Запитайте у будь-якого фахівця, як правильно організувати систему опалення у будівлі. При цьому не важливо – житловий це об'єкт чи промисловий. І професіонал відповість, що головне – це точно скласти розрахунки та грамотно виконати проектування. Йдеться, зокрема, про розрахунок теплового навантаження на опалення. Від цього показника залежить обсяг споживання теплової енергії, а отже, і палива. Тобто економічні показники стоять поряд із технічними характеристиками.

Виконання точних розрахунків дозволяє отримати не тільки повний списокнеобхідної для проведення монтажних робітдокументації, але й підібрати потрібне обладнання, додаткові вузли та матеріали.

Теплові навантаження - визначення та характеристики

Що зазвичай мають на увазі під терміном "теплове навантаження на опалення"? Це кількість теплоти, яку віддають всі опалювальні прилади, встановлені в будівлі. Щоб уникнути зайвих витрат на виконання робіт, а також купівлю непотрібних приладів та матеріалів, необхідний попередній розрахунок. З його допомогою можна відрегулювати правила встановлення та розподілу теплоти по всіх приміщеннях, причому зробити це можна економічно та рівномірно.

Але це ще не все. Найчастіше фахівці проводять розрахунки, покладаючись на точні показники.Вони стосуються розмірів будинку та нюансів будівництва, де враховується різноманітність елементів будівлі та їх відповідність вимогам теплоізоляції та іншого. Саме точні показники дають можливість правильно зробити розрахунки та, відповідно, отримати максимально наближені до ідеалу варіанти розподілу теплової енергії за приміщеннями.

Але нерідко трапляються помилки у розрахунках, що призводить до неефективної роботи опалення загалом. Іноді доводиться переробляти під час експлуатації як схеми, а й ділянки системи, що зумовлює додатковим витратам.

Які параметри впливають на розрахунок теплового навантаження в цілому? Тут необхідно розділити навантаження на кілька позицій, куди входять:

• Система центрального опалення.
• Система тепла підлога, якщо така встановлена ​​в будинку.
• Система вентиляції - як примусової, і природної.
• Гаряча водопостачання будівлі.
• Відгалуження на додаткові побутові потреби. Наприклад, на сауну чи лазню, на басейн чи душ.

Основні характеристики

Професіонали не беруть до уваги жодну дрібницю, яка може вплинути на правильність розрахунку. Звідси й досить більший перелік параметрів системи опалення, які слід брати до уваги. Ось тільки деякі з них:

1. Призначення об'єкта нерухомості чи його тип. Це може бути житлова будівля або промислова. Постачальники теплової енергії мають норми, які розподіляються за типом будівель. Саме вони часто стають основними під час проведення розрахунків.
2. Архітектурна частина будівлі. Сюди можна включити огороджувальні елементи (стіни, покрівля, перекриття, підлоги), їх габаритні розміри, Товщину. Обов'язково враховуються всілякі отвори - балкони, вікна, двері та інше. Дуже важливо взяти до уваги наявність підвалів та горищ.
3. Температурний режим для кожного приміщення окремо. Це дуже важливо, тому що загальні вимогидо температури у будинку не дають точної картини розподілу тепла.
4. Призначення приміщень. В основному це стосується виробничим цехам, в яких необхідне суворіше дотримання температурного режиму.
5. Наявність спеціальних приміщень. Наприклад, у житлових приватних будинках це можуть бути лазні чи сауни.
6. Ступінь технічного обладнання. Враховується наявність системи вентиляції та кондиціювання, гарячого водопостачання, тип опалення, що використовується.
7. Кількість точок, через які проводиться відбір гарячої води. І чим більше таких точок, тим більшому тепловому навантаженню піддається система опалення.
8. Кількість людей, що перебувають на об'єкті. Від цього показника залежать такі критерії, як вологість усередині приміщень та температура.
9. Додаткові показники. У житлових приміщеннях можна назвати кількість санвузлів, окремих кімнат, балконів. У промислових будинках - кількість змін працюючих, число днів у році, коли працює сам цех у технологічному ланцюжку.

Що включають до розрахунку навантажень

Схема опалення

Розрахунок теплових навантажень на опалення проводять ще на стадії проектування будівлі. Але при цьому обов'язково враховують норми та вимоги різних стандартів.

