Что такое тепловая нагрузка на теплоснабжение

Тепловая нагрузка на теплоснабжение и другие расчетные параметры: методики и варианты расчетов

Тема данной статьи — обозначение тепловой нагрузки на теплоснабжение и других показателей, нуждающихся в расчете, для независимой системы отопления. Материал направлен в первую очередь на хозяев личных домов, далеких от теплотехники и нуждающихся по максимуму обычных формулах и методах.

Наша задача — выучиться рассчитывать ключевые показатели теплоснабжения.

Избыточность и правильный расчет

Стоит изначально обговорить одну тонкость расчетов: полностью точные значения теплопотерь через пол, стены и потолок, которые приходится возместить отопительной системе, определить как правило невозможно. Можно говорить лишь о той либо другой степени достоверности оценок.

Причина — в том, что на потери тепла действует очень много факторов:

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

Есть и хорошие новости. Фактически все современные котлы отопления и системы распределенного теплоснабжения (полы с подогревом, электрические и газовые конвекторного обогревателя и т.д.) снабжены терморегуляторами, дозирующими расход тепла в зависимости от температуры в помещении.

Выносной терморегулятор газового водогрея.

С функциональной стороны это значит, что лишняя теплопроизводительность окажет влияние лишь на рабочий режим теплоснабжения: скажем, 5 КВт*ч тепла будут отданы не за один час беспрерывной работы с мощностью 5 КВт, а за 50 минут работы с мощностью 6 КВт. Следующие 10 минут котел или остальной прибор для нагрева проведет в режиме ожидания, не потребляя электрическую энергию или носитель энергии.

Поэтому: в случае вычисления тепловой нагрузки наша задача — определить ее допустимое минимальное значение.

Единственное исключение из единого правила связано с работой традиционных котлов на твердом топливе и вызвано тем, что снижение их мощности тепла связано с серьезным падением КПД из-за неполного сгорания топлива. Проблема решается установкой в контур теплоаккумулятора и дросселированием радиаторов термоголовками.

Самая простая отопительная схема с теплоаккумулятором.

Котел после растопки не прекращает работу на полной мощности и с самым большим КПД до полного прогорания угля или дров; потом собранное теплоаккумулятором тепло умерено тратится на поддержание комфортной температуры в помещении.

Основная часть прочих нуждающихся в расчете показателей тоже допускает определенную избыточность. Тем не менее, про это — в соответствующих разделах публикации.

Список показателей

Итак, что нам, собственно, предстоит считать?

• Общую нагрузку тепла на домашнее отопление. Она отвечает минимально требуемой мощности котла или суммарной мощности приборов в распределенной отопительной системе.
• Необходимость в тепле индивидуальной комнаты.
• Численность секций секционного отопительного прибора и размер регистра, подходящий конкретному значению мощности тепла.

Нужно обратить внимание: для готовых радиаторов (конвекторных обогревателей, пластинчатых отопительных приборов и т.д.) производственники в большинстве случаев указывают полную теплопроизводительность в сопроводительной документации.

На сайтах изготовителей можно даже отыскать хорошие калькуляторы и таблицы для расчета количества секций.

• Трубопроводный диаметр, способного в случае традиционного отопления обеспечить нужный поток тепла.
• Параметры насоса циркуляционного, приводящего в движение тепловой носитель в контуре с заданными параметрами.
• Размер расширительного бачка, компенсирующего температурное расширение носителя тепла.

Переходим к формулам.

Тепловая нагрузка

Один из решающих факторов, влияющих на ее значение — степень утепления дома. СНиП 23-02-2003, регламентирующий тепловую защиту строений, нормирует данный момент, выводя рекомендованные значения теплового сопротивления конструкций ограждения для любого региона страны.

Мы приведем два способа выполнения подсчетов: для строений, соответствующих СНиП 23-02-2003, и для домов с ненормированным тепловым сопротивлением.

Нормированное тепловое сопротивление

Инструкция по расчету мощности тепла в данном случае выглядит так:

• За базисное значение берутся 60 ватт на 1 м3 полного (в том числе стены) объема дома.
• Для любого из окон к данному показателю дополнительно добавляется 100 ватт тепла. Для каждой ведущей на улицу двери — 200 ватт.

