Расчет потребления тепла на отопление. Исходные данные для проектирования системы отопления

Тепловой расчёт системы отопления большинству представляется легким и не требующим особого внимания занятием. Огромное количество людей считают, что те же радиаторы нужно выбирать исходя из только площади помещения: 100 Вт на 1 м.кв. Всё просто. Но это и есть самое большое заблуждение. Нельзя ограничиваться такой формулой. Значение имеет толщина стен, их высота, материал и многое другое. Конечно, нужно выделить час-другой, чтобы получить нужные цифры, но это по силам каждому желающему.

При строительстве энергосберегающего дома нет места для уборки. Составьте баланс, чтобы получить точное руководство по строительству, изоляции и оборудованию. Это дает представление о ожидаемой эффективности использования энергии. Это позволяет вам подготовиться к строительству или модернизации существующего дома. Когда все идет по плану, мы сможем пользоваться очень низкими счетами для отопления дома.

Кто готовит энергетический баланс? Обычно это относится к лицензированному аудитору энергии. Теоретически вы можете сделать это сами. У вас должен быть большой опыт и время. Некоторые компании предоставляют энергетические калькуляторы на своих веб-сайтах, которые позволяют проверять энергетический баланс здания и использовать опцию оптимизации параметров раздела.

Исходные данные для проектирования системы отопления

Чтобы произвести расчет расхода тепла на отопление, нужен, во-первых, проект дома.

План дома позволяет получить практически все исходные данные, которые нужны для определения теплопотерь и нагрузки на отопительную систему

Для создания энергетического баланса необходимо провести целую серию комплексных анализов и расчетов. Это подробно объясняется стандартами. Спрос на тепло для отдельных домов рассчитывается главным образом квазистатическим методом. Он определяет тепловой баланс на определенный расчетный период. Это может быть, например, месяц, год или сезон отопления или охлаждения. Существует еще динамический метод - более точный, определяющий баланс на короткие периоды, например, один час. При подготовке баланса сначала определяются границы нагретого пространства.

Во-вторых, понадобятся данные о расположении дома по отношению к сторонам света и районе строительства – климатические условия в каждом регионе свои, и то, что подходит для Сочи, не может быть применено к Анадырю.

В-третьих, собираем информацию о составе и высоте наружных стен и материалах, из которых изготовлены пол (от помещения до земли) и потолок (от комнат и наружу).

Иногда здание должно быть разделено на зоны, если в нем есть места, которые не нагреваются или не нагреваются. Затем выполняется целый ряд сложных вычислений, в результате чего тепловой спрос на отопление, спрос на тепло, потребность в тепловой энергии, коэффициент усиления тепла из различных источников, коэффициент использования и коэффициент потерь тепла.

Как вы видите, это совсем не просто. У специалистов есть специальное программное обеспечение, которое облегчает их. Каковы потери тепла? Тепло выходит из дома, когда воздух выходит из здания через систему вентиляции, если не установлен рекуператор, то есть устройство, которое восстанавливает тепло. Есть недостаточно изолированные перегородки и тепловые мосты, такие как перегородки, которые значительно хуже, чем они. Определенные потери также могут быть вызваны оконными и дверными столярными изделиями.

После сбора всех данных можно приступать к работе. Расчет тепла на отопление можно выполнить по формулам за один-два часа. Можно, конечно, воспользоваться специальной программой от компании Valtec.

Для расчёта теплопотерь отапливаемых помещений, нагрузки на систему отопления и теплоотдачи от отопительных приборов в программу достаточно внести только исходные данные. Огромное количество функций делают её незаменимым помощником и прораба, и частного застройщика

Выигрышные убытки выходят за рамки самих самих инвесторов, если они потребляют больше энергии, чем им нужно, или не хотят убирать тепло. Где выгоды от энергии? Вы знаете, как вы теряете жару, теперь посмотрите, где взять их бесплатно. В отопительных установках не требуется нагрев. Достаточно тепла, который будет создан членами семьи во время использования дома. Однако в обычных зданиях вам необходимо установить отопительные приборы, которые требуют энергии, и это стоит вам. Вы платите за топливо или электричество, когда оно используется для обогрева здания.

Она значительно всё упрощает и позволяет получить все данные по тепловым потерям и гидравлическому расчету системы отопления.

Формулы для расчётов и справочные данные

Расчет тепловой нагрузки на отопление предполагает определение тепловых потерь(Тп) и мощности котла (Мк). Последняя рассчитывается по формуле:

Однако вы можете установить так называемый. Одним из них является, например, тепловой насос, который автоматически генерирует тепло с минимальным потреблением энергии. Ситуация похожа на солнечные коллекторы горячей воды или фотоэлектрические панели, которые питают некоторые бытовые приборы. Когда дело доходит до траты денег на таком оборудовании, настало время воспользоваться преимуществами свободной энергии.