Наприклад, тепловтрати огороджувальних елементів будівлі. Причому до уваги беруться всі приміщення окремо. Далі, це потужність, яка потрібна для нагрівання теплоносія. Приплюсуємо сюди кількість теплової енергії, яка потрібна для нагрівання припливної вентиляції. Без цього розрахунок буде не дуже точним. Додамо також енергію, яка витрачається на обігрів води для лазні чи басейну. Фахівці обов'язково беруть до уваги подальший розвиток теплосистеми. Раптом за кілька років вам заманеться влаштувати у власному приватному будинку турецький хамам. Тому необхідно додати до навантажень кілька відсотків зазвичай до 10%.

Рекомендація! Розраховувати теплові навантаження із «запасом» необхідно для заміських будинків. Саме запас дозволить у майбутньому уникнути додаткових фінансових витрат, які часто визначаються сумами в кілька нулів.

Особливості розрахунку теплового навантаження

Параметри повітря, а точніше, його температура беруться з ГОСТів та БНіПів. Тут же підбираються коефіцієнти теплопередачі. До речі, паспортні дані всіх видів обладнання (котли, радіатори опалення та інше) беруться до уваги обов'язково.

Що зазвичай включають до традиційного розрахунку навантаження тепла?

• По-перше, максимальний потік теплової енергії, що походить від приладів опалення (радіаторів).
• По-друге, максимальна витрататепла за 1 годину експлуатації опалювальної системи.
• По-третє, загальні теплові витрати за певний час. Зазвичай підраховують сезонний період.

Якщо всі ці розрахунки порівняти і порівняти з площею тепловіддачі системи в цілому, то вийде досить точний показник ефективності обігріву будинку.Але доведеться враховувати й невеликі відхилення. Наприклад, зниження споживання тепла у нічний час. Для промислових об'єктів також доведеться враховувати вихідні та святкові дні.

Методи визначення теплових навантажень

Проектування теплої підлоги

В даний час фахівці користуються трьома основними способами розрахунку теплових навантажень:

1. Розрахунок основних тепловтрат, де враховуються лише укрупнені показники.
2. Враховуються показники, засновані на параметрах конструкцій, що захищають. Сюди зазвичай додаються втрати на нагрівання внутрішнього повітря.
3. Здійснюється розрахунок всіх систем, що входять до опалювальних мереж. Це і опалення та вентиляція.

Є ще один варіант, який називається укрупненим розрахунком. Його зазвичай застосовують у тому випадку, коли відсутні якісь основні показники та параметри будівлі, необхідні для стандартного розрахунку. Тобто фактичні характеристики можуть відрізнятись від проектних.

Для цього фахівці використовують дуже просту формулу:

Q max от. = α x V x q0 x (tв-tн.р.) x 10 -6

α - це поправний коефіцієнт, що залежить від регіону будівництва (таблична величина)
V - об'єм будівлі по зовнішнім площинам
q0 - характеристика опалювальної системи за питомим показником, зазвичай визначається за найхолоднішими днями на рік

Види теплових навантажень

Теплові навантаження, які використовуються у розрахунках системи опалення та підборі обладнання, мають кілька різновидів. Наприклад, сезонні навантаження, котрим притаманні такі особливості:

1. Зміна температури зовні приміщень протягом усього опалювального сезону.
2. Метеорологічні особливості регіону, де збудовано будинок.
3. Стрибки навантаження на систему опалення протягом доби. Цей показник зазвичай проходить за категорією «незначні навантаження», тому що елементи, що захищають, запобігають великому тиску на опалення в цілому.
4. Все, що стосується теплової енергії, пов'язаної із системою вентиляції будівлі.
5. Теплові навантаження, що визначаються протягом усього року. Наприклад, споживання гарячої води в літній сезон знижується лише на 30-40%, якщо порівнювати його з зимовим часомроку.
6. Сухе тепло. Ця особливість притаманна саме вітчизняним опалювальним системам, де враховується чимала кількість показників. Наприклад, кількість віконних та дверних прорізів, кількість людей, що проживають або перебувають постійно в будинку, вентиляція, повітрообмін через всілякі щілини та зазори. Для визначення цієї величини використовують сухий термометр.
7. Прихована теплова енергія. Існує і такий термін, що визначається випарами, конденсацією тощо. Для визначення показника використовують вологий термометр.

Регулятори теплових навантажень

Програмований контролер, діапазон температур - 5-50 C

Сучасні опалювальні агрегатиі прилади забезпечуються комплектом різних регуляторів, за допомогою яких можна змінювати теплові навантаження, щоб уникнути провалів і стрибків теплової енергії в системі. Практика показала, що за допомогою регуляторів можна не лише знизити навантаження, а й привести систему опалення до раціонального використанняпалива. А це вже суто економічна сторона питання. Особливо це стосується промислових об'єктів, де за перевитрату палива доводиться виплачувати чималі штрафи.