На тепловизоре отлично заметны теплопотери через окна.

• Для компенсации увеличивающихся в холодных регионах потерь применяется дополнительный показатель.

Давайте как пример выполним расчет для дома размерами 12*12*6 метров с двенадцатью окнами и 2-мя дверьми на улицу, размещенного в Севастополе (температура в среднем января — +3С).

1. Отапливаемый объем составляет 12*12*6=864 кубометра.
2. Базисная теплопроизводительность составляет 864*60=51840 ватт.
3. Двери и окна несколько увеличат ее: 51840+(12*100)+(2*200)=53440.
4. Исключительно климат мягкий, обусловленный близостью моря, заставит нас применять региональный показатель, равный 0,7. 53440*0,7=37408 Вт. Собственно на это значение и можно ориентироваться.

Близость моря выполняет мягкими крымские зимы.

Ненормированное тепловое сопротивление

Что сделать, если качество утепления дома намного лучше или хуже рекомендованного? В данном случае для оценки тепловой нагрузки можно применять формулу вида Q=V*Dt*K/860.

• Q — сокровенная теплопроизводительность в киловаттах.
• V — отапливаемый объем в кубометрах.
• Dt — температурная разница между улицей и домом. В большинстве случаев берется дельта между рекомендованным СНиП значением для помещений внутри (+18 — +22С) и средним минимумом температуры улицы в наиболее холодный месяц в последнее время.

Уточним: рассчитывать на безусловный минимум как правило правильнее; впрочем это означает избыточные издержки на котел и радиаторы, полная мощность которых будет популярна лишь раз в течении нескольких лет. Цена несущественного занижения расчетных показателей — определённое падение температуры в помещении в пик холодов, которое очень легко возместить включением добавочных систем обогрева.

• К — показатель утепления, который можно взять из нижеприведенной таблицы. Промежуточные значения коэффициента выводятся аппроксимацией.

Давайте повторим вычисления для нашего дома в Севастополе, уточнив, что его стены собой представляют кладку толщиной 40 см из ракушечника (пористой осадочной породы) без облицовки с внешней стороны, а застекление исполнено одинарными стеклопакетами.

Дом из ракушечника без отделки с внешней стороны.

1. Показатель утепления примем равным 1,2.
2. Объем дома мы вычислили прежде; он равён 864 м3.
3. Внутреннюю температуру примем равной рекомендованным СНиП для регионов с нижним пиком температур выше -31С — +18 градусам. Сведения о среднем минимуме любезно порекомендует всемирно знаменитая интернет-энциклопедия: он равён -0,4С.
4. Расчет, подобным образом, станет иметь вид Q = 864 * (18 — -0,4) * 1,2 / 860 = 22,2 КВт.

Насколько легко заметить, подсчет дал результат, выделяющийся от полученного по первому методу в 1,5 раза. Причина, в первую очередь в том, что усредненный минимум, примененный нами, хорошо отличается от полного минимума (около -25С). Увеличение устья температур в 1,5 раза ровно во такое же количество раз повысит оценочную необходимость строения в тепле.

Морозные дни бывают даже на Крымском побережье.

Гигакалории

В расчетах количества энергии тепла, получаемой зданием или помещением, наряду с киловатт-часами применяется еще одна величина — гигакалория. Она отвечает количеству тепла, нужному для нагревания 1000 тонн воды на 1 градус при давлении в 1 атмосферу.

Как сосчитать киловатты мощности тепла в гигакалории потребляемого тепла? Все просто: одна гигакалория равна 1162,2 КВт*ч. Подобным образом, при высокой мощности теплового источника в 54 КВт самая большая часовая нагрузка на теплоснабжение будет составлять 54/1162,2=0,046 Гкал*час.

Полезно: для любого региона страны местными влияниями нормируется употребление тепла в гигакалориях на метр квадратный площади на протяжении четырех недель. Усредненное по РФ значение — 0,0342 Гкал/м2 в течении месяца.

Собственно в гигакалориях измеряют расходы тепла современные приборы учета тепла.

Как подсчитать необходимость в тепле для индивидуальной комнаты? Тут применяются те же расчетные схемы, что для дома в общем, с единственной поправкой. Если к комнате прилегает обогреваемое помещение без своих радиаторов, оно включается в расчет.

