- Расчет количества тепловой энергии на горячее водоснабжение
- Исходные данные
- Порядок расчета
- Расчет тепловой нагрузки на ГВС
- ООО «Энергоэффективность и энергоаудит»
- ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАКЛЮЧЕНИЕ
- Расчет тепловой нагрузки на ГВС
- Наименование объекта: Салон красоты
- Содержание:
- Расчет тепловой нагрузки • Согласование в МОЭК
- Расчет тепловой нагрузки на ГВС. Исходные данные
- Расчет тепловой нагрузки на горячее водоснабжение
- Вероятность действия санитарно-технических приборов
- Вероятность использования санитарно-технических приборов.
- При Phr h u x U/ 1000 x T = 28,1 x 12/ 1000 x 24 = 0,01405 м 3 /час
- Максимальный часовой расход воды.
- Тепловой поток.
- Техническое заключение
- Расчет мощности котла с горячим водоснабжением: простые схемы
- Простой расчет по площади
- Расчет по объему с коэффициентами поправки
- Расчет по номинальной мощности бойлера
- Расчет по расходу и температуре воды
- Мощность нагрева ГВС
- Расход воды
- Заключение
- Виктор Мартович
Расчет количества тепловой энергии на горячее водоснабжение
Количество тепловой энергии, потребляемой системами отопления, вентиляции и горячего водоснабжения здания, является необходимым показателем при определении тепловой эффективности зданий, проведении энергоаудита, деятельности энергосервисных организаций, сравнении фактического теплопотребления здания, измеренного теплосчетчиком, с требуемым исходя из фактических теплотехнических характеристик здания и степени автоматизации системы отопления и во многих других случаях. В этом номере редакция публикует пример расчета количества тепловой энергии на горячее водоснабжение жилого здания*.
Исходные данные
Объект (здание):
- количество этажей в здании – 16;
- количество секций в здании – 4;
- количество квартир в здании – 256.
Отопительный период:
- продолжительность отопительного периода, zht = 214 сут.;
- средняя за период температура внутреннего воздуха в здании, tint = 20 °C;
- cредняя за период температура наружного воздуха, tht = – 3,1 °C;
- расчетная температура наружного воздуха, text = – 28 °C;
- средняя за период скорость ветра, v = 3,8 м/с.
Горячее водоснабжение:
- тип системы горячего водоснабжения: с неизо-лированными стояками и с полотенцесушителями;
- наличие сетей горячего водоснабжения: при наличии сетей горячего водоснабжения после ЦТП;
- средний расход воды одним пользователем, g = 105 л/сут.;
- количество дней отключения горячего водоснабжения, m = 21 сут.
Порядок расчета
1. Средний расчетный за сутки отопительного периода объем потребления горячей воды в жилом здании Vhw определяют по формуле:
где g – средний за отопительный период расход воды одним пользователем (жителем), равный 105 л/сут. для жилых зданий с централизованным горячим водоснабжением и оборудованных устройствами стабилизации давления воды на минимальном уровне (регуляторы давления на вводе в здание, зонирование системы по высоте, установка квартирных регуляторов давления); для других потребителей – см. СНиП 2.04.01–85* «Внутренний водопровод и канализация зданий»;
mч – число пользователей (жителей), чел.
Vhw = 105 • 865 • 10 –3 = 91 м 3 /сут.
В случае проведения расчета для многоквартирного дома с учетом оснащенности квартир водосчетчиками из условия, что при квартирном учете происходит 40 %-е сокращение водопотребления, расчет потребления горячей воды будет производиться по формуле:
где Kуч – количество квартир, оснащенных водосчетчиками;
Kкв – количество квартир в заднии.
2. Среднечасовой за отопительный период расход тепловой энергии на горячее водоснабжение Qhw, кВт, определяют согласно СНиП 2.04.01–85*. Допускается определение среднечасового расхода Qhw по формуле:
где Vhw – средний расчетный за сутки отопительного периода объем потребления горячей воды в жилом здании, м 3 /сут.; определяют по формуле (1);
twc – температура холодной воды, °C, принимают twc = 5 °C;
khl – коэффициент, учитывающий потери теплоты трубопроводами систем горячего водоснабжения, принимают по табл. 1;
ρw – плотность воды, кг/л, ρw = 1 кг/л;
cw – удельная теплоемкость воды, Дж/ (кг • °C); cw = 4,2 Дж/ (кг • °C).
Расчет тепловой нагрузки на ГВС
ООО «Энергоэффективность и энергоаудит»
ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Расчет тепловой нагрузки на ГВС
Наименование объекта: Салон красоты
Содержание:
Расчет тепловой нагрузки • Согласование в МОЭК
Расчет тепловой нагрузки на ГВС. Исходные данные
Настоящий расчет выполнен с целью определения фактической тепловой нагрузки на отопление и горячее водоснабжение нежилых помещений.
| Заказчик | Салон красоты |
| Адрес объекта | г. Москва |
| Договор теплоснабжения | есть |
| Этажность здания | одноэтажное |
| Этаж на котором расположены обследуемые помещения | 1 этаж |
| Высота этажа | 2,56 м. |
| Система отопления | – |
| Тип розлива | – |
| Температурный график | – |
| Расчетный температурный график для этажей на которых находятся помещения | – |
| ГВС | Централизованное |
| Расчетная температура внутреннего воздуха | – |
| Представленная техническая документация | 1. Копия договора теплоснабжения. 2. Копия планов помещений. 3. Копия выписки из технического паспорта БТИ на здание. 4. Копия экспликации помещений. 5. Копия справки БТИ о состоянии здания/помещения. 6. Справка о численности персонала. |
Расчет тепловой нагрузки на горячее водоснабжение
Вероятность действия санитарно-технических приборов
P = (q h hr,u x U) / (q h 0 x N x 3600) = (4 x 12) / (0,1 х 9 х 3600) =0,0148,
где: q h hr,u = 4 л – 1 рабочее место в смену;
U = 12 человек – количество персонала;
q h 0 = 0,1 л/с;
N = 9 – число санитарно-технических приборов с горячей водой.
Вероятность использования санитарно-технических приборов.
Phr = (3600 х P х q h 0) / q h 0,hr = (3600 х 0,0148 x 0,1) / 40 = 0,0888,
где: q h 0,hr = 40;
При Phr h u x U/ 1000 x T = 28,1 x 12/ 1000 x 24 = 0,01405 м 3 /час
Максимальный часовой расход воды.
qhr = 0,005 х q h 0,hr х аhr = 0,005 х 40 х 0,328 = 0,0656 м 3 /час
Тепловой поток.
а) в течении среднего часа
Q h T = 1,16 х q h T х (65 – t c ) + Q ht = 1,16 х 0,01405 х (65 – 5) + 0,048894 = 1,026774 кВт x 859,8 = 882,820 ккал /ч (0,00088282 Гкал/ч)
где: Q ht – доля потерь тепловой энергии в наружных тепловых сетях горячего водоснабжения оцениваются в размере 5% от средней часовой тепловой нагрузки горячего водоснабжения потребителя согласно методическим рекомендациям по определению тарифов и платы за услуги ГВС. Q ht = 1,16 х q h T х (65 – t c ) х 0,05 =1,16 х 0,01405 х (65 – 5) х 0,05=0,048894 кВт.
б) в течение часа максимального потребления
Q h hr = 1,16 х q h hr х (65 – t c ) + Q ht = 1,16 х 0,0656 х (65 – 5) + 0,228288 = 4,794048 кВт x 859,8 = 4121,9225 ккал /ч (0,00412192 Гкал/ч)
где: Q ht = 1,16 х q h hr х (65 – t c ) х 0,05 = 1,16 х 0,0656 х (65 – 5) х 0,05=0,228288 кВт.
Qh год = gum h ´ m ´ с ´ r ´ [(65 – tс з )´ Zз]´ (1+ Kт.п) ´ 10 -6 = 28,1 ´ 12 ´ 1 ´ 1 ´ [(65 – 5) ´ 365] ´ (1+ 0,05) ´ 10 -6 = 7,753914 Гкал/год
где: gum h = 28,1 л/сутки
Так как в расчетной формуле Qh год не учитывается количество дней отключения горячего водоснабжения в год; температура холодной воды в летний период времени, коэффициент тепловых потерт Kт.п принимаем равным доле потерь тепловой энергии в наружных тепловых сетях горячего водоснабжения в размере 5% от годовой тепловой нагрузки.
Техническое заключение
В результате выполненных расчетов тепловой нагрузки на горячее водоснабжение нежилых помещений получены такие результаты:
Расчет мощности котла с горячим водоснабжением: простые схемы
Сегодня нам предстоит разобраться в том, как выполняется расчет мощности котла с горячим водоснабжением. Мы разберем несколько предельно простых схем, которые не заставят вас углубляться в дебри теплотехники, и приведем для каждой из них примеры расчетов. Итак, в путь.
Простой расчет по площади
Простейший грубый расчет мощности котла водоснабжения можно выполнить исходя из потребности дома в тепловой энергии в 100 ватт на квадратный метр. Для дома площадью 100 м2 необходимы, таким образом, 10 кВт.
Дополнительно вводится коэффициент запаса 1,2, компенсирующий неучтенные потери тепла и помогающий сохранить в помещении комфортную температуру в экстремальные заморозки. Какие коррективы вносит в эту схему горячее водоснабжение от котла?
Оно может обеспечиваться двумя способами:
- Накопительным водонагревателем (бойлером косвенного нагрева). В этом случае вводится дополнительный коэффициент 1,1: бойлер отбирает у отопительной системы сравнительно небольшое количество тепла;
- Проточным нагревателем двухконтурного котла. Здесь используется коэффициент 1,2. С учетом коэффициента запаса тепловая производительность котла должна превышать расчетную потребность дома в тепле на 40 процентов. В нашем примере со 100-метровым коттеджем при подключении отопления и системы горячего водоснабжения котел должен производить 14 кВт.
Обратите внимание: в последнем случае небольшой запас мощности на нужды ГВС связан с кратковременной работой проточного нагревателя. Горячая вода редко расходуется больше получаса в день, а система отопления имеет определенную инерционность, поэтому параметры теплоносителя не выходят за штатные значения.
Эта схема вычисления проста, но имеет несколько серьезных недочетов:
- Она учитывает площадь отапливаемого помещения, а не его объем. Между тем потребность в тепле у коттеджей с высотой потолков в 2,5 и в 4 метра будет очень разной;
- Она игнорирует различия между климатическими зонами. Как известно, теплопотери здания прямо пропорциональны разнице температур между внутренними помещениями и улицей и будут сильно различаться в Крыму и Якутии;
- Она не принимает во внимание качество утепления здания. Для кладки в кирпич и утепленного пенопластовой шубой фасада теплопотери будут отличаться в разы.
Расчет по объему с коэффициентами поправки
Как рассчитать мощность котла на горячее водоснабжение и отопление с учетом всех описанных выше факторов?
- Базовое значение тепловой мощности равно 40 ваттам на куб внутреннего отапливаемого объема;
- Региональный коэффициент принимается равным:
| Средняя температура января, °С | Коэффициент |
| 0 и выше | 0,7 |
| -5 – 0 | 0,9 |
| -10 | 1,1 |
| -20 | 1,3 |
| -25 | 1,5 |
| -35 | 1,8 |
| -40 и ниже | 2 |
- Коэффициент утепления подбирается из следующего ряда значений:
| Изображение | Описание утепления здания и коэффициент |
| Отсутствие утепления, металлические или щитовые стены — 3-4 | |
| Кладка стен в кирпич, однослойное остекление окон —2-3 | |
| Кладка стен в два кирпича и однокамерные стеклопакеты — 1-2 | |
| Утепленный фасад, двухкамерные стеклопакеты — 0,6-0,9 |
- Запас мощности на неучтенные теплопотери и на нагрев горячей воды рассчитывается по прежней схеме.
Давайте повторим наш расчет котла для горячего водоснабжения и отопления с рядом дополнительных вводных:
- Высота потолков в доме равна 3 метрам;
- Дом расположен в Севастополе (средняя температура января +3 градуса);
- Он оборудован однокамерными пластиковыми окнами и каменными стенами без дополнительного утепления толщиной 40 см.
- Отапливаемый объем равен 100*3=300 м3;
- Базовое значение тепловой мощности на отопление — 300*40=12 кВт;
- Климат Севастополя дает нам региональный коэффициент 0,7. 12*0,7=8,4 кВт;
- Коэффициент утепления принимаем равным 1,2. 1,2*8,4=10,08;
- С учетом коэффициента запаса и резерва мощности на работу проточного нагревателя мы получим те же 14 кВт.
Стоило ли усложнять расчеты, если результат неизменен?
