Тепловая нагрузка: Расчет тепловой нагрузки на отопление, расчет теплопотерь дома

Расчет тепловой нагрузки на отопление дома

РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКИ НА ОТОПЛЕНИЕ ДОМА ПО УКРУПНЕННЫМ ИЗМЕРИТЕЛЯМ

Расчет тепловой нагрузки на отопление дома произведен по удельной теплопотере, потребительский подход определения приведенных коэффициентов теплопередачи – вот главные вопросы, которые мы с вами рассмотрим в данном посте. Здравствуйте, дорогие друзья!  Мы произведем с вами расчет тепловой нагрузки на отопление дома (Qо.р) различными способами по укрупненным измерителям. Итак, что нам известно на данный момент:1. Расчетная зимняя температура наружного воздуха для проектирования отопления tн = -40 оС. 2. Расчетная (усредненная) температура воздуха внутри отапливаемого дома tв = +20 оС. 3. Объем дома по наружному обмеру V = 490,8 м3. 4. Отапливаемая площадь дома Sот = 151,7 м2 (жилая – Sж = 73,5 м2). 5. Градусо сутки отопительного периода ГСОП = 6739,2 оС*сут.

Расчет тепловой нагрузки на отопление дома

1.

Расчет тепловой нагрузки на отопление дома по отапливаемой площади. Здесь все просто – принимается, что теплопотери составляют 1 кВт * час на 10 м2 отапливаемой площади дома, при высоте потолка до 2,5м. Для нашего дома расчетная тепловая нагрузка на отопление будет равна Qо.р = Sот * wуд = 151,7 * 0,1 = 15,17 кВт. Определение тепловой нагрузки данным способом не отличается особой точностью. Спрашивается, откуда же взялось данное соотношение и насколько оно соответствует нашим условиям. Вот здесь то и надо сделать оговорочку, что данное соотношение справедливо для региона Москвы (tн = до -30 оС) и дом должен быть нормально утепленным. Для других регионов России удельные теплопотери wуд , кВт/м2 приведены в Таблице 1.

Таблица 1

Регион	wуд , кВт/м2
Москва, Московская область, Центральные области Европейской части России (включая Ленинградскую на севере и Курскую на юге)	0,10-0,15
Северные регионы (Карелия, Архангельская область, республика Коми и др. )	0,15-0,2
Южные регионы (Воронежская, Волгоградская области, Краснодарский край и др.)	0,07-0,09

Что еще надо учесть при выборе коэффициента удельных теплопотерь? Cолидные проектные организации требуют от «Заказчика» до 20-ти дополнительных данных и это оправдано, так как правильный расчет потерь тепла домом – один из основных факторов, определяющий, насколько комфортно будет находиться в помещении. Ниже приведены характерные требования с разъяснениями:

– суровость климатической полосы – чем ниже температура «за бортом», тем сильнее придется топить. Для сравнения: при -10 градусах – 10 кВт, а при -30 градусах – 15 кВт;
– состояние окон – чем герметичней и больше количество стекол, тем потери уменьшаются. К примеру (при -10 градусах): стандартная двойная рама – 10 кВт, двойной стеклопакет – 8 кВт, тройной стеклопакет – 7 кВт;
– отношения площадей окон и пола – чем больше окна, тем больше потерь. При 20 % – 9 кВт, при 30 % – 11 кВт, а при 50 % – 14 кВт;
– толщина стен или теплоизоляция напрямую влияют на потери тепла. Так при хорошей теплоизоляции и достаточной толщине стен (3 кирпича – 800 мм) требуется 10 кВт, при 150 мм утеплителя или толщине стены в 2 кирпича – 12 кВт, а при плохой изоляции или толщине в 1 кирпич – 15 кВт;
– число наружных стен – напрямую связанно со сквозняками и многосторонним воздействием промерзания. Если помещение имеет одну внешнюю стену, то требуется 9 кВт, а если – 4, то – 12 кВт;
– высота потолка хоть и не так значительно, но все же влияет на увеличение потребляемой мощности. При стандартной высоте в 2,5 м требуется 9,3 кВт, а при 5 м – 12 кВт.
Данное пояснение показывает, что грубый расчет требуемой мощности 1 кВт котла на 10 м2 отапливаемой площади, имеет обоснование.

2. Расчет тепловой нагрузки на отопление дома по укрупненным показателям согласно § 2.4 СНиП Н-36-73. Чтобы определить тепловую  нагрузку на отопление данным способом, нам надо знать жилую площадь дома. Если она не известна, то принимается в размере 50% от общей площади дома.

Зная расчетную температуру наружного воздуха для проектирования отопления, по таблице 2 определяем укрупненный показатель максимально-часового расхода тепла на 1 м2 жилой площади.

Таблица 2

Расчетная температура наружного воздуха для воздуха для проектирования отопления, оС	0	-10	-20	-30	-40
Укрупненный показатель максимально-часового расхода тепла на отопление жилых зданий (на 1 м2 жилой площади), кДж/(ч*м2)	335	461	545	628	670

Для нашего дома расчетная тепловая нагрузка на отопление будет равна Qо.р = Sж * wуд.ж = 73,5 * 670 = 49245 кДж/ч или 49245/4,19=11752 ккал/ч или 11752/860=13,67 кВт

3. Расчет тепловой нагрузки на отопление дома по удельной отопительной характеристике здания. Определять тепловую нагрузку  по данному способу будем по  удельной тепловой характеристике (удельная теплопотеря тепла) и объема дома по формуле:

Qо. р = α * qо * V * (tв – tн ) * 10-3 , кВт

Qо.р – расчетная тепловая нагрузка на отопление, кВт;
α – поправочный коэффициент, учитывающий климатические условия района и применяемый в случаях, когда расчетная температура наружного воздуха tн отличается от -30 оС, принимается по таблице 3;

qо – удельная отопительная характеристика здания, Вт/м3 * оС;
V – объем отапливаемой части здания по наружному обмеру, м3;
tв – расчетная температура воздуха внутри отапливаемого здания, оС;
tн – расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, оС.
В данной формуле все величины, кроме удельной отопительной характеристики дома qо, нам известны. Последняя является теплотехнической оценкой строительной части здания и показывает тепловой поток, необходимый для повышения температуры 1 м3 объема постройки на 1 °С. Численное нормативное значение данной характеристики, для жилых домом и гостиниц, приведено в таблице 4.

Поправочный коэффициент α

Таблица 3

tн	-10	-15	-20	-25	-30	-35	-40	-45	-50
α	1,45	1,29	1,17	1,08	1	0,95	0,9	0,85	0,82

Удельная отопительная характеристика здания, Вт/м3 * оС

Таблица 4

Тип здания	Строительный объем здания V,тыс. м3	Удельная отопительная характеристика на отопление qо, Вт/м3 * оС
Жилые дома, гостиницы, общежития	до 3 до 5 до 10	0,49 0,44 0,39

Итак, Qо.р =  α* qо * V * (tв – tн ) * 10-3 = 0,9 * 0,49 * 490,8 * (20 – (-40) ) * 10-3 = 12,99 кВт. На стадии технико-экономического обоснования строительства (проекта) удельная отопительная характеристика должна являться одним из контрольных ориентиров. Все дело в том, что в справочной литературе, численное значение ее разное, поскольку приведена она для разных временных периодов, до 1958года, после 1958года, после 1975года и т.д. Кроме того, хоть и не значительно, но менялся также и климат на нашей планете. А нам бы хотелось знать значение удельной отопительной характеристики здания на сегодняшний день. Давайте попробуем определить ее самостоятельно.

ПОРЯДОК ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДЕЛЬНОЙ ОТОПИТЕЛЬНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ

1. Предписывающий подход к выбору сопротивления теплопередаче наружных ограждений. В этом случае расход тепловой энергии не контролируется, а значения сопротивлений теплопередаче отдельных элементов здания должно быть не менее нормируемых значений, смотри таблицу 5. Здесь уместно привести формулу Ермолаева для расчета удельной отопительной характеристики здания. Вот эта формула

qо = [Р/S * ((kс + φ * (kок – kс)) + 1/Н * (kпт + kпл)], Вт/м3 * оС

φ – коэффициент остекления наружных стен, принимаем φ = 0,25. Данный коэффициент принимается в размере 25% от площади пола; Р – периметр дома, Р = 40м; S – площадь дома (10 *10), S = 100 м2; Н – высота здания, Н = 5м; kс, kок, kпт, kпл – приведенные коэффициенты теплопередачи соответственно наружной стены, световых проемов (окон), кровли (потолка), перекрытия над подвалом (пола). Определение приведенных коэффициентов теплопередачи, как при предписывающем подходе, так и при потребительском подходе, смотри таблицы 5,6,7,8. Ну что ж, со строительными размерами дома мы определились, а как быть с ограждающими конструкциями дома? Из каких материалов должны быть изготовлены стены, потолок пол, окна и двери? Дорогие друзья, вы должны четко понять, что на данном этапе нас не должен волновать выбор материала ограждающих конструкций.

Спрашивается, почему? Да потому, что в выше приведенную формулу мы поставим значения нормируемых приведенных коэффициентов теплопередачи ограждающих конструкций. Так вот, независимо из какого материала будут выполнены эти конструкции и какова их толщина, сопротивление должно быть определенным. (Выписка из СНиП II-3-79* Строительная теплотехника).

Нормируемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций
(предписывающий подход)

Таблица 5

Здания	ГСОП, оС*сут	Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций Rо, м2 * оС/Вт (не менее)
		Стен	Полов	Потолков	Окон
Жилые	2000 4000 6000 8000 10000 12000 6739,2	2,1 2,8 3,5 4,2 4,9 5,6 3,76	3,2 4,2 5,2 6,2 7,2 8,2 5,57	2,8 3,7 4,6 5,5 6,4 7,3 4,93	0,3 0,45 0,6 0,7 0,75 0,8 0,47

Определение приведенных коэффициентов теплопередачи ограждающих конструкций
(предписывающий подход)

Таблица 6

Здания	ГСОП, оС*сут	Приведенные коэффициенты теплопередачи ограждающих конструкций kпр = 1/ Rо, Вт/ м2 * оС (не менее)
		Стен	Полов	Потолков	Окон
Жилые	6739,2	0,266	0,18	0,203	2,13

И вот только теперь, зная ГСОП = 6739,2 оС*сут, методом интерполяции мы определяем нормируемые сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций, смотри таблицу 5. Приведенные коэффициенты теплопередачи будут равны соответственно: kпр = 1/ Rо и приведены в таблице 6. Удельная отопительная характеристика дома qо = = [Р/S * ((kс + φ * (kок – kс)) + 1/Н * (kпт + kпл)] = [40/100 * ((0,266 + 0,25 * (2,13 – 0,266)) + 1/5 * (0,203 + 0,18)] = 0,37 Вт/м3 * оС
Расчетная тепловая нагрузка на отопление при предписывающем подходе будет равна Qо.р =  α* qо * V * (tв – tн ) * 10-3 = 0,9 * 0,37 * 490,8 * (20 – (-40) ) * 10-3 = 9,81 кВт

2. Потребительский подход к выбору сопротивления теплопередаче наружных ограждений. В данном случае, сопротивление теплопередаче наружных ограждений можно снижать в сравнении с величинами указанными в таблице 5, пока расчетный удельный расход тепловой энергии на отопление дома не превысит нормируемый. Сопротивление теплопередаче отдельных элементов ограждения не должно быть ниже минимальных величин: для стен жилого дома Rс = 0,63Rо, для пола и потолка Rпл = 0,8Rо, Rпт = 0,8Rо, для окон Rок = 0,95Rо. Результаты расчета приведены в таблице 7. В таблице 8 приведены приведенные коэффициенты теплопередачи при потребительском подходе. Что касается удельного расхода тепловой энергии за отопительный период, то для нашего дома эта величина равна 120 кДж/ м2 * оС* сут. И определяется она по СНиП 23-02-2003. Мы же определим данную величину когда будем производить расчет тепловой нагрузки на отопление более подробным способом – с учетом конкретных материалов ограждений и их теплофизических свойств (п. 5 нашего плана по расчету отопления частного дома).

Нормируемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций
(потребительский подход)

Таблица 7

Здания	ГСОП, оС*сут	Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций Rо, м2 * оС/Вт (не менее)
		Стен	Полов	Потолков	Окон
Жилые	6739,2 2,1	3,76*0,63 =2,37	5,57*0,8 = 4,46	4,93* 0,8 = 3,94	0,47* 0,95 = 0,446

Определение приведенных коэффициентов теплопередачи ограждающих конструкций
(потребительский подход)

Таблица 8

Здания	ГСОП, оС*сут	Приведенные коэффициенты теплопередачи ограждающих конструкций kпр = 1/ Rо, Вт/ м2 * оС (не менее)
		Стен	Полов	Потолков	Окон
Жилые	6739,2	0,422	0,224	0,254	2,24

Удельная отопительная характеристика дома qо = = [Р/S * ((kс + φ * (kок – kс)) + 1/Н * (kпт + kпл)] = [40/100 * ((0,422 + 0,25 * (2,24 – 0,422)) + 1/5 * (0,254 + 0,224)] = 0,447 Вт/м3 * оС. Расчетная тепловая нагрузка на отопление при потребительском подходе будет равна Qо.р = α * qо * V * (tв – tн ) * 10-3 = 0,9 * 0,447 * 490,8 * (20 – (-40) ) * 10-3 = 11,85 кВт

Расчет тепловой нагрузки на отопление дома

Основные выводы:
1. Расчетная тепловая нагрузка на отопление по отапливаемой площади дома, Qо.р = 15,17 кВт.
2. Расчетная тепловая нагрузка на отопление по укрупненным показателям согласно § 2.4 СНиП Н-36-73. отапливаемой площади дома, Qо.р = 13,67 кВт.
3. Расчетная тепловая нагрузка на отопление дома по нормативной удельной отопительной характеристике здания, Qо.р = 12,99 кВт.
4. Расчетная тепловая нагрузка на отопление дома по предписывающему подходу к выбору сопротивления теплопередаче наружных ограждений, Qо.р = 9,81 кВт.
5. Расчетная тепловая нагрузка на отопление дома по потребительскому подходу к выбору сопротивления теплопередаче наружных ограждений, Qо. р = 11,85 кВт.
Как видите, дорогие друзья, расчетная тепловая нагрузки на отопление дома при разном подходе к ее определению, разнится довольно таки значительно – от 9,81 кВт до 15,17 кВт. Какую же выбрать и не ошибиться? На этот вопрос мы и постараемся ответить в следующих постах. Сегодня мы с вами выполнили 2-ой пункт нашего плана по расчету системы отопления дома. Кто еще не успел присоединяйтесь!

С уважением, Григорий Володин

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ЧАСОВЫХ НАГРУЗОК ОТОПЛЕНИЯ, ПРИТОЧНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ И ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ (методика МДК 4-05.2004)

Поделиться ссылкой:

РАСЧЕТНЫЕ ТЕПЛОВЫЕ НАГРУЗКИ

Скачать “RashOVK — программа для определения потребности тепла и природного газа. Составлена на основании МДК 4-05.2004.” RashOVK.7z – Загружено 612 раз – 200 КБ

1. Отопление

1.1. Расчетную часовую тепловую нагрузку отопления следует принимать по типовым или индивидуальным проектам зданий.

В случае отличия принятого в проекте значения расчетной температуры наружного воздуха для проектирования отопления от действующего нормативного значения для конкретной местности, необходимо произвести пересчет приведенной в проекте расчетной часовой тепловой нагрузки отапливаемого здания по формуле:

(3.1)

где Q_omax — расчетная часовая тепловая нагрузка отопления здания, Гкал/ч;

Q_{omax пр} — то же, по типовому или индивидуальному проекту, Гкал/ч;

t_j — расчетная температура воздуха в отапливаемом здании, °С; принимается в соответствии с таблицей 1;

t_o — расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления в местности, где расположено здание, согласно СНиП 23-01-99 [1], °С;

t_o.пр — то же, по типовому или индивидуальному проекту, °С.

Таблица 1.  Расчетная температура воздуха в отапливаемых зданиях

Наименование здания	Расчетная температура воздуха в здании tj, °С
Жилое здание	18
Гостиница, общежитие, административное здание	18-20
Детский сад, ясли, поликлиника, амбулатория, диспансер, больница	20
Высшее, среднее специальное учебное заведение, школа, школа-интернат, предприятие общественного питания, клуб	16
Театр, магазин, пожарное депо	15
Кинотеатр	14
Гараж	10
Баня	25

В местностях с расчетной температурой наружного воздуха для проектирования отопления -31 °С и ниже значение расчетной температуры воздуха внутри отапливаемых жилых зданий следует принимать в соответствии с главой СНиП 2. 08.01-85 [9] равным 20 °С.

1.2. При отсутствии проектной информации расчетную часовую тепловую нагрузку отопления отдельного здания можно определить по укрупненным показателям:

(3.2)

где a — поправочный коэффициент, учитывающий отличие расчетной температуры наружного воздуха для проектирования отопления t_o от t_o = -30 °С, при которой определено соответствующее значение q_o; принимается по таблице 2;

V — объем здания по наружному обмеру, м³;

q_o — удельная отопительная характеристика здания при t_o = -30 °С, ккал/м³ ч°С; принимается по таблицам 3 и 4;

K_и.р — расчетный коэффициент инфильтрации, обусловленной тепловым и ветровым напором, т.е. соотношение тепловых потерь зданием с инфильтрацией и теплопередачей через наружные ограждения при температуре наружного воздуха, расчетной для проектирования отопления.

Таблица 2. Поправочный коэффициент a для жилых зданий

Расчетная температура наружного воздуха to, °C	±0	-5	-10	-15	-20	-25	-30	-35	-40	-45	-50	-55
a	2,05	1,67	1,45	1,29	1,17	1,08	1,00	0,95	0,9	0,85	0,82	0,8

Таблица 3. Удельная отопительная характеристика жилых зданий

Наружный строительный объем V, м3	Удельная отопительная характеристика qo, ккал/м3 ч °С
	постройка до 1958 г.	постройка после 1958 г.
1	2	3
100	0,74	0,92
200	0,66	0,82
300	0,62	0,78
400	0,60	0,74
500	0,58	0,71
600	0,56	0,69
700	0,54	0,68
800	0,53	0,67
900	0,52	0,66
1000	0,51	0,65
1100	0,50	0,62
1200	0,49	0,60
1300	0,48	0,59
1400	0,47	0,58
1500	0,47	0,57
1700	0,46	0,55
2000	0,45	0,53
2500	0,44	0,52
3000	0,43	0,50
3500	0,42	0,48
4000	0,40	0,47
4500	0,39	0,46
5000	0,38	0,45
6000	0,37	0,43
7000	0,36	0,42
8000	0,35	0,41
9000	0,34	0,40
10000	0,33	0,39
11000	0,32	0,38
12000	0,31	0,38
13000	0,30	0,37
14000	0,30	0,37
15000	0,29	0,37
20000	0,28	0,37
25000	0,28	0,37
30000	0,28	0,36
35000	0,28	0,35
40000	0,27	0,35
45000	0,27	0,34
50000	0,26	0,34

Таблица 3а. Удельная отопительная характеристика зданий, построенных до 1930 г.

