Единицы измерения тепловой энергии отопления

Введение

Требования по определению тепловых нагрузок потребителей при разработке схем теплоснабжения отражены в следующих нормативных и законодательных актах:

— Федеральный Закон РФ от 27.07.2010 г. № 190-ФЗ ;

— приказ Министерства регионального развития РФ от 28.02.2009 г. № 610 ;

Договорные нагрузки, как правило, рассчитываются на основании проектных данных. Проектные нагрузки на отопление, в основном, зависят от расчётных параметров микроклимата помещений, расчётной температуры наружного воздуха в отопительный период (принимаемой равной температуре наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92 по 8. СП 131.13330.2012 ) и теплоизоляционных характеристик ограждающих конструкций. Проектные нагрузки на ГВС зависят от объёмов потребления горячей воды и её расчётной температуры.

За последние 20-30 лет многие из перечисленных выше параметров и характеристик неоднократно менялись. Менялись методики расчёта тепловых нагрузок, требования по тепловой защите ограждающих конструкций. В частности, в класс энергетической эффективности многоквартирных домов (МКД) определяется, исходя из сравнения (определение величины отклонения) фактических или расчётных (для вновь построенных, реконструированных и прошедших капитальный ремонт МКД) значений показателя удельного годового расхода энергетических ресурсов, отражающего удельный расход энергетических ресурсов на отопление, вентиляцию, ГВС и базовых значений показателя удельного расхода энергетических ресурсов в МКД. При этом фактические (расчётные) значения должны быть приведены к расчётным условиям для сопоставимости с базовыми значениями. Фактические значения показателя удельного годового расхода энергетических ресурсов определяются на основании показаний общедомовых приборов учёта.

Менялся и сам климат, в результате чего, например, для Санкт-Петербурга нормативная расчётная температура наружного воздуха за тридцать, с небольшим, лет повышена с –26 °С до –24 °С, расчётная длительность отопительного периода уменьшилась на 6 дней, а средняя температура отопительного периода увеличилась на 0,5 °С (с –1,8 до –1,3 °С).

Кроме указанных выше факторов, сами потребители тепловой энергии вносят вклад в энергосберегающие мероприятия, например, путём замены в квартирах деревянных окон на более герметичные – пластиковые.

Все эти изменения, в совокупности, способствуют тому, что фактическое теплопотребление и договорные тепловые нагрузки потребителей тепловой энергии отличаются.

Примеры разработанных Схем теплоснабжения ряда крупных населённых пунктов (например, Нижнего Новгорода) показали, что, если в качестве фактической нагрузки принимается договорная нагрузка (нагрузка, установленная в договорах теплоснабжения), это создаёт избыточный запас мощности теплоснабжающих организаций. Значительная доля нагрузки в этом случае оказывается невостребованной, но при этом сохраняются постоянные эксплуатационные расходы, что негативно отражается и на эффективности теплоснабжающих организаций (ТСО) и на потребителе тепловой энергии.

В Стратегии отмечено, что применяемая в настоящее время технология планирования систем теплоснабжения приводит к излишним инвестициям, созданию избыточной тепловой мощности во всех элементах энергосистем и сохранению низкого уровня эффективности всей российской энергетики.

Актуальность поднимаемой в статье темы обусловлена отсутствием в действующих нормативных и законодательных актах методов определения фактических тепловых нагрузок в расчётных элементах территориального деления при расчётных температурах наружного воздуха, проблемами согласования фактических тепловых нагрузок, применяемых для инвестиционного планирования в Схемах теплоснабжения с ТСО, а также последствиями неверного анализа тепловых нагрузок потребителей, установленных в договорах теплоснабжения.

Пример простого расчета

Для строения со стандартными параметрами (высотой потолков, размерами комнат и хорошими теплоизоляционными характеристиками) можно применить простое соотношение параметров с поправкой на коэффициент, зависящий от региона.

Предположим, что жилой дом находится в Архангельской области, а его площадь — 170 кв. м. Тепловая нагрузка будет равна 17 * 1,6 = 27,2 кВт/ч.

Подобное определение тепловых нагрузок не учитывает многих важных факторов. Например, конструктивных особенностей строения, температуры, число стен, соотношение площадей стен и оконных проёмов и пр. Поэтому подобные расчеты не подходят для серьёзных проектов системы отопления.

Расчет тепловой нагрузки

Необходимость соблюдения всех стандартов безопасности и надежности крайне важна при проектировке объектов, однако не менее важным является и расчет тепловой нагрузки здания.

Зачем нужен расчет тепловой нагрузки при проектировании здания

Данная операция позволит узнать, сколько топлива необходимо отопительной системе для работы, грамотно определиться с источником тепла и рассчитать теплопотери по всей системе.
Сразу стоит отметить, что расчет тепловой нагрузки на отопление позволяет узнать, какую теплоту дают все отопительные приборы. Вся эта информация разрешает сэкономить большие суммы в сравнении с отопительными системами, расчет которых выполнен неграмотно.

Прежде всего, стоит определиться с тем, какие объекты отопления должны подвергаться расчету. К таким объектам относятся:

• Система общего отопления;
• Напольный обогрев (при его наличии);
• Вентиляционные приборы;
• Система нагрева воды;
• Прочие объекты, требующие подключения к отопительной системе, например, бассейны.