Якщо ви не впевнені в правильності своїх розрахунків, то скористайтеся послугами фахівців.

Давайте розглянемо ще пару формул, які стосуються різних систем. Наприклад, системи вентиляції та гарячого водопостачання. Тут вам знадобляться дві формули:

Qв.=qв.V(tн.-tв.) - це стосується вентиляції.
Тут:
tн. і tв - температура повітря зовні та всередині
qв. - Питомий показник
V - зовнішній об'єм будівлі

Qгвс.=0,042rв(tг.-tх.)Пgср - для гарячого водопостачання, де

tг.-tх - температура гарячої та холодної води
r - густина води
в - відношення максимального навантаженнядо середньої, що визначається ГОСТами
П – кількість споживачів
Gср - середній показниквитрати гарячої води

Комплексний розрахунок

У комплексі із розрахунковими питаннями обов'язково проводять дослідження теплотехнічного порядку. Для цього застосовують різні прилади, що видають точні показники для розрахунків. Наприклад, для цього обстежують віконні та дверні отвори, перекриття, стіни тощо.

Саме таке обстеження допомагає визначити нюанси та фактори, які можуть вплинути на тепловтрати. Наприклад, тепловізорна діагностика точно покаже температурний перепад при проходженні певної кількості теплової енергії через 1 квадратний метр огороджувальної конструкції.

Отже практичні виміри незамінні під час проведення розрахунків. Особливо це стосується вузьких місць у конструкції будівлі. В цьому плані теорія не зможе точно показати, де і що не так. А практика вкаже, де потрібно застосувати різні методизахисту від тепловтрат. Та й самі розрахунки у цьому плані стають точнішими.

Висновок на тему

Розрахункове теплове навантаження - дуже важливий показник, який отримується в процесі проектування системи опалення будинку. Якщо підійти до справи з розумом та провести все необхідні розрахункиграмотно, то можна гарантувати, що опалювальна системапрацюватиме чудово. І при цьому можна буде заощадити на перегрівах та інших витратах, яких можна уникнути.

Тема цієї статті – теплове навантаження. Ми з'ясуємо, що є цей параметр, від чого він залежить і як може розраховуватися. Крім того, у статті буде наведено низку довідкових значень теплового опору. різних матеріалівякі можуть знадобитися для розрахунку.

Що це таке

Термін по суті інтуїтивно-зрозумілий. Під тепловим навантаженням мається на увазі кількість теплової енергії, яка необхідна для підтримки в будівлі, квартирі або окремому приміщенні комфортної температури.

Максимальна годинне навантаженняна опалення, таким чином - це та кількість тепла, яка може знадобитися для підтримки нормованих параметрів протягом години в найбільш несприятливих умовах.

Чинники

Отже, що впливає на потребу будівлі у теплі?

• Матеріал та товщина стін.Зрозуміло, що стіна в 1 цеглу (25 сантиметрів) і стіна з газобетону під 15-сантиметровою шубою пінопластової пропустять ДУЖЕ різна кількістьтеплової енергії.
• Матеріал та структура покрівлі. Плоский дахз залізобетонних плиті утеплене горище теж будуть помітно розрізнятися по тепловтратах.
• Вентиляція – ще один важливий фактор.Її продуктивність, наявність чи відсутність системи рекуперації тепла впливають те що, скільки тепла втрачається з відпрацьованим повітрям.
• Площа скління.Через вікна та скляні фасадигубиться помітно більше тепла, ніж через суцільні стіни.

Однак: потрійні склопакети та шибки з енергозберігаючим напиленням зменшують різницю в кілька разів.

• Рівень інсоляції у вашому регіоні,ступінь поглинання сонячного тепла зовнішнім покриттямта орієнтація площин будівлі щодо сторін світла. Крайні випадки - будинок, що перебуває протягом дня в тіні інших будівель і будинок, орієнтований чорною стіною і похилою покрівлею чорного кольору з максимальною площею на південь.

• Дельта температур між приміщенням та вулицеювизначає тепловий потік через огороджувальні конструкції за постійного опору теплопередачі. При +5 і -30 на вулиці будинок втрачатиме різну кількість тепла. Зменшить, зрозуміло, потреба у тепловій енергії та зниження температури всередині будівлі.
• Зрештою, у проект часто доводиться закладати перспективи подальшого будівництва. Скажімо, якщо поточне теплове навантаження дорівнює 15 кіловатам, але найближчим часом планується прибудувати до будинку утеплену веранду — логічно придбати із запасом теплової потужності.