Объем здания по наружному обмеру, м3	Удельная отопительная характеристика здания, ккал/м3 ч °С, для районов с расчетной температурой наружного воздуха для проектирования отопления to, °C
	to < -30 °С	-20 °С > to ³ -30 °С	to > -20 °C
1	2	3	4
500-2000	0,37	0,41	0,45
2001-5000	0,28	0,30	0,38
5001-10000	0,24	0,27	0,29
10000-15000	0,21	0,23	0,25
15001-25000	0,20	0,21	0,23
>25000	0,19	0,20	0,22

Таблица 4. Удельная тепловая характеристика административных, лечебных и культурно-просветительных зданий, детских учреждений

Наименование зданий	Объем зданий V, м3	Удельные тепловые характеристики
		для отопления qo, ккал/м3 ч °С	для вентиляции qv, ккал/м3 ч °С
1	2	3	4
Административные здания, конторы	до 5000	0,43	0,09
	до 10000	0,38	0,08
	до 15000	0,35	0,07
	более 15000	0,32	0,18
Клубы	до 5000	0,37	0,25
	до 10000	0,33	0,23
	более 10000	0,30	0,20
Кинотеатры	до 5000	0,36	0,43
	до 10000	0,32	0,39
	более 10000	0,30	0,38
Театры	до 10000	0,29	0,41
	до 15000	0,27	0,40
	до 20000	0,22	0,38
	до 30000	0,20	0,36
	более 30000	0,18	0,31
Магазины	до 5000	0,38	—
	до 10000	0,33	0,08
	более 10000	0,31	0,27
Детские сады и ясли	до 5000	0,38	0,11
	более 5000	0,34	0,10
Школы и высшие учебные заведения	до 5000	0,39	0,09
	до 10000	0,35	0,08
	более 10000	0,33	0,07
Больницы	до 5000	0,40	0,29
	до 10000	0,36	0,28
	до 15000	0,32	0,26
	более 15000	0,30	0,25
Бани	до 5000	0,28	1,00
	до 10000	0,25	0,95
	более 10000	0,23	0,90
Прачечные	до 5000	0,38	0,80
	до 10000	0,33	0,78
	более 10000	0,31	0,75
Предприятия общественного питания, столовые, фабрики-кухни	до 5000	0,35	0,70
	до 10000	0,33	0,65
	более 10000	0,30	0,60
Лаборатории	до 5000	0,37	1,00
	до 10000	0,35	0,95
	более 10000	0,33	0,90
Пожарные депо	до 2000	0,48	0,14
	до 5000	0,46	0,09
	более 5000	0,45	0,09
Гаражи	до 2000	0,70	—
	до 3000	0,60	—
	до 5000	0,55	0,70
	более 5000	0,50	0,65

Значение V, м³, следует принимать по информации типового или индивидуального проектов здания или бюро технической инвентаризации (БТИ).

Если здание имеет чердачное перекрытие, значение V, м³, определяется как произведение площади горизонтального сечения здания на уровне его I этажа (над цокольным этажом) на свободную высоту здания — от уровня чистого пола I этажа до верхней плоскости теплоизоляционного слоя чердачного перекрытия, при крышах, совмещенных с чердачными перекрытиями, — до средней отметки верха крыши. Выступающие за поверхности стен архитектурные детали и ниши в стенах здания, а также неотапливаемые лоджии при определении расчетной часовой тепловой нагрузки отопления не учитываются.

При наличии в здании отапливаемого подвала к полученному объему отапливаемого здания необходимо добавить 40% объема этого подвала. Строительный объем подземной части здания (подвал, цокольный этаж) определяется как произведение площади горизонтального сечения здания на уровне его I этажа на высоту подвала (цокольного этажа).

Расчетный коэффициент инфильтрации K_и.р определяется по формуле:

(3. 3)

где g — ускорение свободного падения, м/с²;

L — свободная высота здания, м;

w₀ — расчетная для данной местности скорость ветра в отопительный период, м/с; принимается по СНиП 23-01-99 [1].

Вводить в расчет расчетной часовой тепловой нагрузки отопления здания так называемую поправку на воздействие ветра не требуется, т.к. эта величина уже учтена в формуле (3.3).

В местностях, где расчетное значение температуры наружного воздуха для проектирования отопления t_o < -40 °С, для зданий с неотапливаемыми подвалами следует учитывать добавочные тепловые потери через необогреваемые полы первого этажа в размере 5% [11].

Для зданий, законченных строительством, расчетную часовую тепловую нагрузку отопления следует увеличивать на первый отопительный период для каменных зданий, построенных:

— в мае-июне — на 12%;

— в июле-августе — на 20%;

— в сентябре — на 25%;

— в отопительном периоде — на 30%.

1.3. Удельную отопительную характеристику здания q_o, ккал/м³ ч °С, при отсутствии в табл.3 и 4 соответствующего его строительному объему значения q_o, можно определить по формуле:

(3.4)

где a = 1,6 ккал/м 2,83 ч °С; n = 6 — для зданий строительства до 1958 г.;

a = 1,3 ккал/м 2,875 ч °С; n = 8 — для зданий строительства после 1958 г.

1.4. В случае если часть жилого здания занята общественным учреждением (контора, магазин, аптека, приемный пункт прачечной и т.д.), расчетная часовая тепловая нагрузка отопления должна быть определена по проекту. Если расчетная часовая тепловая нагрузка в проекте указана только в целом по зданию, или определена по укрупненным показателям, тепловую нагрузку отдельных помещений можно определить по площади поверхности теплообмена установленных нагревательных приборов, используя общее уравнение, описывающее их теплоотдачу:

Q = k F Dt,                                                               (3. 5)

где k — коэффициент теплопередачи нагревательного прибора, ккал/м³ ч °С;

F — площадь поверхности теплообмена нагревательного прибора, м²;

Dt — температурный напор нагревательного прибора, °С, определяемый как разность средней температуры нагревательного прибора конвективно-излучающего действия и температуры воздуха в отапливаемом здании.

Методика определения расчетной часовой тепловой нагрузки отопления по поверхности установленных нагревательных приборов систем отопления приведена в [10].

1.5. При подключении полотенцесушителей к системе отопления расчетную часовую тепловую нагрузку этих отопительных приборов можно определить как теплоотдачу неизолированных труб в помещении с расчетной температурой воздуха t_j = 25 °С по методике, приведенной в [10].

1.6. При отсутствии проектных данных и определении расчетной часовой тепловой нагрузки отопления производственных, общественных, сельскохозяйственных и других нетиповых зданий (гаражей, подземных отапливаемых переходов, бассейнов, магазинов, киосков, аптек и т. д.) по укрупненным показателям, уточнение значений этой нагрузки следует производить по площади поверхности теплообмена установленных нагревательных приборов систем отопления в соответствии с методикой, приведенной в [10]. Исходная информация для расчетов выявляется представителем теплоснабжающей организации в присутствии представителя абонента с составлением соответствующего акта.

1.7. Расход тепловой энергии на технологические нужды теплиц и оранжерей, Гкал/ч, определяется из выражения:

(3.6)

Расчет тепловой нагрузки многоквартирного дома. Как определить тепловую нагрузку на отопление? Регуляторы тепловых нагрузок, как возможность выхода из сложных ситуаций

На начальном этапе обустройства системы теплоснабжения любого из объектов недвижимости выполняется проектирование отопительной конструкции и соответствующие вычисления. Обязательно следует произвести расчет тепловых нагрузок, чтобы узнать объемы потребления топлива и тепла, необходимые для обогрева здания. Эти данные требуются, чтобы определиться с покупкой современного отопительного оборудования.

Тепловые нагрузки систем теплоснабжения

Понятие тепловая нагрузка определяет количество теплоты, которое отдают приборы обогрева, смонтированные в жилом доме или на объекте другого назначения. До того, как установить оборудование, данный расчет выполняют, чтобы избежать излишних финансовых расходов и других проблем, которые могут возникнуть в процессе эксплуатации отопительной системы.

Зная основные рабочие параметры конструкции теплоснабжения можно организовать эффективное функционирование обогревательных приборов. Расчет способствует реализации задач, стоящих перед отопительной системой, и соответствие ее элементов нормам и требованиям, прописанным в СНиПе.

Когда вычисляется тепловая нагрузка на отопление, даже малейшая ошибка может привести к большим проблемам, поскольку на основании полученных данных в местном отделении ЖКХ утверждают лимиты и другие расходные параметры, которые станут основанием для определения стоимости услуг.

