Расчет тепловых нагрузок на отопление, методика и формула расчета

1. Тепловые нагрузки систем теплоснабжения 2. Особенности объекта расчета тепловых нагрузок 3. Расчет тепловых нагрузок 4. Особенности расчета тепловых нагрузок 5. Методика расчета тепловых нагрузок 6. Развернутый расчет тепловых нагрузок 7. Виды тепловых нагрузок для расчеты 8. Регуляторы тепловых нагрузок 9. Нагрузки на горячее водоснабжение и вентиляцию 10. Комплексный расчет тепловой нагрузки На начальном этапе обустройства системы теплоснабжения любого из объектов недвижимости проектирование отопительной конструкции и производятся соответствующие расчеты. В обязательном порядке необходимо выполнить расчет тепловой нагрузки, чтобы узнать количество топлива и расход тепла, необходимых для обогрева здания.

Тепловые нагрузки систем теплоснабжения

Понятие тепловой нагрузки определяет количество тепла, которое выделяют отопительные приборы, установленные в жилом доме или в объекте другого назначения. Перед установкой оборудования проводится этот расчет во избежание лишних финансовых затрат и других проблем, которые могут возникнуть при эксплуатации системы отопления.

Зная основные рабочие параметры конструкции теплоснабжения, можно организовать эффективную работу отопительных приборов. Расчет способствует реализации задач, стоящих перед системой отопления, и соответствия ее элементов нормам и требованиям, прописанным в СНиП.

При расчете тепловой нагрузки на отопление даже малейшая ошибка может привести к большим проблемам, ведь на основании полученных данных местный отдел ЖКХ утверждает лимиты и другие параметры потребления, которые станут основой для определения стоимости услуг.

Общая величина тепловой нагрузки в современной системе отопления включает в себя несколько основных параметров:

• нагрузка на конструкцию теплоснабжения;
• нагрузка на систему теплых полов, если планируется ее установка в доме;
• нагрузка на систему естественной и/или принудительной вентиляции;
• нагрузка на систему горячего водоснабжения;
• нагрузки, связанные с различными технологическими потребностями.

Характеристики объекта для расчета тепловых нагрузок

Правильно рассчитанную тепловую нагрузку в отоплении можно определить при условии, что в процессе расчета учтено абсолютно все, даже самые мелкие нюансы.

Список деталей и параметров достаточно обширен:

• назначения и типа имущества. Для расчета важно знать, какое здание будет отапливаться: жилое или нежилое, квартира (также читайте: «Квартирный теплосчетчик»). Тип здания зависит от нормы нагрузки, определяемой компаниями, поставляющими тепло, и, соответственно, стоимости теплоснабжения;
• архитектурные особенности. Учитываются такие размеры наружных ограждений, как стены, потолки, полы, а также размеры оконных, дверных и балконных проемов. Важным считается этажность здания, а также наличие подвалов, чердаков и присущие им характеристики;
• температурный режим для каждой комнаты в доме. Температура подразумевается для комфортного пребывания людей в жилом помещении или административном здании (читайте: «Тепловой расчет помещения и всего здания, формула теплопотерь»);
• конструктивные особенности наружных ограждений, в том числе толщина и тип строительных материалов, наличие слоя теплоизоляции и используемые для этого изделия;
• назначение помещения. Эта характеристика особенно важна для производственных складов, в которых для каждого цеха или участка необходимо создавать определенные условия по обеспечению температурного режима;
• наличие специальных помещений и их характеристики. Это касается, например, бассейнов, теплиц, ванных комнат и т д;
• степень обслуживания. Наличие/отсутствие горячего водоснабжения, централизованного отопления, системы кондиционирования и т.п;
• количество точек забора нагретого теплоносителя. Чем их больше, тем больше тепловая нагрузка, оказываемая на всю отопительную конструкцию;
• количество людей, находящихся в здании или проживающих в доме. От этого значения напрямую зависят влажность и температура, которые учитываются в формуле расчета тепловой нагрузки;
• другие особенности объекта. Если это производственное здание, то это может быть количество рабочих дней в течение календарного года, количество работающих в смену. Для частного дома учитывают, сколько в нем проживает человек, сколько комнат, санузлов и т д

Расчет нагрузок тепла

Тепловая нагрузка здания рассчитывается по отношению к отоплению на этапе проектирования объекта недвижимости любого назначения. Это необходимо для того, чтобы избежать лишних трат и правильно подобрать отопительное оборудование. При выполнении расчетов учитываются нормы и стандарты, а также ГОСТ, ТЧ, СНБ.