Даже без специального оборудования вы можете получить солнечную энергию. Достаточно остекление, которое обладает способностью поглощать тепло. Зимой это будет дополнительная свободная энергия, обогревающая комнаты, которые в этом котле. Очки не сильно помогут, если остекление плохо расположено. Лобовые стекла должны располагаться в стенах, обращенных к югу или юго-западу, и это направление, из которого вы можете ожидать интенсивного солнечного света.

Мк=1,2* Тп , где:

Мк – тепловая производительность системы отопления, кВт;
Тп – тепловые потери дома;
1,2 – коэффициент запаса (составляет 20%).

Двадцатипроцентный коэффициент запаса позволяет учесть возможное падение давления в газопроводе в холодное время года и непредвиденные потери тепла (например, разбитое окно, некачественная теплоизоляция входных дверей или небывалые морозы). Он позволяет застраховаться от ряда неприятностей, а также даёт возможность широкого регулирования режима температур.

Как видно из этой формулы мощность котла напрямую зависит от теплопотерь. Они распределяются по дому не равномерно: на наружные стены приходится порядка 40% от общей величины, на окна – 20%, пол отдаёт 10%, крыша 10%. Оставшиеся 20% улетучиваются через двери, вентиляцию.

Плохо утеплённые стены и пол, холодные чердак, обычное остекление на окнах - всё это приводит к большим потерям тепла, а, следовательно, к увеличению нагрузки на систему отопления. При строительстве дома важно уделить внимание всем элементам, ведь даже непродуманная вентиляция в доме будет выпускать тепло на улицу

Материалы, из которых построен дом, оказывают самое непосредственное влияние на количество потерянного тепла. Поэтому при расчётах нужно проанализировать, из чего состоят и стены, и пол, и всё остальное.

В расчётах, чтобы учесть влияние каждого из этих факторов, используются соответствующие коэффициенты:

К1 – тип окон;
К2 – изоляция стен;
К3 – соотношение площади пола и окон;
К4 – минимальная температура на улице;
К5 – количество наружных стен дома;
К6 – этажность;
К7 – высота помещения.

Для окон коэффициент потерь тепла составляет:

обычное остекление – 1,27;
двухкамерный стеклопакет – 1;
трёхкамерный стеклопакет – 0,85.

Естественно, последний вариант сохранит тепло в доме намного лучше, чем два предыдущие.

Правильно выполненная изоляция стен является залогом не только долгой жизни дома, но и комфортной температуры в комнатах. В зависимости от материала меняется и величина коэффициента:

бетонные панели, блоки – 1,25-1,5;
брёвна, брус – 1,25;
кирпич (1,5 кирпича) – 1,5;
кирпич (2,5 кирпича) – 1,1;
пенобетон с повышенной теплоизоляцией – 1.

Чем больше площадь окон относительно пола, тем больше тепла теряет дом:

Температура за окном тоже вносит свои коррективы. При низких показателях теплопотери возрастают:

До -10С – 0,7;
-10С – 0,8;
-15C - 0,90;
-20C - 1,00;
-25C - 1,10;
-30C - 1,20;
-35C - 1,30.

Теплопотери находятся в зависимости и от того, сколько внешних стен у дома:

четыре стены – 1,33;%
три стены – 1,22;
две стены – 1,2;
одна стена – 1.

Хорошо, если к нему пристроен гараж, баня или что-то ещё. А вот если его со всех сторон обдувают ветра, то придётся покупать котёл помощнее.

Количество этажей или тип помещения, которые находится над комнатой определяют коэффициент К6 следующим образом: если над дом имеет два и более этажей, то для расчётов берём значение 0,82, а вот если чердак, то для теплого – 0,91 и 1 для холодного.

Что касается высоты стен, то значения будут такими:

4,5 м – 1,2;
4,0 м – 1,15;
3,5 м – 1,1;
3,0 м – 1,05;
2,5 м – 1.

Помимо перечисленных коэффициентов также учитываются площадь помещения (Пл) и удельная величина теплопотерь (УДтп).

Итоговая формула для расчёта коэффициента тепловых потерь:

Тп = УДтп * Пл * К1 * К2 * К3 * К4 * К5 * К6 * К7 .

Коэффициент УДтп равен 100 Ватт/м2.

Разбор расчетов на конкретном примере

Дом, для которого будем определять нагрузку на систему отопления, имеет двойные стеклопакеты (К1 =1), пенобетонные стены с повышенной теплоизоляцией (К2= 1), три из которых выходят наружу (К5=1,22). Площадь окон составляет 23% от площади пола (К3=1,1), на улице около 15С мороза (К4=0,9). Чердак дома холодный (К6=1), высота помещений 3 метра (К7=1,05). Общая площадь составляет 135м2.