Розподіл

У разі водяного опалення пікова теплова потужність джерела тепла повинна дорівнювати сумі теплової потужності всіх опалювальних приладіву будинку. Зрозуміло, розведення теж має ставати вузьким місцем.

Розподіл опалювальних приладів за приміщеннями визначається кількома факторами:

1. Площею кімнати та висотою її стелі;
2. Розташуванням усередині будівлі. Кутові та торцеві приміщення втрачають більше тепла, ніж ті, що розташовані в середині будинку.
3. Відстань від джерела тепла. В індивідуальному будівництві цей параметр означає віддаленість від котла, в системі центрального опалення багатоквартирного будинку— тим, чи підключена батарея до стояка подачі або обратки і тим, на якому поверсі ви живете.

Уточнення: у будинках із нижнім розливом стояки з'єднуються попарно. На подавальному — температура зменшується під час підйому з першого поверху до останнього, на зворотному, відповідно, навпаки.

Як розподіляться температури у разі верхнього розливу - здогадатися теж неважко.

1. Бажаною температурою у приміщенні. Крім фільтрації тепла через зовнішні стіниУсередині будівлі при нерівномірному розподілі температур теж буде помітна міграція теплової енергії через перегородки.

1. Для житлових кімнату середині будівлі - 20 градусів;
2. Для житлових кімнат у кутку чи торці будинку – 22 градуси. Більше висока температура, серед іншого, перешкоджає промерзанню стін.
3. Для кухні – 18 градусів. У ній, як правило, є велика кількість власних джерелтепла - від холодильника до електроплити.
4. Для ванної кімнати та суміщеного санвузла нормою є 25С.

У випадку повітряного опаленнятепловий потік, що надходить у окрему кімнату, визначається пропускною здатністюповітряний рукав. Як правило, найпростіший методрегулювання - ручне підстроювання положень регульованих вентиляційних решіток з контролем температур по термометру.

Нарешті, якщо йдетьсяпро систему обігріву з розподіленими джерелами тепла (електричні або газові конвектори, електричні теплі підлоги, інфрачервоні обігрівачіта кондиціонери) необхідний температурний режимпросто задається на термостаті. Все, що потрібно від вас – забезпечити пікову теплову потужністьприладів на рівні піку тепловтрат приміщення.

Методики розрахунку

Шановний читачу, у вас гарна уява? Уявімо собі будинок. Нехай це буде зруб із 20-сантиметрового бруса з горищем та дерев'яною підлогою.

Подумки домалюємо і конкретизуємо картинку, що виникла в голові: розміри житлової частини будівлі дорівнюватимуть 10*10*3 метра; у стінах ми прорубаємо 8 вікон і 2 двері - на передній і внутрішні двори. А тепер помістимо наш будинок ... скажімо, у місто Кондопога в Карелії, де температура в пік морозів може опуститися до -30 градусів.

Визначення теплового навантаження на опалення може бути виконане декількома способами з різною складністю та достовірністю результатів. Давайте скористаємося трьома найпростішими.

Спосіб 1

Діючі БНіП пропонують нам найпростіший спосіб розрахунку. На 10 м2 береться один кіловат теплової потужності. Отримане значення множиться на регіональний коефіцієнт:

• Для південних регіонів (Чорноморське узбережжя, Краснодарський край) результат множиться на 0,7 - 0,9.
• Помірно-холодний клімат Московської та Ленінградської областейзмусить використати коефіцієнт 1,2-1,3. Здається, наша Кондопога потрапить саме до цієї кліматичної групи.
• Нарешті, для Далекого Сходурайонів Крайньої Півночікоефіцієнт коливається від 1,5 до Новосибірська до 2,0 для Оймякона.

Інструкція з розрахунку з використанням цього методу неймовірно проста:

1. Площа будинку дорівнює 10 * 10 = 100 м2.
2. Базове значення теплового навантаження дорівнює 100/10 = 10 кВт.
3. Помножуємо на регіональний коефіцієнт 1,3 і отримуємо 13 кіловат теплової потужності, необхідні підтримки комфорту в будинку.

Однак: якщо вже користуватися такою простою методикою, краще зробити запас як мінімум 20% для компенсації похибок та екстремальних холодів. Власне, буде показовим порівняти 13 кВт зі значеннями, отриманими іншими способами.

Спосіб 2

Зрозуміло, що з першому методі розрахунку похибки будуть величезними:

• Висота стель у різних будівлях сильно відрізняється. З огляду на те, що гріти нам доводиться не площа, а певний обсяг, причому при конвекційному опаленні тепле повітрязбирається під стелею – фактор важливий.
• Вікна та двері пропускають більше тепла, ніж стіни.
• Нарешті, буде явною помилкою стригти під один гребінець міську квартиру(причому незалежно від її розташування всередині будівлі) та приватний будинок, у якого внизу, вгорі та за стінами не теплі квартирисусідів, а вулиця.