В ходе определения значения тепловой мощности учитывают ряд факторов:

• степень теплопотерь от наружных ограждений;
• мощность, необходимая для нагрева теплоносителя;
• количество тепловой энергии, необходимой для нагрева воздуха при принудительной вентиляции;
• тепло, которое необходимо для нагрева воды в бане или бассейне;
• возможно дальнейшее расширение системы отопления. Это может быть создание отопления на чердаке, на чердаке, в подвале или в различных хозяйственных постройках и постройках. Читайте также: «Как сделать отопление на чердаке: популярные варианты обогрева».

Расчет тепловых нагрузок здания с определенным запасом необходим во избежание лишних экономических затрат в будущем.

Необходимость подобных действий более актуальна при организации теплоснабжения загородного дома. В такой недвижимости установка дополнительного оборудования и других элементов отопительной конструкции обойдется невероятно дорого.

Особенности расчета тепловых нагрузок

Расчетные значения температуры и влажности воздуха в помещении и коэффициентов теплоотдачи можно найти в специальной литературе или технической документации, предоставляемой производителями своей продукции, в том числе тепловых установок.

Стандартная методика расчета тепловой нагрузки здания для обеспечения его эффективного обогрева включает в себя последовательное определение максимального теплового потока отопительных приборов (радиаторов отопления), максимального расхода тепловой энергии в час (читай: «Потребление годового тепла на отапливать загородный дом»). Также требуется знать общее потребление тепловой энергии за определенный период времени, например, за отопительный сезон.

Расчет тепловых нагрузок, учитывающий площадь поверхности устройств, участвующих в теплообмене, применяется для различных объектов недвижимости. Этот вариант расчета позволяет наиболее правильно рассчитать параметры системы, которая обеспечит эффективное отопление, а также провести энергетическое обследование домов и построек. Это идеальный способ определения параметров теплоснабжения при эксплуатации промышленного объекта, предполагающего снижение температуры в нерабочее время.

Методы вычисления тепловых нагрузок

На сегодняшний день расчет тепловых нагрузок осуществляется несколькими основными методами, в том числе:

• расчет теплопотерь по укрупненным показателям;
• определение теплоотдачи отопительного и вентиляционного оборудования, установленного в здании;
• расчет значений с учетом различных элементов ограждающих конструкций, а также дополнительных потерь, связанных с нагревом воздуха.

Укрупненный расчет тепловой нагрузки

Расширенный расчет тепловой нагрузки здания применяют в тех случаях, когда информации о проектируемом объекте недостаточно или требуемые данные не соответствуют реальным характеристикам. Для выполнения таких тепловых расчетов используется простая формула: Qmax de. = αxVxq0x(tv-тн.р.)x10-6, где:

• α – поправочный коэффициент, учитывающий климатические особенности конкретного региона, где возводится здание (применяется при отклонении расчетной температуры от 30 градусов мороза);
• q0 — удельная характеристика теплоснабжения, которая выбирается исходя из температуры самой холодной недели года (так называемая «пятидневка»). См также: «Как рассчитывается удельная тепловая характеристика здания: теория и практика»;
• V – внешний объем здания.

На основании приведенных данных производится расширенный расчет тепловой нагрузки.