Так, если к комнате размером 4*5*3 метра прилегает коридор размером 1,2*4*3 метра, теплопроизводительность радиатора рассчитывается для объема в 4*5*3+1,2*4*3=60+14,4=74,4 м3.

Радиаторы

Секционные отопительные приборы

В общем случае информацию о тепловом потоке на одну секцию всегда можно найти на ресурсе изготовителя.

Если он неизвестен, можно ориентироваться на следующие приблизительные значения:

• Чугунная секция — 160 Вт.
• Биметаллическая секция — 180 Вт.
• Алюминиевая секция — 200 Вт.

Радиатор сделанный из алюминия первый благодаря большой проводимости тепла и развитому оребрению.

Как обычно, есть ряд тонкостей. При боковом подсоединении отопительного прибора с 10 и более секциями разброс температур между ближними к подводке и концевыми секциями окажется очень существенным.

Тем не менее: эффект сведется на нет, если подводки присоединить по диагонали или снизу вниз.

Более того, в большинстве случаев производственники радиаторов указывают мощность для вполне определенной устья температур между отопительным прибором и воздухом, равной 70 градусам. Зависимость потока тепла от Dt линейна: если батарея на 35 градусов горячее воздуха, теплопроизводительность батареи будет ровно в два раза меньше заявленной.

Скажем, при температуре воздуха в комнате, равной +20С, и температуре носителя тепла в +55С мощность алюминиевой части классического размера будет равна 200/(70/35)=100 ваттам. Дабы гарантировать мощность в 2 КВт, потребуется 2000/100=20 секций.

Особняком в перечне радиаторов стоят самодельные регистры.

На фото — отопительный регистр.

Производственники как все понимают не могут показать их теплопроизводительность; однако ее очень легко определить собственными руками.

• Для первой части регистра (горизонтальной трубы популярных размеров) мощность равна произведению ее наружного диаметра и длины в метрах, устья температур между носителем тепла и воздухом в градусах и непрерывного коэффициента 36,5356.
• Для секций, присутствующих в восходящем потоке тёплого воздуха, применяется дополнительный показатель 0,9.

Давайте разберем следующий пример — вычислим значение потока тепла для четырехрядного регистра с диаметром части 159 мм, длиной 4 метра и температурой в 60 градусов в комнате с внутренней температурой +20С.

1. Дельта температур в нашем случае равна 60-20=40С.
2. Переводим размер трубы в метры. 159 мм = 0,159 м.
3. Вычисляем теплопроизводительность первой части. Q = 0,159*4*40*36,5356 = 929,46 ватт.
4. Для каждой следующей части мощность будет равна 929,46*0,9=836,5 Вт.
5. Общаяя мощность будет составлять 929,46 + (836,5*3)=3500 (с округлением) ватт.

Трубопроводный диаметр

Как определить небольшое значение диаметра внутри трубы розлива или подводки к радиатору? Не станем лезть в дебри и воспользуемся таблицей, содержащей готовые результаты для разницы между подачей и обраткой в 20 градусов. Собственно это значение свойственно для независимых систем.

Самая большая быстрота потока носителя тепла не должна быть больше 1,5 м/с чтобы не было возникновения шумов; чаще ориентируются на скорость в 1 м/с.

При высокой скорости потока вода шумит на фитингах и переходах диаметра. Едва ли этот шумовой фон обрадует вас ночью.

Скажем, для котла мощностью 20 КВт самый маленький диаметр внутри розлива при скорости потока в 0,8 м/с будет равным 20 мм.

Нужно обратить внимание: диаметр внутри близок к ДУ (условному проходу) трубы профильной. Пластиковые и трубы из металлопластика в большинстве случаев маркируются наружным диаметром, который на 6-10 мм больше внутреннего. Так, труба из полипропилена размером 26 мм имеет диаметр внутри 20 мм.

Диаметр внутри пластиковой трубы равён разнице наружного диаметра и удвоенной толщины стены.

Насос циркуляционный

Нам актуальны два параметра насоса: его напор и продуктивность. В личном доме при любой разумной длине контура более чем достаточно очень маленького для самых дешевых насосов напора в два метра (0,2 кгс/см2): собственно это значение перепада обеспечивает циркуляцию системы обогрева высотных домов.