Що ж, скоригуємо метод.

• За базове значення візьмемо 40 ватів на кубометр об'єму приміщення.
• На кожну двері, що веде на вулицю, додамо до базового значення 200 Вт. На кожне вікно – 100.
• Для кутових і торцевих квартир багатоквартирному будинкувведемо коефіцієнт 1,2 - 1,3 залежно від товщини та матеріалу стін. Його ж використовуємо для крайніх поверхів у разі, якщо підвал та горище погано утеплені. Для приватного будинку значення помножимо на 1,5.
• Зрештою, застосуємо ті ж регіональні коефіцієнти, що й у попередньому випадку.

Як там живе наш будиночок у Карелії?

1. Об'єм дорівнює 10 * 10 * 3 = 300 м2.
2. Базове значення теплової потужності дорівнює 300 * 40 = 12000 Вт.
3. Вісім вікон та дві двері. 12000 + (8 * 100) + (2 * 200) = 13200 ват.
4. Садиба. 13200 * 1,5 = 19800. Ми починаємо неясно підозрювати, що при доборі потужності котла за першою методикою довелося б померзнути.
5. Адже ще залишився регіональний коефіцієнт! 19800 * 1,3 = 25740. Разом — нам потрібен 28-кіловатний казан. Різниця з першим значенням, отриманим простим способом- Дворазова.

Проте: практично така потужність знадобиться лише кілька днів піку морозів. Найчастіше розумним рішеннямбуде обмежити потужність основного джерела тепла меншим значенням і купити резервний нагрівач (наприклад, електрокотел або кілька газових конвекторів).

Спосіб 3

Не спокушайтеся: описаний спосіб теж дуже недосконалий. Ми дуже умовно врахували тепловий опір стін та стелі; дельта температур між внутрішнім та зовнішнім повітрям теж врахована лише в регіональному коефіцієнті, тобто дуже приблизно. Ціна спрощення розрахунків – велика похибка.

Згадаймо: для підтримки всередині будівлі постійної температури нам потрібно забезпечити кількість теплової енергії, яка дорівнює всім втратам через огороджувальні конструкції та вентиляцію. На жаль, і тут нам доведеться дещо спростити собі розрахунки, пожертвувавши достовірністю даних. Інакше отримані формули повинні враховувати занадто багато факторів, які важко виміряти і систематизувати.

Спрощена формула виглядає так: Q = DT / R, де Q - кількість тепла, яке втрачає 1 м2 конструкції, що захищає; DT – дельта температур між внутрішньою та зовнішньою температурами, а R – опір теплопередачі.

Зауважте: ми говоримо про втрати тепла через стіни, підлогу та стелю. У середньому ще близько 40% тепла втрачається через вентиляцію. Для спрощення розрахунків ми підрахуємо тепловтрати через огороджувальні конструкції, а потім просто помножимо їх на 1,4.

Дельту температур легко виміряти, але де брати дані про термічний опір?

На жаль, тільки з довідників. Наведемо таблицю деяких популярних рішень.

• Стіна в три цеглини (79 сантиметрів) має опір теплопередачі в 0,592 м2*С/Вт.
• Стіна в 2,5 цегли - 0,502.
• Стіна в дві цеглини — 0,405.
• Стіна в цеглу (25 сантиметрів) - 0,187.
• Зруб з колод діаметром колоди 25 сантиметрів — 0,550.
• Те саме, але з колод діаметром 20 см - 0,440.
• Зруб із 20-сантиметрового бруса - 0,806.
• Зруб із брус товщиною 10 см - 0,353.
• Каркасна стінатовщиною 20 сантиметрів із утепленням мінеральною ватою — 0,703.
• Стіна з піно-або газобетону при товщині 20 сантиметрів – 0,476.
• Те саме, але з товщиною, збільшеною до 30 см - 0,709.
• Штукатурка завтовшки 3 сантиметри - 0,035.
• Стельове або горищне перекриття — 1,43.
• Дерев'яна підлога - 1,85.
• Подвійні дверіз дерева - 0,21.

А тепер повернемося до нашого будинку. Які параметри ми маємо?