Виды тепловых нагрузок для расчетов

При проведении расчетов и выборе оборудования учитываются разные тепловые нагрузки:

1. Сезонные нагрузки, которые имеют следующие характеристики: — характеризуются изменениями в зависимости от температуры окружающего воздуха на улице; — наличие различий в количестве потребления тепловой энергии в соответствии с климатическими особенностями региона, в котором находится дом; — изменение нагрузки на систему отопления в зависимости от времени суток. Поскольку наружные ограждения обладают термостойкостью, этот параметр считается несущественным; — теплопотребление системы вентиляции в зависимости от времени суток.
2. Постоянные тепловые нагрузки. В большинстве объектов системы теплоснабжения и горячего водоснабжения они используются в течение всего года. Например, в жаркое время года стоимость тепловой энергии по сравнению с зимним периодом снижается примерно на 30-35%.
3. Сухое тепло. Он представляет собой теплообмен за счет теплового излучения и конвекции за счет других подобных устройств. Этот параметр определяется по температуре сухого термометра. Это зависит от многих факторов, в том числе окон и дверей, вентиляционных систем, различного оборудования, воздухообмена из-за наличия щелей в стенах и потолках. Также учитывайте количество людей, присутствующих в помещении.
4. Скрытая теплота. Образуется в результате процесса испарения и конденсации. Температуру определяют влажным термометром. В любом помещении на уровень влажности влияет: — количество людей, одновременно находящихся в помещении; — наличие технологического или другого оборудования; — потоки воздушных масс, проникающие через трещины и щели в ограждающих конструкциях.

Регуляторы тепловых нагрузок

В комплект современных котлов промышленного и бытового назначения входят РТН (регуляторы тепловой нагрузки). Эти устройства (см фото) предназначены для поддержания мощности отопительного агрегата на определенном уровне и не допускают прыжков и падений во время его работы.

РУТ позволяет сэкономить на счетах за отопление, так как в большинстве случаев существуют определенные лимиты, и их нельзя превышать. Особенно это касается промышленных компаний. Дело в том, что за превышение лимита тепловых нагрузок должны налагаться штрафные санкции.

Самостоятельно сделать проект и рассчитать нагрузку на системы, обеспечивающие отопление, вентиляцию и кондиционирование в здании, достаточно сложно, поэтому этот этап работ обычно поручают специалистам. Правда, при желании вы можете произвести расчеты самостоятельно.

Нагрузки на ГВС и вентиляцию

Обычно расчет тепловой нагрузки на горячее водоснабжение, отопление и вентиляцию проводят комплексно. Вентиляция относится к сезонным нагрузкам и предназначена для замены уже истощенных воздушных масс чистым воздухом и подогрева его до определенной температуры. Формула расчета нагрузки на систему вентиляции выглядит следующим образом: Qв.=кв.В(тн.-тв.), где: кв. — удельный показатель; Теннесси и тв — температура воздуха снаружи здания и внутри него; V — внешний объем здания. При расчете тепловой нагрузки на горячее водоснабжение формула выглядит так: Qхвс = 0,042рв (тг.-тх.) Пгав, где: тг.-тх — температура горячей и холодной воды; r — плотность воды; в — отношение максимальной нагрузки к средней, определяемое по ГОСТу; P — расчетное количество потребителей горячего водоснабжения; Гав: средний расход горячей воды.

Комплексный расчет тепловой нагрузки

Помимо теоретического решения задач, связанных с тепловыми нагрузками, при проектировании проводится ряд практических мероприятий. Комплексные тепловые исследования включают термографию всех строительных конструкций, включая крыши, стены, двери и окна. Благодаря этой работе можно выявить и скорректировать различные факторы, влияющие на потери тепла в жилом или промышленном здании.

Тепловизионная диагностика наглядно показывает, какой будет реальная разность температур при прохождении определенного количества тепла через «квадратный» участок ограждающих конструкций. Термография также помогает определить

расход тепла при определенных температурных условиях. См также: «Расчет тепловой энергии на отопление по площади». Благодаря тепловым исследованиям получают наиболее достоверные данные о тепловых нагрузках и потерях конкретного здания за заданный период времени. Практические замеры позволяют наглядно продемонстрировать то, чего не могут показать теоретические расчеты – проблемные места будущего строения. Из всего вышеизложенного можно сделать вывод, что расчеты тепловых нагрузок на горячее водоснабжение, отопление и вентиляцию, а также гидравлический расчет системы отопления очень важны и обязательно должны быть выполнены до начала обустройства системы отопления система теплоснабжения в собственном доме или на объекте другого назначения. При правильном подходе к работе будет гарантирована безотказная работа отопительной конструкции, причем без дополнительных затрат. Видео пример расчета тепловой нагрузки на систему отопления здания: