Годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию. Расход тепла на отопление

1 Расход тепла на отопление.

1.1 Максимальный расход

Максимальный расход тепла на отопление определим по формуле:

где a-поправочный коэффициент, учитывающий отклонение расчетной наружной температуры от средней расчетной (-30°С), a = 0,9 ;

V-объем здания по наружному обмеру, м3;

qот-тепловая отопительная характеристика здания, Вт/м3к;

Расчетная внутренняя температура здания, °С;

Расчетная температура наружного воздуха для данной местности, для Кемерово =-50°С .

Для АБК получим

Аналогичные расчеты максимального расхода тепла на отопление проводим для всех потребителей и результаты сводим в таблицу 1.

Таблица 1

Рабочая таблица расчета тепла на отопление и вентиляцию при tнар= -50°С

Суммарный максимальный расход на отопление по всем потребителям - определим, просуммировав максимальные расходы тепла для каждого из потребителей (таблица 1).

1.1 Средний расход.

Средний расход тепла на отопление определим по формуле:

где ti - средняя температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий, ti=24 °С ;

tот - средняя температура наружного воздуха за месяц отопительного периода со среднесуточной температурой воздуха от +8°С и менее, для Кемерово tот= -8,2°С ;

to - расчетная температура наружного воздуха для данной местности, для Кемерово tо= -50°С .

В нашем случае средний расход получим исходя из суммарного максимального расхода тепла на отопление,то есть

2. Расход тепла на вентиляцию.

2.1 Максимальный расход.

Максимальный расход тепла на вентиляцию определим по формуле:

где qв-удельный расход теплоты на вентиляцию, равный расходу теплоты на 1м3 вентилируемого помещения при разности 1°С между расчетной температурой воздуха внутри вентилируемого помещения tвр и температурой наружного воздуха tн, Вт/м3*к .

Для АБК получим

Аналогичные расчеты максимального расхода тепла на вентиляцию проводим для всех потребителей и результаты сводим в таблицу 1.

Суммарный максимальный расход на вентиляцию - по всем потребителям определим, просуммировав максимальные расходы тепла для каждого из потребителей (таблица 1).

2.2 Средний расход.

Средний расход тепла на вентиляцию определим по формуле:

Средний расход тепла на вентиляцию получим исходя из суммарного максимального расхода тепла на вентиляцию, то есть

3.Нормы потребления горячей воды

Нормы потребления горячей воды на нужды потребителей принимаются по :

АБК:- санитарная гигиена: 7 л/сут на человека на 6 часов в сутки;

Столовая: - мытьё посуды: 3 л/еденицу за 1час в смену; - санитарная гигиена: 8 л/сут на человека на 3 часа в сутки;

Автобаза: - мойка автомобилей: 75 л/автомобиль на 8 часов в сутки;

vunivere.ru

Удельный расход тепловой энергии на отопление здания: общие понятия

Что это такое - удельный расход тепловой энергии на отопление здания? Можно ли своими руками подсчитать часовой расход тепла на отопление в коттедже? Эту статью мы посвятим терминологии и общим принципам расчета потребности в тепловой энергии.

Основа новых проектов зданий - энергоэффективность.

Терминология

Что это такое - удельный расход тепла на отопление?

Речь идет о количестве тепловой энергии, которую необходимо подвести внутрь здания в пересчете на каждый квадратный или кубический метр для поддержания в нем нормированных параметров, комфортных для работы и проживания.

Обычно проводится предварительный расчет потерь тепла по укрупненным измерителям, то есть исходя из усредненного теплового сопротивления стен, ориентировочной температуры в здании и его общего объема.

Факторы

Что влияет на годовой расход тепла на отопление?

Полезно: на практике при планировании запуска и остановки отопления учитывается прогноз погоды. Длительные оттепели бывают и зимой, а заморозки могут ударить уже в сентябре.

• Средние температуры зимних месяцев. Обычно при проектировании отопительной системы в качестве ориентира берется среднемесячная температура самого холодного месяца - января. Понятно, что чем холоднее на улице - тем больше тепла здание теряет через ограждающие конструкции.

Для каждого региона в проект закладываются свои зимние температуры.

• Степень теплоизоляции здания очень сильно влияет на то, какой будет норма тепловой мощности для него. Утепленный фасад способен снизить потребность в тепле вдвое относительно стены из бетонных плит или кирпича.
• Коэффициент остекления здания. Даже при использовании многокамерных стеклопакетов и энергосберегающего напыления через окна теряется заметно больше тепла, чем через стены. Чем большая часть фасада остеклена - тем больше потребность в тепле.
• Степень освещенности здания. В солнечный день поверхность, сориентированная перпендикулярно солнечным лучам, способна поглощать до киловатта тепла на квадратный метр.

Уточнение: на практике точный расчет количества поглощаемого солнечного тепла будет крайне сложным. Те самые стеклянные фасады, которые в пасмурную погоду теряют тепло, в солнечную послужат обогреву. Ориентация здания, наклон кровли и даже цвет стен - все эти факторы повлияют на способность к поглощению солнечного тепла.

Проект энергоэффективного здания. Дом спланирован так, чтобы использовать максимум солнечного тепла и минимизировать теплопотери через стены.

Расчеты

Теория теорией, но как на практике рассчитываются расходы на отопление загородного дома? Можно ли оценить предполагаемые затраты, не погружаясь в пучину сложных формул теплотехники?

Расход необходимого количества тепловой энергии

Инструкция по подсчету ориентировочного количества необходимого тепла сравнительно проста. Ключевое словосочетание - ориентировочное количество: мы ради упрощения расчетов жертвуем точностью, игнорируя ряд факторов.

• Базовое значение количества тепловой энергии - 40 ватт на кубометр объема коттеджа.
• К базовому значению добавляется 100 ватт на каждое окно и 200 ватт на каждую дверь в наружных стенах.

Энергоаудит с помощью тепловизора на фото наглядно показывает, где потери тепла максимальны.

• Далее полученное значение умножается на коэффициент, который определяется усредненным количеством потерь тепла через внешний контур здания. Для квартир в центре многоквартирного дома берется коэффициент, равный единице: заметны лишь потери через фасад. Три из четырех стен контура квартиры граничат с теплыми помещениями.

Для угловых и торцевых квартир берется коэффициент 1,2 - 1,3 в зависимости от материала стен. Причины очевидны: внешними становятся две или даже три стены.

Наконец, в частном доме улица не только по периметру, но и снизу, и сверху. В этом случае применяется коэффициент 1,5.

Обратите внимание: для квартир крайних этажей в том случае, если подвал и чердак не утеплены, тоже вполне логично использовать коэффициент 1,3 в середине дома и 1,4 - в торце.

• Наконец, полученная тепловая мощность умножается на региональный коэффициент: 0,7 для Анапы или Краснодара, 1,3 для Питера, 1,5 для Хабаровска и 2,0 для Якутии.

В холодной климатической зоне - особые требования к отоплению.

Давайте посчитаем, сколько тепла нужно коттеджу размером 10х10х3 метра в городе Комсомольск-на-Амуре Хабаровского края.

Объем здания равен 10*10*3=300 м3.

Умножение объема на 40 ватт/куб даст 300*40=12000 ватт.

Шесть окон и одна дверь - это еще 6*100+200=800 ватт. 1200+800=12800.

Частный дом. Коэффициент 1,5. 12800*1,5=19200.

Хабаровский край. Умножаем потребность в тепле еще в полтора раза: 19200*1,5=28800. Итого - в пик морозов нам потребуется примерно 30-киловаттный котел.

Расчет затрат на отопление

Проще всего рассчитывается расход электроэнергии на отопление: при использовании электрокотла он в точности равен затратам тепловой мощности. При непрерывном потреблении 30 киловатт в час мы будем тратить 30*4 рубля(примерная текущая цена киловатт-часа электричества)=120 рублей.

К счастью, реальность не столь кошмарна: как показывает практика, усредненная потребность в тепле примерно вдвое меньше расчетной.

• Дрова - 0,4 кг/КВт/ч. Таким образом, ориентировочные нормы расхода дров на отопление будут в нашем случае равными 30/2(номинальную мощность, как мы помним, можно делить пополам)*0,4=6 килограмм в час.
• Расход бурого угля в пересчете на киловатт тепла - 0,2 кг. Нормы расхода угля на отопление вычисляются в нашем случае как 30/2*0,2=3 кг/час.

Бурый уголь - сравнительно недорогой источник тепла.

Заключение

Дополнительную информацию о сметах на отопление и методиках расчетов затрат вы сможете, как обычно, найти в прикрепленном к статье видео. Теплых зим!

Page 2

Любой собственник городской квартиры хотя бы раз удивлялся цифрам в квитанции за отопление. Часто непонятно, по какому принципу для нас начисляется плата за отопление и почему зачастую жильцы соседнего дома платят намного меньше. Однако цифры не берутся из ниоткуда: существует норматив потребления тепловой энергии на отопление, и именно на его основании формируются итоговые суммы с учетом утвержденных тарифов. Как разобраться в этой непростой системе?

Отопление – основа комфорта русской зимой

Откуда берутся нормативы?