• Дельта температур у пік морозів дорівнюватиме 50 градусам (+20 всередині та -30 зовні).
• Тепловтрати через квадратний метр підлоги становитимуть 50/1,85 (опір теплопередачі дерев'яної підлоги) = 27,03 Ват. Через всю підлогу - 27,03 * 100 = 2703 ВАТ.
• Порахуємо втрати тепла через стелю: (50/1,43) * 100 = 3497 Вт.
• Площа стін дорівнює (10 * 3) * 4 = 120 м2. Оскільки у нас стіни виконані з 20-сантиметрового бруса, параметр R дорівнює 0,806. Втрати тепла через стіни дорівнюють (50/0,806)*120=7444 вата.
• Тепер складемо отримані значення: 2703+3497+7444=13644. Саме стільки наш будинок буде втрачати через стелю, підлогу та стіни.

Зауважте: щоб не вираховувати частки квадратних метрів, ми знехтували різницею в теплопровідності стін та вікон з дверима.

• Потім додамо 40% втрат вентиляцію. 13644 * 1,4 = 19101. Відповідно до цього розрахунку нам має вистачити 20-кіловатного котла.

Висновки та вирішення проблем

Як бачите, наявні способи розрахунку теплового навантаження своїми руками дають суттєві похибки. На щастя, надмірна потужність котла не зашкодить:

• Газові котли на зменшеній потужності працюють практично без падіння ККД, а конденсаційні так і зовсім виходять на економічний режим при неповному навантаженні.
• Те саме стосується солярових котлів.
• Електричне нагрівальне обладнання будь-якого типу завжди має ККД, що дорівнює 100 відсоткам (зрозуміло, це не стосується теплових насосів). Згадайте фізику: вся потужність, не витрачена на здійснення механічної роботи(тобто переміщення маси проти вектора гравітації) зрештою, витрачається на нагрівання.

Єдиний тип котлів, для яких робота на потужності менша від номінальної протипоказана — твердопаливні. Регулювання потужності в них здійснюється досить примітивним способом- Обмеженням припливу повітря в топку.

Що в результаті?

1. При нестачі кисню паливо згоряє в повному обсязі. Утворюється більше золи та сажі, які забруднюють котел, димар та атмосферу.
2. Слідство неповного згоряння- Падіння ККД котла. Логічно: адже часто палива покидає казан до того, як згоріло.

Однак і тут є простий та витончений вихід – включення до схеми опалення теплоакумулятора. Теплоізольований бак ємністю до 3000 літрів підключається між трубопроводом, що подає і зворотним, розмикаючи їх; при цьому формується малий контур (між котлом та буферною ємністю) та великий (між ємністю та опалювальними приладами).

Як працює така схема?

• Після розпалювання котел працює на номінальній потужності. При цьому за рахунок природного або примусової циркуляціїйого теплообмінник віддає тепло буферної ємності. Після того, як паливо прогоріло, циркуляція у малому контурі зупиняється.
• Наступні кілька годин теплоносій рухається великим контуром. Буферна ємність поступово віддає накопичене тепло радіаторам або водяним теплим підлогам.

Висновок

Як завжди, деяка кількість додаткової інформаціїпро те, як ще може бути розраховане теплове навантаження, ви знайдете у відео наприкінці статті. Теплих зим!

1. 
   Види теплових навантажень

У системах централізованого теплопостачання тепло витрачається на опалення в системах опалення будівель припливного повітряв установках систем вентиляції на гаряче водопостачання системах ГВП, а також технологічні процеси промислових підприємств.

Система опалення – комплекс інженерно-технічних пристроїв споживача, які використовують теплову енергію, що постачається енергопостачальною організацією для опалення.

Система вентиляції – комплекс інженерно-технічних пристроїв споживача, які використовують теплову енергію, що постачається енергопостачальною організацією, для вентиляції.

Система гарячого водопостачання (ГВП) – комплекс інженерно-технічних пристроїв споживача, які використовують теплову енергію, що постачається енергопостачальною організацією, для гарячого водопостачання.

У системах опалення та вентиляції тепло витрачається не безперервно протягом року, а лише за порівняно низьких температурахзовнішнього повітря в опалювальний період. Таких споживачів теплової енергії прийнято називати сезонними, а їх теплові навантаження -

Теплова енергіяу системах гарячого водопостачання та у технологічних процесах промислових підприємств витрачається безперервно протягом року і мало залежить від температури зовнішнього повітря.

Теплові навантаження на гаряче водопостачання та технологічні потребивважаються цілорічнітепловими навантаженнями.

При проектуванні систем теплопостачання розрахункові дані про сезонні теплові навантаження слід приймати з проектів опалення та вентиляції будівель. За перспективного будівництва розрахункові витратитепла рекомендується приймати з типових проектів з відповідним коригуванням за кліматичними умовами району будівництва.

За відсутності проектних даних опалювальні теплові навантаження будівель визначаються одним із таких методів:

1. 
   розрахунком тепловтрат через елементи огороджувальних конструкцій та додавання втрат на нагрівання інфільтраційного повітря;
2. 
   розрахунком теплових навантажень по укрупненим показникам;
3. 
   визначення теплообміну встановленого в будівлі опалювально-вентиляційного обладнання.

Розрахунок тепловтрат через огороджувальні конструкції виконується за необхідності більше точного визначеннятеплових втрат, наприклад, при розрахунках, що вимагають складання теплового балансу будівлі та окремих її приміщень.

За відсутності проектних даних опалювальні теплові навантаження зазвичай визначаються за укрупненими показниками.

Кінцевою метою розрахунків є визначення теплових навантажень (максимальних, середніх для опалювального періоду тощо) об'єктів системи теплопостачання на опалення, вентиляцію та гаряче водопостачання, розрахунок та побудова графіків теплових навантажень.

1. 
   ^ Сезонні теплові навантаження

Величина та характер зміни сезонного навантаження залежать головним чином від кліматичних умов: температури зовнішнього повітря, напрями та швидкості вітру, сонячного випромінювання, вологості повітря та ін. Основний вплив на величину теплового навантаження зовнішня температура. Сезонне навантаження має порівняно постійний добовий графік та змінний річний графік навантаження.

R-Опір теплопередачі конструкції огорожі, м 2 o С / Вт (м 2 0 С ч / ккал);

- Розрахункова температура внутрішнього повітря приміщення, o С;

– розрахункова температура зовнішнього повітря для проектування опалення або температура повітря холоднішого приміщення (при розрахунку втрат теплоти через внутрішні огорожі), o С;

 - додаткові втрати теплоти в частках від основних для різних типівприміщень та огорож;  = 0,6 – для Європейської частини на північ від 52  північної широти; для центральних районів Західного (до 68  пн.ш.) та Східного (до 70  пн. ш.) Сибіру, ​​Хабаровського та Приморського країв, за винятком прибережних районів до висоти 500 м, а також для районів Середньої Азіїта Закавказзя;

n- Коефіцієнт, що приймається залежно від положення зовнішньої поверхніогороджувальних конструкцій по відношенню до зовнішнього повітря.

Додаткові втрати теплоти на нагрівання зовнішнього повітря, що інфільтрується, через огороджувальні конструкції приміщень.

де Gі – витрата повітря, що інфільтрується через огороджувальні конструкції приміщення

, кг/год,

(2.12)

де А 1 , А 2 – площі зовнішніх конструкцій, що захищають, світлових прорізів (вікон, балконних дверейліхтарів) та інших огорож, м 2;

^ А 3 - площа щілин, нещільностей і прорізів у зовнішніх конструкціях, що захищають, м 2 ;

p i , p 1 – розрахункова різниця між тисками на зовнішній та внутрішній поверхняхогороджувальних конструкцій відповідно на розрахунковому поверсі та на рівні підлоги першого поверху, Па;

^ Rі – опір повітропроникненню отворів, м 2 год Па/кг;

Gн – нормативна повітропроникність зовнішніх конструкцій, що захищають, кг/м 2 год.

l- Довжина стиків стінових панелей, М.

Розрахункова різниця тисків визначається за формулою

, Па

(2.13)

де ^ Н- Висота будівлі від рівня середньої планувальної позначки землі до верху карниза, центру витяжних отворів ліхтаря або гирла шахти, м;

h i- Розрахункова висота від рівня землі до верху вікон, балконних дверей, воріт, прорізів або до осі горизонтальних і середини вертикальних стиків стінових панелей, м;

 н,  в – питома вагавідповідно зовнішнього повітря і повітря в приміщенні, що визначається за формулою

кг/(м 2 з 2),

(2.14)

де  i – густина зовнішнього повітря, кг/м 3 ;

w- Швидкість вітру, м / с;

знс, зпс – аеродинамічні коефіцієнти відповідно для навітряної та підвітряної поверхонь огорож будівлі;

до 1 – коефіцієнт обліку зміни швидкісного тиску вітру залежно від висоти будівлі;

pв – умовно постійне тиск повітря у будівлі, Па.

