу видео, как обычно.предложит дополнительную информацию. Успехов!
gidroguru.com
Расчет потребности тепла | Блог инженера теплоэнергетика
Здраствуйте, уважаемые друзья! В сегодняшней статье я бы хотел рассмотреть расчет потребности в тепле (отоплении) по месяцам года. Эта статья о том, как просчитать годовую потребность тепла, с разбивкой по месяцам, на отопление своего дома, здания и т.д. Хотел бы сразу подчернуть, речь идет именно об отоплении, горячее водоснабжение в расчете не просчитывается. Для расчета нам необходимы исходные данные. В договоре теплоснабжения с энергоснабжающей организацией у вас обязательно указана тепловая нагрузка на отопление: Qотоп., Гкал/ч. Пусть в нашем случае это будет Qгкал = 0,036 Гкал/ч.
Также для расчета потребности теплоэнергии на отопление по году нам необходимы: tвн, температура внутренняя в помещении, °С; tрасч., температура расчетная на отопление, °С. Примем для расчета: tвн = 20 °С, tрасч = -43 °С (для г.Братска). Температура tвн = 20 °С — это стандартная температура для комнат зданий (не угловых), температура расчетную на отопление tрасч в градусах °С принимаем из СниП 23-01-99 «Строительная климатология» для вашего города. Кроме этого, из этого СНиПа нам понадобится среднемесячная температура наружного воздуха tнар.возд для вашего города. В нашем случае tнар.возд = -20,7 °С для г.Братска, январь месяц. Итак, все данные у нас есть, можно производить расчет.
Количество потребности тепла на отопление по месяцу считается следующим образом:
Qмес = Qотоп * (tвн-tнар.возд.)/(tвн-tрасч)*количество часов в месяце.
Давайте рассмотрим на конкретном примере. Возьмем январь, количество потребности в тепле в этом случае будет равняться:
Qмес = 0,036 * (20- (-20,7))/(20- (-43))*744 = 17,3 Гкал
Ну и так далее по месяцам, расчет аналогичен. Количество часов в мае и сентябре необходимо брать применительно к вашему региону, так как отопительный сезон начинается и заканчивается везде по разному.
Конечно, если есть теплосчетчик, этот расчет не так и интересен. Ведь в этом случае вы в любом случае платите по показаниям прибора за фактически потребленное тепло. А вот если прибора учета тепловой энергии у вас нет, или он вышел из строя, тогда знание и применение этого расчета вам пригодится. Пригодится для проверки цифр в Гкал на отопление в приложении к договору теплоснабжения. Приложение это обычно называется — плановое количество тепловой энергии на отопление у абонента. Или другой вариант — расчет потребности тепловой энергии на отопление потребителя.
В деревнях и небольших поселках, где на объектах небольшие нагрузки на отопление Qотоп, и нет приборов учета тепла (бывает ,что даже нет учета и на источнике теплоснабжения — котельной), количество потребленного тепла на отопление считается именно так, по такой методике. Только для более точного расчета в расчетную формулу вместо СНиПовской среднемесячной температуры подставляется фактическая среднемесячная температура наружного воздуха. Но это для объектов, где нет прибора учета тепла ни у самого потребителя, ни на ЦТП, ни даже на источнике тепла. У меня несколько таких объектов, в деревнях.
В городе обычно, если нет прибора учета, или он временно вышел из строя, количество потребленной теплоэнергии энергоснабжающая организация выставляет по несколько другой методике. Это так называемый балансовый, или «котловой» метод. Но это уже другая тема.
Мой расчет потребности тепла на отопление по году, с разбивкой по месяцам, который я делал для одного своего объекта можно скачать здесь:
Расчет потребности тепла
Буду рад комментариям к статье
teplosniks.ru
Расчет потребности тепла и топлива | Инженеришка.Ру | enginerishka.ru
Рассмотрим расчет для присоединенной расчетной тепловой нагрузки. Мы имеем следующие исходные данные для расчета:
1) Расчетная температура наружного воздуха tН = —280С (по СНиП 23-01-99* «Строительная климатология»).
2) Средняя температура наружного воздуха за отопительный период tНСР = —3,10С (по СНиП 23-01-99* «Строительная климатология»).
3) Продолжительность отопительного периода n0=214 суток (по СНиП 23-01-99* «Строительная климатология»).
4) Внутренняя температура помещений tВН = 180С (по МДК 4-05.2004 «Методика определения потребности в топливе, электрической энергии и воде при производстве и передаче тепловой энергии и теплоносителей в системах коммунального теплоснабжения»).
5) Присоединенная расчетная нагрузка на отопление QОТ = 1,06 Гкал/ч
6) Присоединенная нагрузка на вентиляцию QВЕНТ = 0,76 Гкал/ч
7) Присоединенная нагрузка на горячее водоснабжение QГВСMAX = 1,39 Гкал/ч
8) Температура холодной воды на вводе в котельной в летний и зимний период tХВ = 50С
9) Температура горячей воды в системе горячего водоснабжения tГВС = 600С
10) Коэффициент полезного действия котла nКОТЛА = 0,92 (по техническому паспарту котла).
11) Расход тепла на собственные нужды котельной nС.Н. = 0,995
12) Потери тепла в тепловых сетях nТ.С. = 0,96
Годовой расход тепла на отопление
Годовой расход тепла на отопление QОТГОД (Гкал/год) зданий при круглосуточной работе определяется по формуле:
QОТГОД = QОТСР*n0*24 = QОТ*((tВН—tНСР)/(tВН—tН))*n0*24 = 1,06*214*((18—(—3,1))/(18—(—28))*24 = 2497,21 Гкал/год
Годовой расход тепла на вентиляцию
Годовой расход тепла на вентиляцию общественных зданий QВЕНТГОД (Гкал/год) определяется по формуле:
QВЕНТГОД =QВЕНТСР*n0*z =QВЕНТ*((tВН—tНСР)/(tВН—tН.ВЕНТ))*n0*z = 0,76*214*((18—(—3,1))/(18—(—15))*16=1663,86 Гкал/год
z — усредненное за отопительный период число часов работы системы вентиляции общественных зданий в течении суток, ч (при отсутствии данных принимаем z = 16 ч.).
Годовой расход тепла на горячее водоснабжение
Годовой расход тепла на горячее водоснабжение QГВСГОД (Гкал/год) определяется по формуле:
QГВСГОД=QГВС ЛЕТНСР.Н.+QГВС ЗИМНСР.Н.=(350—n0)*QГВССР*24+24*QГВССР*n0 = (350—214)*1,39*24+24*1,39*214 = 11676 Гкал/год
Годовой расход потребляемого тепла
QПОТРЕБГОД=QОТГОД+QВЕНТГОД+QГВСГОД = 2497,21+1663,86+11676 = 15837,07 Гкал/год
Количества тепла, вырабатываемого котлами в год с учетом собственных нужд и потерь в тепловых сетях
QВЫРАБГОД = QПОТРЕБГОД / (nС.Н.*nТ.С.) = 15837,07 / (0,995*0,96) = 16579,85 Гкал/год
Годовой объем природного газа
VГАЗ = QВЫРАБГОД / (nX*QНР) = 16579,85*106/(0,92*7600) = 2,37 млн.м3/год
enginerishka.ru