Общая величина тепловой нагрузки на современную отопительную систему включает в себя несколько основных параметров:

• нагрузку на конструкцию теплоснабжения;
• нагрузку на систему обогрева пола, если она планируется к установке в доме;
• нагрузку на систему естественной и/или принудительной вентиляции;
• нагрузку на систему горячего водоснабжения;
• нагрузку, связанную с различными технологическими нуждами.

Характеристики объекта для расчета тепловых нагрузок

Правильно расчетная тепловая нагрузка на отопление может быть определена при условии, что в процессе вычислений будут учтены абсолютно все, даже малейшие нюансы.

Перечень деталей и параметров довольно обширен:

• назначение и тип объекта недвижимости . Для расчета важно знать, какое здание будет обогреваться — жилой или нежилой дом, квартира (прочитайте также: » «). От типа постройки зависит норма нагрузки, определяемая компаниями, поставляющими тепло, а, соответственно, расходы на теплоснабжение;
• архитектурные особенности . Во внимание принимаются габариты таких наружных ограждений, как стены, кровля, напольное покрытие и размеры оконных, дверных и балконных проемов. Немаловажными считаются этажность здания, а также наличие подвалов, чердаков и присущие им характери

Как рассчитать тепловую мощность обогревателей: формулы, нюансы

Теплотехнический расчет – это вычисление требуемой толщины перекрытий в соответствии теплоизоляционных характеристик материалов и мощности нагревательных приборов. Любое помещение для создания комфортных условий в холодное время года требует определенного количества тепла, и неважно проектируется отопительная система частного дома или требуется обогреть только одну комнату – расчеты необходимы.

Все отопительные приборы независимо от типа устройства (конвекторы, радиаторные батареи, обогреватели, тепловые пушки и т.д.) и типа теплоносителя (водяные, газовые, электрические) отапливают помещения и производимое ими тепло называется тепловой мощностью. Именно эта характеристика имеет важнейшее значение при выборе обогревательного прибора.

Например невозможно обогреть мастерскую площадью 20 м2 и построенную без теплоизоляции при -150С электрическим обогревателем мощностью 1 кВт, а небольшую ванную комнату, расположенную в центре кирпичного дома запросто.

Количество тепла, которое требуется помещению для обогрева, измеряется в килокалориях, а мощности приборов в ваттах, поэтому для перевода одного значения в другое нужно килокалории поделить на 860 и получатся кВт.

1 кВт=860 ккал.

Все производители отопительного оборудования обязательно указывают тепловую мощность прибора в паспорте или инструкции. Однако, следует учитывать, что указанная мощность достигается при соблюдении всех условий эксплуатации т.е. для водяных конвекторов или радиаторов имеет значение температура теплоносители, а для газовых приборов давление газа.

Поэтому помимо мощности отопления производители указывают, для каких условий эксплуатации предназначено оборудование.

Например, если у вас старая система центрального отопления с температурой нагрева 40-50⁰С, рекомендуется приобретать конвекторы для низкотемпературных систем отопления.

Простейший расчет тепловой мощности обогревателя

Существует общепринятый стандарт расчета тепловой мощности обогревателя при высоте помещения не более 3 м. На 10 метров квадратных площади устанавливается 1 кВт мощности прибора.

Эта формула неплохо работает при расчетах электрических отопительных приборов в помещениях с идеальными условиями — высокой теплоизоляцией, минимальной теплопотерей и одним окном с утепленным стеклопакетом. Но существует и примитивный вариант расчета, позволяющий учитывать и высоту комнат.

Простой расчет тепловой нагрузки (Q) помещения:

V (объем помещения/м3) х 40 Вт/1000 = Q (кВт/ч)

Эта формула не позволяет допустить ошибок, связанных с грубым расчетом по принципу 1 кВт на 10 м² т.к., учитывает объем комнаты включая высоту потолков. Однако и при таком расчёте легко совершить оплошность и приобрести «слабый» прибор — не учтено много важных факторов.

Пример расчетов

Вводные данные: гостиная в частном доме, ВхШхД – 4х5х6 м.

По первой формуле мы выясняем площадь помещения – 5х6 = 30 м² и умножаем на 1 кВт. Получается, что нам потребуется обогреватель на 3 кВт.

Но эти расчеты не гарантируют, что, купив обогреватель мощностью 3 кВт, вы получите комфортную температуру в помещении — в столь примитивном расчете даже не учитывается температура за окном. Если в средней полосе 3 кВт могут и справится с отоплением такой гостиной, но на севере с -35 за окном можете не сомневаться, разочарование от покупки и стучащие зубы вам обеспечены.

По второй формуле мы выясняем объем помещения – 4х5х6 = 120 м³.

V х 40 Вт/1000 = 120 х 40 / 1000 = 4,8 кВт

Как можно видеть вторая формула более точно отражает необходимую потребность помещения в тепле. Кроме того учитывайте, что эти расчеты обычно применяются в электрических обогревателях, а с прибором мощностью 5 кВт в час вы разоритесь на счетах за электроэнергию, да и далеко не вся проводка выдержит подобную нагрузку.

Формула расчета тепловой нагрузки с учетом разницы температур

Для более точного определения требуемой тепловой мощности обогревателя или конвектора рекомендуем воспользоваться следующими формулой.

V (объем помещения) х T (разница температур) х φ (коэффициент теплопотери) = ккал/ч

где:

• V – это упоминаемый выше объем комнаты: ширина * длину * высоты.
• Т (разница температур) – в зависимости от климатической зоны температура на улице может составлять и -5⁰ С и -30⁰С. Поэтому в формулу введен параметр выражающий разницу между средней зимней температурой на улице и желаемой температурой в помещении. Пример: среднее зимнее значение на улице составляет -15⁰С, а в комнате требуется 25⁰С – получается Т = 40⁰ С.
• φ – коэффициент теплопотерь помещений в зависимости от конструкции и изоляции.
  • 3-4 – отсутствие теплоизоляции. Простые деревянные или металлические строения без изоляции.
  • 2-2,9 – низкая теплоизоляция. Кладка в один кирпич, упрощенная конструкция строений, одинарные окна.
  • 1-1,9 – средняя теплоизоляция. Строения с кладкой в два кирпича, стандартные здания, обычная кровля, небольшое количество окон.
  • 0,6-0,9 — высокая теплоизоляция. Мало окон, сдвоенные рамы, кирпичные стены, двойная теплоизоляция, утепленная крыша и толстое основание пола.

Для получения значения мощности конвектора или обогревателя в киловаттах требуется получившееся в число разделить на 860.

Пример расчетов

Вводные данные: гостиная в частном доме, ВхШхД – 4х5х6 м. Дом построен кладкой в два кирпича, на хорошем основании (фундамент), с большим панорамным окном. Средняя температура зимой -15⁰С, желаемая температура в комнате +22⁰С.

• Выясняем объем помещения – 4х5х6х = 120 м³.
• Определяем разницу температур – 15+22=37⁰С.
• Подбираем коэффициент – возьмем среднее значение 1,4 т.к. несмотря на стены в два кирпича и утолщенный пол присутствует большое окно.

Подставляем данные в формулу:

V х T х φ = 120 х 37 х 1,4 = 6216 ккал.

Переводим килокалории в кВт – 6216/860= 7,2 кВт.

Получается, что для получения требуемой температуры в гостиной нам потребуется установить обогревательный прибор на 7 кВт.

Естественно в данном случае и речи не может быть об установке электрических приборов. Такие значения можно получить при установке газовых или водяных конвекторов, радиаторных батарей, тепловых пушек и т.д. Однако с учетом размеров гостиной, подобная мощность излишня — снова нет в расчете некоторых важных нюансов.

Формула расчета тепловой мощности с учетом дополнительных факторов

Несмотря на введение коэффициента потерь тепла предыдущая формула не способна отразить всевозможные нюансы помещений. Наример теплопотери квартиры расположенной на 5 этаже в центре девятиэтажного здания ниже, чем у угловой квартиры на последнем этаже. Для получения более точных данных рекомендуем воспользоваться формулой:

Q = (100 Вт/м² х S х φ 1 х φ 2 х φ 3 х φ 4 х φ 5 х φ 6 х φ 7)/1000,

Где:

• S – площадь помещения в м².
• φ 1 – потери тепла через окна:
  • 0,85 – тройной стеклопакет;
  • 1 – двойной стеклопакет;
  • 1,27 – одинарный стеклопакет (стандартный).
• φ 2 – утепление стен (теплоизоляция):
  • 0,854 – высокое;
  • 1 – кладка в два кирпича;
  • 1,27 – низкое.
• φ 3 – соотношение общей площади окон к площади пола помещения в %:
  • 1,2 – 50%;
  • 1,1 – 40%;
  • 1 – 30%;
  • 0,9 – 20%;
  • 0,8 – 10%.
• φ 4 – коэффициент умножения в зависимости от температуры внешней среды в минусовых значениях ⁰С:
  • 1,5 – -35⁰С;
  • 1,3 – -25⁰С;
  • 1,1 – -20⁰С;
  • 0,9 – -15⁰С;
  • 0,7 – -10⁰С.
• φ 5 – сколько стен имеют контакт со внешней средой (выходят на улицу):
  • 1,4 -4;
  • 1,3 -3;
  • 1,2 -2;
  • 1,1 -1.
• φ 6 – теплоизоляция помещения находящегося сверху над расчетным:
  • 0,8 – обогреваемое;
  • 0,9 – утеплённое, но не отапливаемое;
  • 1 — холодный чердак или крыша.
• φ 7 – высота в метрах:
  • 1,2 – 4,5м;
  • 1,15 – 4м;
  • 1,1 – 3,5м;
  • 1,05 – 3м;
  • 1 – 2,5м.

Как видите в формуле расчета тепловой мощности обогревательного оборудования учтено значительно больше значений влияющих на теплопотери.

Пример расчета

Вводные данные: гостиная в частном доме, ВхШхД – 4х5х6 м. Дом построен кладкой в два кирпича, на утепленном фундаменте с большим панорамным окном, со стандартным остеклением, занимающим 50% от площади пола. Средняя температура зимой -15⁰С. На втором этаже отапливаемые спальни, две стены выходят на улицу.

Выясняем требуемые значения и коэффициенты:

• S – 30м².
• φ 1 – 1,27.
• φ 2 – 1.
• φ 3 – 1,2.
• φ 4 – 0,9.
• φ 5 – 1,2.
• φ 6 – 0,8.
• φ 7 – 1,15.

Подставляем значения в формулу:

Q = (100 Вт/м² х S х φ 1 х φ 2 х φ 3 х φ 4 х φ 5 х φ 6 х φ 7)/1000,

Q = (100 Вт/м² х 30 х 1,27 х 1 х 1,2 х 0,9 х 1,2 х 0,8 х 1,15)/1000 = 4,543 кВт

Исходя из этого уточненного расчета, получается, что нам нужно организовать отопление на 4,5-5 кВт.

Эта формула предпочтительна для расчета тепловой мощности отопительных систем, причем она подходит для расчета отопления в небольших жилых помещениях и в организации отопления промышленных объектов.

Важно! Для увеличения срока службы теплового оборудования и для учета непредвиденных ситуаций, рекомендуется добавлять небольшой запас в 10-15 %.к полученной тепловой мощности.

Нюансы при расчете мощности водяных конвекторов

Для выяснения необходимой мощности конвектора водяного отопления нужно учитывать дополнительные факторы, среди которых температура и давление рабочей среды (воды в отопительной системе).

Производители в паспортах и инструкций к водяным конвекторам указывают требуемую температуру теплоносителя, при которой прибор достигнет заявленной мощности. По санитарным нормам температура воды в централизованной системе отопления должна быть 70 градусов.

Однако в зависимости от состояния системы тепловой напор может быть ниже (в старых строениях) или выше (в новостройках). Большинство бытовых конвекторов работают при температуре до 95⁰ С, однако максимальная температура, которую выдерживают водяные конвекторы это 120-150⁰С в зависимости от модели. В частных домах определение теплового напора проще — каждый пользователь может контролировать и задавать требуемые рабочие режимы самостоятельно.

Если вы уверены в требуемой температуре теплоносителя, можно приступать к расчетам по описанным формулам. Если вы проживаете в домах старого фонда, система отопления оставляет желать лучшего и зимой батареи нагреваются в пределах 30-60⁰С, выбирайте специализированные конвекторы, рассчитанные на работу в низкотемпературных отопительных системах.

Модели для примера

• Универсал КНУ-С КСК 20 – Настенный водяной конвектор мощностью 2,941 Вт предназначен для отопления помещения площадью до 30 м².
• ТРОПИК II КСК-В20-2 – водяной конвектор отопления на 2,206 кВт. Настенно-напольный тип монтажа, терморегулятор в комплекте.
• FEG EURO F 8.50 CP – газовый конвектор на 7,095 кВт. Предназначен для площадей до 70 м² или объемом до 140 м³. Расход газа 0,66 м³/час.
• Hosseven HBS-12/1V — газовый конвектор на 9,6 кВт. Предназначен для помещений площадью до 96 м². Расход газа 1,12 м³/час.
• Ballu BHG-60 – тепловая пушка с обогревом 55 кВт. Работает на сжиженном газе. Воздушная производительность 1450 м³/час. Предназначена для обогрева производственных цехов с хорошей вентиляцией.
• Stiebel Eltron CNS 300 S – электрический конвектор на 3 кВт. Настенный тип крепления, механическое управление. Предназначен для комнат площадью до 30 м².
• Electrolux EIH/AG2-2000 E — конвективно-инфракрасный обогреватель на 2 кВт рассчитан на обогрев комнат до 28 м².

Ишматов Бахадыр
Администратор и создатель ресурса ТехноГуру, практикующий радиоэлектронщик. Ремонтом электроники занялся со школьной скамьи (в те годы это были магнитофоны, транзисторные радиоприемники, ламповые телевизоры и радиолы). Паять научился в 7 летнем возрасте. Поделитесь записью с друзьями в социальных сетях Возможно Вам будет интересно:

Расчет тепловой нагрузки тепловой электрической станции

Часть I. “Расчет тепловой нагрузки ТЭС”

Условные обозначения

 — общая площадь жилых зданий района в , где  — заданное число жителей района,  — норма жилой площади на человека.

 — упрощенный показатель максимально часового расхода теплоты на единицу площади.

 —  расчетная температура воздуха внутри помещений.

 — расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления (находится по справочнику для разных районов).

 — коэффициент, учитывающий расход теплоты на отопление общественных зданий.

 — коэффициент, учитывающий расход теплоты на вентиляцию общественных зданий.

 — суточная норма расхода горячей воды на человека в жилых зданиях.

 — температура холодной воды в зимний период.

 — суточная норма расхода горячей воды на человека в общественных зданиях.

 — температура холодной воды в летний период.

 — средняя температура наружного воздуха за отопительный период.

 — средняя температура наружного воздуха за период работы систем вентиляции.

 — расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем вентиляции.

1. Расчет тепловой нагрузки потребителей теплоты.

1.1  Расчет тепловых нагрузок жилищно-коммунального сектора.

Максимальный часовой расход теплоты на отопление жилых зданий,

.

Максимальный часовой расход теплоты на отопление общественных зданий,

.

Максимальный часовой расход теплоты на отопление жилого района,

.

Максимальный часовой расход теплоты на вентиляцию общественных зданий,

.

Средний часовой расход на горячее водоснабжение жилых зданий,

, где  1,2 – коэффициент суточной неравномерности водопотребления,

 — теплоемкость воды,

 — расчетная длительность подачи теплоты на горячее водоснабжение.

Средний часовой расход теплоты на горячее водоснабжение общественных зданий,

.

Средний часовой расход теплоты на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий,

.

Средний часовой расход теплоты на горячее водоснабжение в летний период,

,

где  — коэффициент, учитывающий снижение расхода горячей воды в летний период.

Суммарная тепловая нагрузка жилого района,

.

Отношение среднечасовой нагрузки на горячее водоснабжение и расчетной нагрузки на отопление

Определяем годовой расход тепла на отопление,

,

где  ,

 ,

Определяем годовой расход тепла на вентиляцию общественных зданий,

,

где   — усредненное число часов работы систем вентиляции в течении суток за отопительный период,

 — часть отопительного периода в сутках с температурой наружного воздуха выше расчетной для проектирования вентиляции.

;  ,

Годовой расход теплоты на горячее водоснабжение района,

,

где    — число суток работы системы горячего водоснабжения в году.

Суммарный расход теплоты на обслуживание района,

1.2  Расчет тепловых нагрузок промышленных предприятий.

В виду отсутствия в современных условиях действительных значений промышленных предприятий принимаем расходы теплоты на предприятиях исходя из статистических данных по городу Комсомольску-на-Амуре на 1990 год: на 100000 жителей 120 МВт, из них 15% на отопление, 10% на вентиляцию, 25% на горячее водоснабжение и 50% на технологические нужды. Исходя из этих данных производим расчет тепловых нагрузок.

Суммарный расход теплоты на промышленные предприятия

.

Максимальный часовой расход теплоты на отопление промышленных помещений,

.

Максимальный часовой расход теплоты на вентиляцию промышленных помещений,

.

Часовой расход теплоты на горячее водоснабжение промышленных предприятий,

.

Максимальный часовой расход теплоты на технологические нужды,

.

Годовой расход теплоты на отопление промышленных помещений,

,

Годовой расход теплоты на вентиляцию промышленных помещений,

,

Годовой расход теплоты на горячее водоснабжение промышленных зданий,

,

Годовой расход теплоты на технологические нужды,

,

где   ;  .

Суммарный годовой расход теплоты на промышленном предприятии,

,

1.3  Расчет суммарных тепловых нагрузок ТЭС.

Суммарный расчетный расход теплоты на отопление жилых, общественных, и промышленных помещений,

,

Суммарный расчетный расход теплоты на вентиляцию общественных, и промышленных помещений,

,

Суммарный средний часовой расход теплоты на горячее водоснабжение жилых, общественных, и промышленных помещений,

,

Суммарный расчетный расход теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилых, общественных и промышленных зданий,

,

Суммарный расчетный расход теплоты на все виды теплопотребления,

.

1.4  Суммарная тепловая мощность ТЭС.

Определяется как суммарный расход теплоты на все виды теплопотребления с учетом потерь теплоты в тепловых сетях и на собственные нужды ТЭЦ

Тепловое потребление классификация тепловых нагрузок

В системах централизованного тепло­снабжения (СЦТ) по тепловым сетям пода­ется теплота различным тепловым потреби­телям. Несмотря на значительное разнооб­разие тепловой нагрузки, ее можно разбить на две группы по характеру протекания во времени: I) сезонная;

2) круглогодичная.