Для визначення ставлення тепловтрат інфільтрацією до тепловтрат теплопередачею через зовнішні огородження можна використовувати наближену формулу

,

(2.15)

де L- Розрахункова висота для середнього поверху будівлі

,

м,

(2.16)

де ^ Н- Висота будівлі, м;

Tв, Tн – температура внутрішнього та зовнішнього повітря, К;

Доа – аеродинамічний коефіцієнт;

w- Розрахункова швидкість вітру для холодного періоду для відповідної місцевості, м / с;

 - поправочний коефіцієнт;

= 1,2 – для прибережних районів Приморського краю до висоти 500 м над рівнем моря;  = 1,0 – для решти територій;

b- Постійна величина ( b= 0,0350,040 – для тих, що окремо стоять промислових будівельз великими світловими отворами; b= 0,0080,010 – для житлових та громадських будівельз подвійним склінням при суцільній забудові кварталів).

1. 
   

Витрата тепла на вентиляцію житлових будівель, що не мають, як правило, спеціальної припливної системи, невеликий. Він зазвичай не перевищує 5-10% витрати тепла на опалення та враховується величиною питомої теплової втрати qо.

Витрата тепла на вентиляцію виробничих та комунальних підприємств, а також громадських та культурних установ становить значну частку від сумарного теплоспоживання об'єкта. У виробничих підприємствахвитрати тепла на вентиляцію часто перевищують витрати на опалення.

Орієнтовно максимальний тепловий потік на вентиляцію громадських будівель визначається за укрупненими показниками: загальної площі Fабо зовнішньому об'єму будівлі Vн відповідно за формулами (2.17) та (2.18):

,	МВт (Гкал/год),	(2.17)
,	МВт (Гкал/год),	(2.18)

де

- Коефіцієнт, що враховує тепловий потік на вентиляцію громадських будівель, приймається для будівель до 1985 - 0,4, після 1985 - 0,6;

qв – питома вентиляційна характеристикакДж/(м 3. ч До) (ккал/(м 3 . ч. про З)) ;

- Розрахункова температура зовнішнього повітря для вентиляції, про С.

Середній тепловий потік на вентиляцію для середньої температури повітря опалювальний сезон

1. 
   Цілорічні теплові навантаження

У промисловості технологічні апарати нерідко споживають тепло великих кількостяхі дуже різноманітно у часі. Це, наприклад, різні сушильні та випарні установки, камери пропарювання, варильні котли, гальванічні ванни, ректифікаційні апарати та ін.

Питомі норми технологічного споживання тепла належать до одиниці продукції. Тому витрати тепла на виробничі потреби слід визначати за матеріалами технологічних проектів чи відомчим нормампроектування.

Удосконалення та раціоналізація технологічного процесуможуть суттєво вплинути на розміри та характер теплового навантаження.

1. 
   

Теплове споживання для гарячого водопостачання протягом опалювального періоду змінюється порівняно мало, але відрізняється великою нерівномірністю по годинах доби. Влітку витрата тепла у системах гарячого водопостачання житлових будівель порівняно із зимою зменшується на 30-35 %. Це пояснюється тим, що в літній частемпература води в холодному водопроводі на 10-12 С вище, ніж у зимовий період. Крім того, значна частина міського населення влітку, у суботні та недільні дні, виїжджає до заміських зон, тобто. у ті дні, коли у житловому секторі взимку спостерігаються максимальні розбори гарячої води.

За своїм значенням у багатьох житлових районах великих міст навантаження на ГВП стає порівнянним з опалювальним навантаженням. У ряді районів річна відпустка тепла на гаряче водопостачання досягає 40% сумарної відпустки тепла по житловому району.

Середній тепловий потік на гаряче водопостачання (ГВП) житлових та громадських будівель

де m- Розрахункова кількість споживачів гарячої води;

а– норма витрати води на ГВП при температурі 55  С на одну особу на добу, яка проживає в будівлі з гарячим водопостачанням, яка приймається залежно від ступеня комфортності, л/добу;

b– норма витрати води на ГВП у громадських будівлях при температурі 55  С, яка приймається у розмірі 25 л/сут на 1 чол;

Питома теплоємністьводи дорівнює 4,187 кДж/(кг  С) (1 ккал/(кг  С));

- температура холодної (водопровідної) води в опалювальний період (за відсутності інших даних приймається рівною 5  С);

Максимальний тепловий потік на ГВП житлових та громадських будівель

Середній тепловий потік на ГВП у неопалювальний (літній) період

де tз, tл – відповідно температура холодної (водопровідної) води в опалювальний період (за відсутності даних приймається рівною 5  С) та неопалювальний (літній) період (приймається рівною 15  С);

 - коефіцієнт, що враховує зміну витрати води на ГВП. Приймається за відсутності даних для житлово-комунального сектора – 0,8 (для курортних та південних міст  = 1,5), для підприємств – 1,0.