Помимо этого, на расчет тепловой нагрузки могут повлиять и самые мелкие предметы и объекты, на которых возможна потеря тепла.

Порядок проведения расчета

Нужно отметить, что все производимые расчеты необходимо выполнять в соответствии с ГОСТом и строительными нормами. Для всех систем имеется общий список параметров, которые обязательно нужно рассчитать. Такими параметрами являются:

1. Потери тепла на наружных ограждениях. Данный параметр позволяет подобрать оптимальную температуру для каждого помещения;
2. Количество мощности, которая пойдет на систему горячего водоснабжения;
3. Если нужна установка дополнительной вентиляционной системы, то расчет необходимого для нагрева циркулирующего в ней воздуха тепла также обязателен;
4. При наличии бассейна или бани производится расчет количества тепла, требуемого для обогрева этих объектов;
5. В случае, если в дальнейшем планируется расширение отопительной системы, то расчет тепловой нагрузки здания также должен быть проведен.

Крайне важным также является знание того, как распределяются потоки тепла по помещению для каждого обогревательного объекта

Важность данных знаний заключается в том, что позволяет максимально точно подобрать необходимые для отопительной системы элементы

Ключевые моменты каждого из типа тепловой нагрузки

Строители разделяют несколько видов нагрузок. Каждый вид имеет свои особенности, которые необходимо разобрать.

Прежде всего, выделяют сезонную нагрузку. Ее особенностью является то, что на протяжении года температурные режимы вне помещения изменяются, а тепловые расходы рассчитываются в зависимости от климатических условий места, где расположено здание.

На втором месте стоит расчет тепловой нагрузки на отопление в течение года. Так как большинству отечественных построек свойственна именно данная нагрузка, то изменения на протяжении года не критичны, однако в летнее время нагрузка становится меньшей примерно на 30 процентов.

Существуют еще два параметра, которые также должны быть учтены при расчете – скрытое и сухое тепло. Первый параметр характеризует потери тепла при конденсации и прочих испарениях. Расчет на сухое тепло проводится с учетом количества окон, дверей, параметров вентиляционной системы и возможных потерь на щелях стен.

Преимущества обращения к профессионалам при расчете тепловых нагрузок

Безусловно, провести расчет тепловой нагрузки возможно и самостоятельно, однако это большой риск, так как велика вероятность допустить ошибку. Множество различных параметров, необходимость учета потерь на всех возможных объектах отопления и общая сложность всех расчетов способна отпугнуть неопытного человека. Именно в таких случаях необходима помощь опытного специалиста. Наша компания способна произвести максимально точный расчет и в кратчайшие сроки подобрать самое оптимальное оборудование, при этом стоимость и качество приятно порадуют.

Обращайтесь за консультацией по указанным на сайте телефонам или онлайн.

Формулы расчёта

Исходя из общих потребностей здания в тепловой энергии и технических характеристик постройки, с целью определения оптимального количества теплоты за единицу времени могут использоваться разные стандартные формулы.

При отсутствии приборов учёта: Q = V × (Тх - Тy) / 1000

Схема отопления с замкнутым типом контура:

Qот = α × qо × V × (Тв - Тн.р) × (1 + Kн.р) × 0,000001

Применение поправочного числового множителя

При выполнении расчётов тепловой нагрузки обязательно учитывается поправочный числовой множитель, при помощи которого определяется отличие расчётного температурного режима наружного воздуха для проектов отопительных систем. В таблице представлены поправочные числовые множители для различных климатических зон, расположенных на территории Российской Федерации.

В других регионах России, где расчётный температурный режим наружных воздушных масс при проектировании отопительной системы находится на уровне минус 31°С или ниже, значения расчётных температур внутри обогреваемых помещений принимаются в соответствии с данными, приведёнными в действующей редакции СНиП 2.08.01-85.

На что обратить внимание при расчётах

В соответствии с действующим СНиП, на каждые 10 м2 обогреваемой площади должно приходится не менее 1 кВт тепловой мощности, но при этом в обязательном порядке учитывается так называемый региональный поправочный числовой множитель:

• зона с умеренными климатическими условиями – 1.2-1.3;
• территория южных регионов – 0.7-0.9;
• районы крайнего севера – 1.5-2.0.

Кроме прочего, немаловажное значение имеет высота потолочных конструкций и индивидуальные тепловые потери, которые напрямую зависят от типовых характеристик эксплуатируемого строения. Как правило, на каждый кубометр полезной площади затрачивается 40 ватт тепловой энергии, но при выполнении расчётов потребуется также учитывать следующие поправки:

• наличие окна – плюс 100 ватт;
• наличие двери – плюс 200 ватт;
• угловое помещение – поправочный числовой множитель 1.2-1.3;
• торцевая часть здания – поправочный числовой множитель 1.2-1.3;
• частное домовладение – поправочный числовой множитель 1.5.

Практическое значение имеют показатели потолочного и стенового сопротивления, потери тепла через конструкции ограждающего типа и функционирующую вентиляционную систему.

В результате функционирования вентиляционной системы потери тепловой энергии в зданиях составляют порядка 30-40%, через кровельные перекрытия уходит примерно 10-25%, а сквозь стены – около 20-30%, что должно учитываться при проектировании и расчёте тепловой нагрузки.