Изменения сезонной нагрузки зависят от климатических усло­вий: температуры наружного воздуха, на­правления и скорости ветра, солнечного из­лучения, влажности воздуха и т.п. Основ­ную роль играет наружная температура. Се­зонная нагрузка имеет сравнительно посто­янный суточный график и переменный го­довой график нагрузки. К сезонной тепло­вой нагрузке относятся отопление, вентиля­ция, кондиционирование воздуха.

К круглогодичной нагрузке относятся технологическая нагрузка и горячее водо­снабжение.

График технологической нагрузки зави­сит от профиля производственных предпри­ятий и режима их работы, а график нагруз­ки горячего водоснабжения — от благоуст­ройства жилых и общественных зданий, со­става населения и распорядка его рабочего дня, а также от режима работы коммуналь­ных предприятий — бань, прачечных. Эти нагрузки имеют переменный суточный гра­фик. Годовые графики технологической на­грузки и нагрузки горячего водоснабжения также в определенной мере зависят от вре­мени года. Как правило, летние нагрузки ниже зимних вследствие более высокой температуры перерабатываемого сырья и водопроводной воды, а также благодаря меньшим теплопотерям теплопроводов и производственных трубопроводов.

Одна из первоочередных задач при про­ектировании и разработке режима эксплуа­тации систем централизованного тепло­снабжения заключается в определении значений и характера тепловых нагрузок.

В том случае, когда при проектировании установок централизованного теплоснаб­жения отсутствуют данные о расчетных расходах теплоты, основанных на проектах теплопотребляющих установок абонентов, расчет тепловой нагрузки проводится на ос­нове укрупненных показателей. В процессе эксплуатации значения расчетных тепло­вых нагрузок корректируют по действительным расходам. С течением времени это дает возможность установить проверенную тепловую характеристику для каждого по­требителя.

Сезонная нагрузка Отопление

Основная задача отопления -это поддержание внутренней температуры помещений на заданном уровне. Для этого необходимо сохранение равновесия между тепловыми потерями здания и теплопритоком. Условие теплового равновесия здания может быть выражено в виде равенства

где Q — суммарные тепловые потери зда­ния; Q_T — теплопотери теплопередачей че­рез наружные ограждения; Q_и — теплопо­тери инфильтрацией из-за поступления в помещение через неплотности наружных ограждений холодного воздуха; Q₀ —подвод теплоты в здание через отопи­тельную систему; Q_rv — внутренние тепло­выделения.

Тепловые потери здания в основном за­висят от первого слагаемого Q_r. Поэтому для удобства расчета можно тепловые поте­ри здания представить так:

где = Q_и/Q_т; — коэффициент инфильтра­ции, представляющий собой отношение теплопотерь инфильтрацией к теплопотерям те­плопередачей через наружные ограждения.

Источником внутренних тепловыделе­ний Q_тв, в жилых зданиях являются обычно люди, приборы для приготовления пищи (газовые, электрические и другие плиты), осветительные приборы. Эти тепловыделе­ния носят случайный характер и не поддаются никакому регули­рованию во времени.

Для обеспечения в жилых районах нор­мального температурного режима во всех отапливаемых помещениях обычно уста­навливают гидравлический и температур­ный режим тепловой сети по наиболее не­выгодным условиям, т.е. по режиму отопле­ния помещений с нулевыми тепловыделе­ниями (Q_TB = 0).

Для предупреждения существенного по­вышения внутренней температуры в поме­щениях, в которых внутренние тепловыде­ления значительны, необходимо периоди­чески выключать часть отопительных при­боров или снижать расход теплоносителя; через них.

Качественное решение этой задачи возможно лишь при индивидуальной автома­тизации, т.е. при установке авторегулято­ров непосредственно на нагревательных приборах и вентиляционных калориферах.

Источник внутренних тепловыделений в промышленных зданиях — тепловые и си­ловые установки и механизмы (печи, сушила, двигатели и др.) различного рода. Внут­ренние тепловыделения промышленных предприятий довольно устойчивы и нередко представляют существенную долю расчетной отопительной нагрузки, поэтому они должны учитываться при разработке режима теплоснабжения промышленных, районов.

Теплопотери теплопередачей через наружные ограждения, Дж/с или ккал/ч, мо­гут быть определены расчетным путем по формуле

где F — площадь поверхности отделы; k – коэффициент теплопередачи наружных ограждений; t – разность температур воздуха с внутренней и наружной сторон ограждающих конструкций.

Теплопотери теплопередачей можно определить по формуле Ермолаева:

где k_с, k_ок, k_пл, k_пт – коэффициенты теплопередачи стен, окон, пола нижнего этажа, потолка верхнего этажа;  — коэффициент остекления, т.е. отношение площади окон к площади вертикальных ограждений; ₁ и ₂ – поправочные коэффициенты на расчетный перепад температур для верхнего и нижнего горизонтальных ограждений; t_в – усредненная температура внутреннего воздуха отапливаемых помещений; t_н – температура наружного воздуха.

Теплогютери путем теплопередачи че­рез наружные ограждения здания

a полные теплопотери с учетом инфильт­рации

где q_ov– удельные теплопотери здания.

Для жилых и общественных зданий при правильной эксплуатации максимальный коэффициент инфильтрации в большинстве случаев составляет 3 — 6 %, что лежит в пределах погрешности расчета теплопотерь. Поэтому для упрощения инфильтра­цию не вводят в расчет, т.е. принимают = 0. Для учета инфильтрации значение удельных теплопотерь принимают с не­большим запасом.

Теплопотери инфильтрацией промыш­ленных зданий нередко достигают 25 — 30 % теплопотерь через наружные ограждения, и их необходимо учитывать при расчете.

Расчетный расход теплоты на отопление необходимо определять для расчетной наружной температу­ры для проектирования систем отопления t_но, равной средней тем­пературе наиболее холодных пятидневок, взятых из восьми наиболее холодных зим за 50-летний период.

Температура внутренней поверхности наружных стен непосредственно влияет на интенсивность теплоотдачи излучением от поверхности человеческого тела при нахо­ждении человека в жилых и общественных зданиях; максимальная разность между температурой воздуха в помещениях и тем­пературой внутренней поверхности наруж­ных стен должна быть не выше 6 °С .

Удельные теплопотери жилых и обще­ственных зданий с наружным объемом V > 3000 м, сооруженных по новым проек­там после 1985 г., а также более утепленных зданий, сооруженных ранее, в районах с расчетной наружной температурой для отопления t_но = — 30 °С могут быть ориентировочно вычислены как

где a= 1,85 Дж/(м²‘⁵ • с • К) = 1,72 ккал/(м^2,5 • ч • °С).

При определении тепловой нагрузки вновь застраиваемых районов и отсутствии данных о типе и размерах намечаемых к со­оружению общественных зданий можно ориентировочно принять расчетный расход теплоты на отопление общественных зда­ний равным 25 % расчетного расхода тепло­ты на отопление жилых зданий района.

Инфильтрация наружного воздуха в по­мещениях происходит под действием пере­пада (разности) давлений наружного и внут­реннего воздуха. Этот перепад давлений представляет собой сумму двух слагаемых:

где р_г и  р_в — гравитационный и ветро­вой перепады давлений, Па,

Здесь L — свободная высота здания (для жилых и общественных зданий — высота этажа), м; g — ускорение свободного падения; w_b -— скорость вет­ра, м/с; _н, _в — плотности наружного и внутреннего воздуха, кг/м .

Скорость прохождения инфильтруемого воздуха через живое сечение неплотностей в наружных ограждениях зданий, м/с,

Теплопотери с инфильтрацией

где F – площадь суммарного сечения неплотностей в наружных ограждениях; с_в – объемная теплоемкость воздуха.

Коэффициент инфильтрации

где b = c_BF/q_ovV— постоянная инфильтра­ции, с/м.

Значение постоянной инфильтрации, должно определяться опытным путем. При отсутствии опытных данных можно для ори­ентировочных расчетов принимать следую­щие значения, м/с:

Для отдельно стоящих промыш­ленных зданий с большими све­товыми проемами…………………… (35—40)10^-3

Для жилых и общественных зда­ний с двойным остеклением при сплошной застройке кварталов.…… (8—10)10^-3

Расчетными теплопотерями называются теплопотери при расчетной наружной тем­пературе t_но. Рас­четные теплопотери здания с учетом ин­фильтрации:

При постоянном значении коэффициен­та инфильтрации здания отношение теплопотерь Q данного здания или группы зданий при любой наружной температуре t_н > t_но к расчетным теплопотерям

При отсутствии данных о типе застройки и наружном объеме жилых и общественных зда­ний строительными нормами и правилами СНиП II 04.07.86 «Тепловые сети» реко­мендуется определять расчетный расход тепло­ты на отопление жилых и общественных зданий по формуле

где q₀ — укрупненный показатель максимального расхода теплоты на отопление I м² площади жилых зданий, Вт/м [Дж/(с • м )]; А — общая площадь жилых зданий, м² ; К₁ — коэффициент, учитывающий расход те­плоты на отопление общественных зданий. При отсутствии данных рекомендуется принимать К_} = 0,25.

Для экономного использования топлива весьма важное значение имеет выбор начала и конца отопительного сезона. Начало и конец отопительного сезона для жилых и общест­венных зданий обычно регламентируются мест­ными органами власти.