Пт = 135*100*1*1*1,1*0,9*1,22*1*1,05=17120,565 (Ватт) или Пт=17,1206 кВт

Мк=1,2*17,1206=20,54472 (кВт).

Расчёт нагрузки и теплопотерь можно выполнить самостоятельно и достаточно быстро. Нужно всего потратить пару часов на приведение в порядок исходных данных, а потом просто подставить значения в формулы. Цифры, которые вы в результате получите помогут определиться с выбором котла и радиаторов.

Я рассматривал, как рассчитывается потребность тепла объектом теплоснабжения по году, с разбивкой по месяцам. Сегодняшняя статья о том, как выставляются объемы потребленного тепла энергоснабжающей организацией при отсутствии приборов учета учета у потребителя, но при наличии на ЦТП (центральном тепловом пункте) энергоснабжающей организации коммерческого прибора учета. В этом случае расчет потребленной тепловой энергии производится согласно пункту №6 «Методики определения количеств тепловой энергии и теплоносителя в водяных системах коммунального теплоснабжения», утвержденной приказом Госстроя России от 06.05.2000 №105. А проще говоря, согласно Методики Роскоммунэнерго.

Количество тепловой энергии в случае отсутствии приборов учета у потребителя определяется как разность между количеством отпущенной теплоэнергии и определенной по приборам учета потребителей, у которых есть приборы учета. Эта разность за вычетом тепловых потерь в сетях от узла учета теплоисточника (котельной, ТЭЦ) до границы балансовой принадлежности системы теплопотребления распределяется между потребителями, не имеющими приборов учета, с учетом коэффициента распределения по отоплению и коэффициента распределения подпиточной воды пропорциональной их договорным расчетным тепловым нагрузкам. Это и есть так называемый балансовый, или котловой метод распределения тепла.

Фактический отпуск тепла для конкретного (j -го потребителя) составит:

Qфакт = ((Qр факт-Qгвс)/∑Qj расч) * Qj расч + Qут.пр. + Qгвсj = kq * Qj расч + Qут.пр. + Qгвсj ;

где kq = Qр факт-Qгвс/∑Qj расч.

kq — это коэффициент пропорциональности распределения на отопление и вентиляцию (вентиляция учитывается только, если есть нагрузка на вентиляцию),

Qр факт — фактический отпуск тепла теплоисточником (за минусом потерь в сетях энергоснабжающей организации) и расхода тепла потребителями, имеющими узлы учета, Гкал.

∑Qj расч — суммарное расчетное (договорное) количество тепла на отопление и вентиляцию подключенных потребителей без приборов учета, с учетом потерь в сетях потребителей, Гкал.

Qj расч — расчетное (договорное) количество тепла на отопление и вентиляцию, определенное с учетом потерь в сетях j-го потребителя, Гкал.

Qут.пр. — потери тепловой энергии с производительной утечкой у конкретного потребителя (определяется по актам).

Думаю, теории достаточно, а как же конкретно считается и выставляется фактический объем потребленной теплоэнергии на отопление (без нагрузки на ГВС, потерь с утечкой, и нагрузки на вентиляцию) за календарный месяц, в случае отсутствия прибора учета тепла. То есть для потребителя, у которого нет участков теплосети на балансе и нет нагрузки на ГВС и вентиляцию. А считается он вот по такой формуле:

Qотоп.месяц = Qотоп*Nчас*(Tвн. возд — Tнар.возд)/(Tвн.возд — Tрасч.отоп) * kq, Гкал.

где:

Nчас — число часов работы системы в месяц,

Tнар.возд — температура наружного воздуха среднемесячная, °C,

Tвн.возд — температура внутреннего воздуха в помещении, обычно 20 °С, для комнат (не угловых) зданий

Tрасч.отоп — принимается по СП 131.13330.2012, актуализированная версия СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»

kq — коэффициент пропорциональности распределения на отопление по ЦТП.

Как видим, в данной формуле из данных наибольшую сложность представляет коэффициент kq, и сами вы его просчитать, скорее всего не сможете, не хватит исходных данных для расчета. Поэтому приходится верить на слово энергоснабжающей организации. Вот по такой методике считаются и выставляются объемы потребленной теплоэнергии потребителю, при отсутствии у него прибора учета тепла. Расчет этот на первый взгляд кажется сложноватым, но когда почитаешь и вникнешь в него, становится в принципе понятно, что и как просчитывается.

Буду рад комментариям к статье.