Безусловно. Если мы мысленно поместим наш дом в город Оймякон Якутской области (средняя температура января -46,4 градуса), потребность в тепле и, соответственно, расчетная теплопроизводительность котла увеличится в 2/0,7 (соотношение региональных коэффициентов)=2,85 раза. Утепление фасада и установка энергосберегающих стеклопакетов в окна сократит ее вдвое.
Расчет по номинальной мощности бойлера
Как рассчитываются котлы для горячего водоснабжения с бойлерами косвенного нагрева значительного объема и большим расходом воды из системы ГВС?
Расчетная мощность равна сумме двух слагаемых:
- Потребности дома в тепле без учета коэффициента запаса;
- Номинальной мощности бойлера. В среднем она равна 15 киловаттам на 100 литров объема.
Нюанс: из результата сложения вычитается 20%, поскольку теплообменник котла не будет круглосуточно обеспечивать теплом отопление и ГВС.
Так, при установке пресловутого Gorenje GV 100 в наш дом в Севастополе, мощность котла на водоснабжение и отопление составит 10 (потребность в тепле отопления +17,4 потребность в тепле бойлера))*0,8=22. Цифра дана с округлением до целого значения киловатта.
Можно ли установить в контур ГВС с бойлером косвенного нагрева котел с производительностью больше расчетной?
Можно, но невыгодно в силу двух причин:
- Цена самого котла быстро растет по мере увеличения номинальной мощности;
- Классические твердотопливные котлы при работе с теплоотдачей ниже номинальной снижают КПД за счет неполного сгорания топлива. Понижение тепловыделения достигается в них самым простым способом — ограничением подачи воздуха заслонкой.
Расчет по расходу и температуре воды
Наиболее точный расчет необходимой для нагрева воды мощности можно выполнить по ее расходу.
Мощность нагрева ГВС
Для выполнения расчета своими руками используется формула Q = (m*с*dT)/t, в которой:
- Q — мощность нагрева (кВт);
- m — масса нагреваемой воды (примерно соответствует ее объему в литрах);
- с — удельная теплоемкость (в случае воды с=4,2);
- dT — разница температур на входе и выходе водонагревателя (°С);
- t — время нагрева (секунды).
Так, при расходе воды в 5 литров в минуту и ее нагреве с 10 до 35 градусов m=5 (масса пяти литров воды), dT= 35-10=25 (температуры на входе и выходе водонагревателя) и t = 60 (60 секунд в минуте). Подставляем значения в формулу: Q=(5*4,2*25)/60=8,75 кВт.
Напомним: чтобы получить полное тепловыделение котла, сложите мощность нагрева воды с потребностью дома в тепле без коэффициента запаса и вычтите 20%.
Расход воды
Откуда взять значения расхода воды? Полная инструкция по расчету расхода содержится в СНиП 2.04.01-85; однако вместо обращения к нормативной документации можно просто воспользоваться следующей таблицей:
Чтобы воспользоваться формулой расчета мощности, вам предстоит пересчитать расход в литрах в секунду в литры в минуту, умножив приведенные в таблице значения на 60. Так, если предполагается одновременная работа смесителя мойки и набор воды в ванну, расход воды из системы ГВС составит 0,09*60+0,18*60=5,4+10,8=16,2 литра в минуту.
Заключение
Как видите, грубо рассчитать котлы для водоснабжения и отопления можно с использованием простейших формул и общедоступных справочных данных. Узнать больше о методиках расчета вам поможет видео в этой статье. Успехов!
Виктор Мартович
Работал прорабом, начальник строительно-монтажного участка. Организация работ и осуществление надзора за качеством СМР строительных участков на территории Балаковской АЭС, ведение и сдача исполнительной документации (журналы, акты, кс) закупка материалов, оборудования (исполнение обязанностей инженера по снабжению, инженера по качеству ) . Руководство строительными бригадами (оформление, обучение по охране труда промышленной безопасности ). Виктор окончил учебный центр «Гефест-РОСТ», курсы по программе «Капитальный ремонт зданий и сооружений. Организация работ и строительный контроль.», 2015 Балаковский институт проф.переподготовки и повышения квалификации, Специалист по охране труда, 2012 Пугачевский гидромелиоративный техникум, техник строитель, 2000 проф. училище, бухгалтер, 1996