Действующими в нашей стране строитель­ными нормами и правилами продолжительность отопительного периода определяется по числу дней с устойчивой среднесуточной температу­рой +8 °С и ниже. Эту наружную темпера­туру обычно считают началом и концом отопительного периода t_нк = 8 °С.

Переход от директивной экономики к рыноч­ной в принципе снимает какие-либо ограниче­ния в назначении продолжительности отопи­тельного периода. Эту продолжительность (на­чало и конец) определяет потребитель тепловой энергии — абонент энергоснабжающей органи­зации. В то же время для энергоснабжающей ор­ганизации важно знать продолжительность пе­риода, в течение которого будет иметь место спрос на теплоту, подлежащий удовлетворению энергоснабжающей организацией. Такой спрос на теплоту должен определяться, как правило, на основании многолетних статистических дан­ных с учетом прогноза роста (снижения) при­соединенных к тепловым сетям тепловых нагру­зок. Нормы СНиП должны применяться в основ­ном при решении проектных, а не эксплуатаци­онных задач.

Начало и конец отопительного сезона для промышленных зданий опреде­ляются наружной температурой, при кото­рой теплопотери через наружные огражде­ния делаются равными внутренним тепло­выделениям. Так как тепловыделения в промышленных зданиях значительны, то в большинстве случаев длительность отопи­тельного сезона для промышленных зданий короче, чем для жилых и общественных. Среднесуточная температура наружного воздуха, соответствующая началу и концу отопительного сезона промышленных зда­ний с большими внутренними тепловыделе­ниями, может быть найдена по формуле

Что такое тепловая нагрузка?

Тепловая нагрузка — это расчетная тепловая величина, используемая для определения размера кондиционера, необходимого для эффективного управления температурой в здании или пространстве. По сути, термин тепловая нагрузка относится к количеству тепла, которое должно быть отведено из любого помещения в определенный период для удовлетворения требований пользователя. Эта тепловая характеристика зданий или отдельных помещений является результатом множества факторов конструкции, окружающей среды и использования, которые необходимо учитывать.Очень немногие отдельные помещения будут демонстрировать идентичные тепловые свойства, поэтому расчет тепловой нагрузки в идеале должен выполняться для каждой отдельной зоны с кондиционированием воздуха. Расчет тепловой нагрузки может выполняться вручную с использованием таблиц известных значений или с помощью программного обеспечения для расчета тепловой нагрузки.

Женщина держит книгу

Тепловые характеристики любого помещения — сложное сочетание многих факторов.Местоположение помещения, его использование, количество людей, которые его используют, а также количество и тип приборов в пределах области — все это играет роль. Редко когда два одинаковых пространства, даже если они находятся непосредственно рядом друг с другом, приводят к одинаковой нагрузке. Например, спальня с тремя детьми, каждый со своим компьютером, будет иметь другую тепловую нагрузку, чем идентичная спальня одинокого молодого взрослого по соседству. Это было бы особенно заметно, если бы в одной из комнат большую часть дня находились прямые солнечные лучи.

Материалы, использованные при строительстве помещения, количество окон и дверей в помещении, а также преобладающие погодные условия играют важную роль в определении тепловых нагрузок. Самым большим источником тепла в любой области является солнечная радиация.Будет ли область получать прямой солнечный свет и как долго каждый день являются важными переменными при расчетах тепловой нагрузки. Количество наружных дверей и окон тоже играет большую роль. Материалы, используемые при строительстве, и тип изоляции также имеют решающее значение.

На тепловые нагрузки также влияет количество людей, которые регулярно населяют комнату.Количество и тип электроприборов, которые регулярно используются в помещении, также являются важной частью расчета. Если пространство используется в качестве складского помещения, тип и количество хранимых материалов, а также материалы, в которых они хранятся, должны быть включены в любые оценки притока тепла. Это особенно важно при расчете тепловой нагрузки для морозильных камер и холодильных камер.

Расчет тепловой нагрузки может выполняться вручную или с помощью программных приложений.Для ручных оценок требуются таблицы, в которых перечислены известные средние значения тепловой задержки часто встречающихся переменных. Тепловые нагрузки выражаются в британских тепловых единицах (БТЕ), и каждый элемент на диаграмме имеет свою собственную подпись в БТЕ. Они суммируются, чтобы получить общий рейтинг в БТЕ для помещения и кондиционера с выбранным подходящим рейтингом. Это позволяет максимально точно адаптировать блоки отопления и кондиционирования к требованиям области применения, предотвращая тем самым завышенные или недооцененные системы.

Основы нагрева и охлаждения

Что вы узнаете

Вы получите представление о теплопередаче применительно к зданиям и о различных факторах, которые необходимо учитывать при расчете нагрузок на отопление и охлаждение здания.После прохождения курса вы должны знать:

• Как использовать простую процедуру расчета потерь тепла
• Как найти и использовать местные климатические данные
• Теплофизические свойства строительных материалов
• Последствия инфильтрации воздуха и вентиляции
• Основные понятия и методы определения охлаждающей нагрузки
• Воздействие окон, стен, крыш и перегородок на нагрузки
• Основные виды внутренних нагрузок
• Как использовать метод CLTD
• Как использовать метод передаточной функции

---

Содержание курса

• Теплопередача и расчет нагрузки — Электропроводность; конвекция; радиация; тепловая емкость; и явная и скрытая теплопередача.
• Простая процедура расчета потерь тепла — Базовый процесс; пример здания; и полезные комментарии.
• Расчетные температурные условия и погодные данные — Расчетные внутренние и внешние условия; расчетная зимняя наружная температура; данные о ветрах и годовых экстремальных погодных условиях; летние дизайнерские условия на открытом воздухе; и другие источники климатической информации.
• Тепловые свойства материалов — Свойства строительных материалов; U-факторы для неоднородных участков; поверхностное сопротивление и мертвые воздушные пространства; и тепловые характеристики среди альтернатив.
• Передача тепла через стены, крышу и полы — Описание здания; зонирование дизайна; неотапливаемые помещения; монолитная плита; подвал; пространство для обхода; слуховые окна, фронтоны и свесы; и резюме строительства.
• Инфильтрация и вентиляция — Источники инфильтрации; способ воздухообмена; метод эффективной площади утечки; вентиляция; увлажнение и контроль влажности.
• Расчет охлаждающей нагрузки — Расход тепла; первоначальное рассмотрение проекта; и методы расчета.
• Нагрузки для кондиционирования воздуха на стенах, крышах и перегородках — Температура солнечного воздуха; CLTD для крыш; CLTD для стен; межкомнатные перегородки; и образец проблемы.
• Охлаждающие нагрузки от окон — Коэффициент усиления окна по теплопроводности; поступление солнечного тепла; внутренние и внешние устройства затемнения; и пример расчетов.
• Внутренние нагрузки — Освещение; сила; бытовая техника; люди; выигрывает система охлаждения; и примеры.
• Пример расчета нагрузки нагрева и охлаждения — Пример определения проблемы; сбор исходных данных и предположения; тепловая нагрузка; и охлаждающая нагрузка.
• Метод передаточной функции — Прирост тепла за счет теплопроводности через внешние стены и крыши; преобразование охлаждающей нагрузки из притока тепла; и использование функций передачи номера.

---

Кому следует записаться на этот курс?

Это отличный курс для всех, кому нужен общий обзор принципов теплопередачи и расчета нагрузки на отопление и охлаждение. Вы получите пользу от этого курса, если вы:

• Недавний выпускник инженерного факультета, работающий в сфере HVAC & R.
• Опытный инженер, который пришел в сферу HVAC & R из другой инженерной области.
• Архитектор, техник, специалист по строительству или управлению зданиями, который хочет расширить свои знания о системах HVAC.

---

Начало работы:

Самостоятельное обучение	Групповое обучение
Цена : 189 долларов (член ASHRAE: 142 доллара)	Цена : (минимум 10) ASHRAE Chapter : 66 долларов за учебник Университет / колледж : 66 долларов за учебник Компания : 88 долларов за учебник
Заработайте 35 PDH / 3.5 CEU	Участники зарабатывают CEU в соответствии с количеством проведенных часов курса
Купить I-P Edition	Отправить в программу текстов группового обучения

Загрузить данные

Загрузить данные

Далее: Сообщения об ошибках Up: Определение нагрузки Предыдущее: Граничные данные

Подразделы

---

Связь нагрузки FEMGEN с Шаг ABAQUS достигается с помощью аргумента FEMGEN loadcase number в команде PROPERTY LOAD.Все нагрузки с загрузкой номер 1 будут связаны с первым шагом ABAQUS и так далее.

Все команды загрузки FEMGEN имеют следующий вид:

PROPERTY LOAD load_type [load_name] [loadcase_no] part1_name / ALL
                        [part2_name] аргументы
 

Таблица 7.3: Аргументы команды загрузки FEMGEN.

Аргумент	Значение
load_type	Тип нагрузки (например,грамм. ДАВЛЕНИЕ).
load_name	Необязательный идентификатор имени загрузки (для справки).
loadcase_no	Дополнительный номер чемодана FEMGEN (шаг ABAQUS).
part1_name / ALL	Геометрическая деталь, к которой приложена нагрузка.
part2_name	Необязательная вторая часть, чтобы указать, какая сторона части part1 загружается (только элемент сталкивается с нагрузками).
args	Различные аргументы в зависимости от load_type

Примечания:

1.

Название детали может быть либо отдельной деталью в геометрии модели, либо набором такие части. В любом случае интерфейс расширяет определение нагрузки на основе геометрии. в серию узловых нагрузок, нагрузок на грань элемента или целого элемента.Пользователь не необходимо учитывать номера узлов / элементов или идентификаторы граней элементов; интерфейс выводит их автоматически.

2.

Использование ALL для названия детали допустимо только в случаях, когда все части модели имеют допустимую геометрию для рассматриваемой нагрузки. Например, нагрузка от давления применяется ко ВСЕЙ модели, содержащей тела FEMGEN. будет недействительным. Допустима температурная нагрузка, приложенная к той же модели.

3.

Дополнительная вторая часть предназначена только для нагрузок, которые применяются к граням элементов. При присоединении part1 может возникнуть двусмысленность относительно того, какие элементы загружаются. к более чем одной части со следующим более высоким порядком, например линия, используемая двумя поверхностями. Указание part2 может разрешить такую ​​двусмысленность. Команда ограничена, чтобы разрешить только определенные комбинации частей, то есть точка / линия, линия / поверхность и поверхность / тело. В В случае наборов аналогичное соотношение требуется между частями набора.

4.

Аргументы команды зависят от типа нагрузки и описаны ниже. разделы. Для всех типов нагрузок фактические значения нагрузки (на единицу глубины, площади, или окружность) должен быть правильно введен пользователем. Интерфейс, например, не пытается умножить значения нагрузки на толщину элемента или площадь.

Примечания по расширенной загрузке:

• Маски нагрузки, локальные системы координат, пространственные кривые и временные кривые, определенные с помощью FEMGEN ‘CONSTRUCT’ команда, может быть прикреплена к нагрузкам с помощью команды FEMGEN «PROPERTY ATTACH».Интерфейс Программа поддерживает эти новые функции для большинства нагрузок. Более подробная информация о расширенной загрузке можно найти в Руководстве пользователя FEMGV.
• Когда к нагрузке прикреплена временная кривая, программа добавляет параметр ABAQUS ‘AMPLITUDE’ в карту загрузки, где это применимо. ФЕМГЕН команда CONSTRUCT TCURVE создаст карту «* AMPLITUDE» во входной колоде ABAQUS. Руководство пользователя FEMGV дает более подробную информацию о построении временных кривых.Если данные для определения ‘* AMPLITUDE’ большие, программа интерфейса записывает их. в отдельном файле с именем временной кривой «timecurve_name.ins». Кроме того, параметр «ПЛАВНЫЙ ШАГ» может быть назначен на «* АМПЛИТУДА», когда имя временной кривой начинается с «SMO».

Поддерживаются следующие типы нагрузки:

Таблица 7.4: Поддерживаемые типы нагрузки ABAQUS

Общий вид нагрузки	Тип нагрузки FEMGEN	Приложение
Равномерное давление	ДАВЛЕНИЕ	Грани элементов.
Концентрированная сила	FORCE	Узлы.
Предписанное смещение	DISPLACE	узлов.
Гравитация или сила тела	ГРАВИТАЦИЯ	Целые элементы.
Температура	ТЕМПЕРАТ	Узлы.
Поверхностный флюс	HEAT	Грани элементов.
Принудительная конвекция	ТЕПЛО	Грани элементов.
Гидростатическое давление	HYDROSTA	Грани элементов.
Центробежная сила	CENTRIFU	Целые элементы.
Coriolis Force	CENTRIFU	Целые элементы.
Ускорение вращения	CENTRIFU	Целые элементы.
Распределенный поток	DFLOW	Грани элементов.
Коэффициенты просачивания	ПОТОК	Грани элементов.
Массовый расход жидкости	MFLOW	Узлов.
Концентрированный электрический заряд	CECHARGE	узлов.
Распределенная электрическая зарядка	DECHARGE	Грани элементов.
Концентрированный тепловой поток	CFLUX	Узлов.
Излучение	ИЗЛУЧЕНИЕ	Грани элемента.
Интерфейсный контакт	C-INTERF	Набор контактных элементов
Изменение модели	MODEL-CH	Целые элементы.
Скорость	СКОРОСТЬ	Узлы.

ДАВЛЕНИЕ НАГРУЗКИ СВОЙСТВА [load_name] [loadcase_no] part_name / ALL
                       [part2_name] аргументы
 

Структура тепловой нагрузки на подстанциях централизованного теплоснабжения

Автор

В списке:

• Гадд, Хенрик
• Вернер, Свен

Abstract

В будущем интеллектуальные энергосистемы потребуют большего обмена информацией между интерфейсами в энергетической системе.Один интерфейс, где существует нехватка информации, — это подстанции централизованного теплоснабжения, которые являются интерфейсами между распределительной сетью и системами отопления зданий потребителя. Раньше ручные показания счетчиков собирались один или несколько раз в год. Сегодня доступны автоматические считывания показаний счетчиков, что позволяет снизить стоимость почасового считывания данных. В системе централизованного теплоснабжения ошибки и отклонения на подстанциях потребителей распространяются по сети на станции теплоснабжения. Для снижения будущих затрат потребителей и поставщиков тепла возникает потребность в интеллектуальных функциях, выявляющих ошибки и отклонения на подстанциях.Таким образом, возникает потребность в исследованиях для определения нормальных и аномальных схем тепловой нагрузки на подстанциях потребителей. Основная цель этой статьи — выполнить вводный анализ нескольких измерений с высоким разрешением, чтобы предоставить ценную информацию о подстанциях для создания будущих приложений в интеллектуальных тепловых сетях. Были проанализированы почасовые показания счетчиков тепла за год с 141 подстанции в двух сетях централизованного теплоснабжения. Подключенные здания потребителей были классифицированы по пяти различным категориям потребителей и были определены четыре типичных схемы тепловой нагрузки.Два описательных параметра, годовой относительный суточный ход и годовой относительный сезонный ход, были определены для каждой годовой последовательности для выявления нормальных и аномальных моделей тепловой нагрузки. Три основных вывода связаны как с используемым методом, так и с анализируемыми объектами. Во-первых, обычные модели тепловой нагрузки различаются в зависимости от применяемой стратегии управления, сезона и категории потребителей. Во-вторых, можно идентифицировать очевидные выбросы по сравнению с нормальными тепловыми нагрузками с помощью двух описательных параметров, используемых в этом первоначальном анализе.В-третьих, разработанный метод, вероятно, может быть усовершенствован путем переопределения категорий клиентов по их деятельности в помещении.

Предлагаемое цитирование

Гадд, Хенрик и Вернер, Свен, 2013 г. « Структура тепловой нагрузки на подстанциях централизованного теплоснабжения ,» Прикладная энергия, Elsevier, vol. 108 (C), страницы 176-183.

Обращение: RePEc: eee: appene: v: 108: y: 2013: i: c: p: 176-183
DOI: 10.1016 / j.apenergy.2013.02.062

Скачать полный текст от издателя

Поскольку доступ к этому документу ограничен, вы можете поискать его другую версию.

Ссылки, перечисленные в IDEAS

1. Gustafsson, Jonas & Delsing, Jerker & van Deventer, январь 2010 г. « Повышение эффективности подстанции централизованного теплоснабжения с помощью новой стратегии управления », Прикладная энергия, Elsevier, vol. 87 (6), страницы 1996-2004, июнь.
2. Gustafsson, Jonas & Delsing, Jerker & van Deventer, январь 2011 г. « Экспериментальная оценка управления радиаторами на основе температуры первичной подачи для тепловых пунктов », Прикладная энергия, Elsevier, vol.88 (12), страницы 4945-4951.
3. Висснер, Матиас, 2011. « The Smart Grid — блюдце, полное секретов? ,» Прикладная энергия, Elsevier, vol. 88 (7), страницы 2509-2518, июль.
4. Килук, Себастьян, 2012 г. « Алгоритмический сбор диагностических шаблонов в биллинговой системе централизованного теплоснабжения », Прикладная энергия, Elsevier, vol. 91 (1), страницы 146-155.

Полные ссылки (включая те, которые не соответствуют элементам в IDEAS)

Исправления

Все материалы на этом сайте предоставлены соответствующими издателями и авторами.Вы можете помочь исправить ошибки и упущения. При запросе исправления укажите дескриптор этого элемента: RePEc: eee: appene: v: 108: y: 2013: i: c: p: 176-183 . См. Общую информацию о том, как исправить материал в RePEc.

По техническим вопросам, касающимся этого элемента, или для исправления его авторов, названия, аннотации, библиографической информации или информации для загрузки, обращайтесь: (Haili He). Общие контактные данные поставщика: http://www.elsevier.com/wps/find/journaldescription.cws_home/405891/description#description .

Если вы создали этот элемент и еще не зарегистрированы в RePEc, мы рекомендуем вам сделать это здесь. Это позволяет связать ваш профиль с этим элементом. Это также позволяет вам принимать возможные ссылки на этот элемент, в отношении которого мы не уверены.

Если CitEc распознал ссылку, но не связал с ней элемент в RePEc, вы можете помочь с этой формой .

Если вам известно об отсутствующих элементах, цитирующих этот элемент, вы можете помочь нам создать эти ссылки, добавив соответствующие ссылки таким же образом, как указано выше, для каждого элемента ссылки.

No related posts.