Нужная продуктивность вычисляется по формуле G=Q/(1,163*проводимости тепла).

• G — продуктивность (м3/час).
• Q — мощность контура, в который ставится насос (КВт).
• Dt — температурный перепад между прямым и обратным трубопроводами в градусах (в независимой системе характерно значение Dt=20С).

Для контура, тепловая нагрузка на который составляет 20 киловатт, при типовой дельте температур расчетная продуктивность будет составлять 20/(1,163*20)=0,86 м3/час.

У большинства насосов предусматривается ступенчатая или мягкая регулировка продуктивности.

Расширительный бачок

Один из показателей, нуждающихся в расчете для независимой системы — объем бака расширительного.

Правильный расчет базируется на довольно длинном ряде показателей:

• Температуре и типе носителя тепла. Показатель увеличения будет зависеть не только от степени нагрева батарей, но и от того, чем они наполнены: водно-гликолевые смеси расширяются крепче.
• Максимально рабочем давлении в системе.
• Давлении зарядки бака, зависящем, со своей стороны, от гидростатического давления контура (высоты верхней точки контура над расширительным бачком).

Есть, однако, один невидимый момент, дающий возможность сильно облегчить расчет. Если занижение объема бака приведет как максимум к постоянному срабатыванию клапана предохранительного, а в худшем — к разрушению контура, то его лишний объем ничем не повредит.

Собственно поэтому в большинстве случаев берется бачок с литражом, равным 1/10 суммарного количества носителя тепла в системе.

Подсказка: чтобы узнать объем контура, нужно только заполнить его водой и слить ее в мерную посуду.

Расширительный бачок можно установить в самой разной точке независимого закрытого контура.

Заключение

Надеемся, что приведенные схемы вычислений упростят жизнь читателю и избавят его от большинства проблем. Как в большинстве случаев, прикрепленное к публикации видео предложит его вниманию добавочную информацию.

Тепловая нагрузка — Энергосервис

Тепловая нагрузка – некоторое количество энергии тепла в единицу времени. Тепловая нагрузка, в основном, определяет необходимость помещения или строения в энергии тепла на конкретные хознужды или отображает теплопроизводительность, которую может выдавать радиатор или источник отопления. Меряется тепловая нагрузка в Гкал/час.

ООО «НТЦ Энергосервис» выполняет расчет тепловой нагрузки на теплоснабжение, вентиляцию и ГВС для подписания контракта отопления или по требованию теплоснабжающей организации. По всем интересующим вопросам о тепловых нагрузках и стоимости проведения расчета тепловой нагрузки Вы можете узнать по телефону 8(495)921-10-71 или по email This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

В качестве информации Вы можете познакомиться с ключевыми тезисами о тепловых нагрузках, видам тепловых нагрузок в предоставленном ниже материале:

Присоединенная тепловая нагрузка — общаяя проектная самая большая (расчетная) часовая тепловая нагрузка, либо суммарный проектный самый большой (расчетный) часовой расход носителя тепла для всех систем теплопотребления, присоединенных к теплосети теплоснабжающей организации.

Поставленная тепловая нагрузка – общаяя самая большая величина проектных тепловых нагрузок на тепловом пункте или источнике отопления, которые они могут обеспечить присоединенным абонентам или потребителям теплоты.

Расчетная часовая тепловая нагрузка потребителя энергии тепла (расчетное тепловое употребление) — сумма значений часовой тепловой нагрузки по видам теплового использования (теплоснабжение, приточная система вентиляции, кондиционирование воздуха, горячее обеспечение водой), конкретных при расчетных температурных значениях воздуха снаружи для любого из видов теплового использования, и среднего значения часовой за семь дней нагрузки горячего водообеспечения.

Расчетная часовая тепловая нагрузка источника отопления — сумма расчетных значений часовой тепловой нагрузки всех потребителей энергии тепла в системе отопления и потерь тепла трубопроводами теплосети при расчетном значении температуры воздуха снаружи

Тепловая нагрузка на теплоснабжение – кол-во энергии тепла в единицу времени, которое нужно для покрытия потерь тепла помещения или строения, обеспечиваемая радиаторами (отопительными приборами, конвекторными обогревателями и.т.д).

Тепловая нагрузка на вентиляцию — кол-во энергии тепла в единицу времени, которое нужно для покрытия потерь тепла помещения или строения, обеспечиваемая вентиляционной системой. Тепловая нагрузка на вентиляцию используется для отапливания больших помещений для производственных нужд или площадей большого размера.

Тепловая нагрузка на горячее обеспечение водой или тепловая нагрузка на ГВС – кол-во энергии тепла, нужное для нагревания холодной воды до 60С, перед подачей в «горячий кран» потребителя.

Средняя часовая за семь дней тепловая нагрузка горячего водообеспечения — часть энергии тепла, применяемой на горячее обеспечение водой за семь дней, подходящая выражению 1/7T, где T — длительность работы систем горячего водообеспечения, ч.

Главные понятия тепловых нагрузок:

Тепловая нагрузка на теплоснабжение

Тепловая нагрузка на вентиляцию

Тепловая нагрузка на ГВС

Тепловая нагрузка поставленная

Тепловая нагрузка практическая

Тепловая нагрузка расчетная

Тепловая нагрузка присоединенная

Тепловая нагрузка по укрупненным показателям

Тепловая нагрузка согласно данным учетного прибора

Тепловая нагрузка для подписания контракта отопления

Тепловая нагрузка проектная

Тепловая нагрузка строения

Тепловая нагрузка помещения

Тепловая нагрузка договорная

Каждый потребитель энергии тепла может выполнить расчет или пересмотр тепловых нагрузок во время оформления договора отопления или при выделении части площади в наем, или при прочих факторах.

Основанием для проведения экспертизы системы теплопотребления считается

указ Минрегиона РФ от 28.12.2009 № 610 «Об утверждении правил установки и изменения (пересмотра) тепловых нагрузок» по которому документом, подтверждающим изменение тепловой нагрузки, среди других считается заключение организации — технический расчет, являющейся членом саморегулирующихся организаций в области инженерных изысканий, обосновывающие снижение тепловой нагрузки.

Основаниями для изменения (пересмотра) тепловых нагрузок по инициативе потребителя могут являться:

1. Проведение потребителем организационных и мероприятий в техническом плане,

ведущих к уменьшению самой большой тепловой нагрузки применяемых или реконструируемых объектов теплопотребления, при условиях сохранения качества отопления и (или) предъявления услуг ЖКХ гражданам, также:

— комплексный капремонт жилого или общественного строения;

— реконструкция внутренних технических коммуникаций и связанное с данным изменение значения потерь тепла;

— конструктивные изменения теплоизоляции домов для жилья и публичных сооружений;

— изменение производственных (инновационных) процессов (реконструкция главных производственных фондов), перепрофилирование вида деятельности потребителя, или изменение назначения строения, которые влияют на нагрузку тепла

— внедрение энергоэффективных мероприятий.

2. Добровольное снижение потребителем качества или количества энергии тепла, горячей воды или пара если сравнивать с параметрами, установленными договором энергоснабжения, в границах норм оказания услуг ЖКХ и при условиях оснащения хорошего качества энергии тепла (горячего водообеспечения).

Сведения о тепловых нагрузках на теплоснабжение, вентиляцию, горячее обеспечение водой на производственные и иные нужды

Проект сделан для тепловых нагрузок, конкретных в сантехнической и инновационной части документации проекта.

Часовые необходимости тепла на нужды теплоснабжения и вентиляции проектируемых строений рассчитаны по укрупненным показателям с учетом теплотехнических параметров строений.

Годовые издержки энергии тепла рассчитывались, исходя из режима ее использования, с корректировкой по средней температуре отопительного периода.

Режимы использования тепла:

• теплоснабжение круглые сутки, на протяжении периода отопления (286 суток);
• система вентиляции соответственно с числом рабочих часов вентиляции в помещениях от 8 часов в день до круглосуточного, на протяжении периода отопления (286 суток);
• горячее обеспечение водой на пром. площадках – 45 минут после каждой смены на протяжении года, объектов вахтового комплекса для жилья – круглосуточное, круглогодичное.

Суммарные тепловые нагрузки по видам использования показаны в таблице ниже (Таблица 4).