Нормативы отопления жилых помещений, а также нормы на потребление какой-либо коммунальной услуги, будь то отопление, водоснабжение и т. д. – величина относительно постоянная. Они принимаются местным уполномоченным органом при участии ресурсоснабжающих организаций и остаются неизменными в течение трех лет.

Новые тарифы ЖКХ

Если говорить более просто, то компания, снабжающая теплом данный регион, подает в местные органы власти документы с обоснованием новых нормативов. В ходе обсуждения они принимаются или отвергаются на заседаниях городского совета. После этого выполняется перерасчет израсходованного тепла, и утверждаются тарифы, по которым будут платить потребители.

Как знать, достаточно ли тепла?

Нормативы потребления тепловой энергии на отопление высчитываются, исходя из климатических условий региона, типа дома, материала стен и крыши, износа коммунальных сетей и других показателей. В итоге получается количество энергии, которую приходится затратить на обогрев 1 квадрата жилой площади в данном здании. Это и есть норматив.

Общепринятой единицей измерения признана Гкал/кв. м – гигакалория на квадратный метр. Основной параметр – средняя температура окружающего воздуха в холодный период. Теоретически это означает, что если зима была теплой, то платить за отопление придется меньше. Однако на практике так обычно не получается.

Тепло на улице, но холодно в квартире

Какой должна быть нормальная температура в квартире?

Нормативы по отоплению квартиры рассчитываются с учетом того, что в жилом помещении должна поддерживаться комфортная температура. Ее примерные значения:

• В жилой комнате оптимальная температура составляет от 20 до 22 градусов;
• Кухня – температура от 19 до 21 градуса;
• Ванная комната - от 24 до 26 градусов;
• Туалет – температура от 19 до 21 градуса;
• Коридор – от 18 до 20 градусов.

Если в зимнее время в вашей квартире температура ниже указанных величин, значит, ваш дом получает меньше тепла, чем предписывают нормы на отопление. Как правило, в таких ситуациях виновны изношенные городские теплосети, когда драгоценная энергия впустую уходит в воздух. Тем не менее, норма отопления в квартире не выполняется, и вы имеете право жаловаться и требовать перерасчета.

Как рассчитывается плата за потребление тепла с учетом нормативов?

Как же рассчитать отопление? До недавнего времени норматив отопления считался главным параметром при расчете платы за полученную тепловую энергию. Формула достаточно проста: жилая отапливаемая площадь умножается на значение норматива и получается то количество тепла, которое нужно потратить на обогрев квартиры. Оно умножается на утвержденный горсоветом тариф и получается итоговая сумма.

В нормативы потребления тепловой энергии для отопления домов частной застройки включается также площадь подсобных помещений, учитывается горячее водоснабжение (если оно есть) и другие параметры. С недавнего времени в квитанции включена еще одна графа: общедомовые нужды. Был утвержден еще один норматив по отоплению лестничных клеток и подъездов, и теперь потребители должны оплачивать и их.

В целях экономии многие начали ставить в квартирах индивидуальные счетчики, контролирующие реально полученное тепло, а не заявленный норматив отопления. Пример установки такого счетчика вы можете видеть на фото.

Индивидуальный прибор учета

В соответствии с этим изменилась и реальная цена коммунальных услуг. Своими руками счетчики ставить нельзя: они должны пройти обязательную пломбировку контролирующими органами.

Важно! Исполнитель, устанавливающий вам приборы учета обязательно должен иметь лицензию на право установки и обслуживания данных изделий.

Как рассчитать свою плату за тепло?

Инструкция по расчету оплаты (гкал на отопление) включает три варианта в зависимости от того, стоят ли счетчики, и есть ли общедомовой прибор учета. Рассмотрим все возможности:

Не установлены счетчики в квартирах, есть общедомовой прибор учета

1. Управляющая компания проверяет показания общедомового прибора. К примеру: 250 гигакалорий. Найдите эту величину в квитанции;
2. Узнайте общую площадь дома с учетом офисов, магазинов и т. д. К примеру, 7000 м;
3. Узнайте тариф на энергию. К примеру, 1400 рублей за 1 Гкал;
4. С учетом площади квартиры рассчитайте вашу индивидуальную плату. Если площадь, к примеру, равна 75 метрам, то получится следующий расчет: 250 х 75. Полученный результат делится на 7 000 х 1 400 – общедомовые расходы. Результат: 3 750 рублей. Это и будет величина, которую вы увидите в своей квитанции.

В доме нет общедомового прибора и нет индивидуальных счетчиков

В этом случае расчет проводится с учетом нормы отопления. К примеру, она равна 0,25 Гкал на квадратный метр. Умножьте ее на площадь отапливаемого помещения и на тариф, принятый в вашем регионе. К этому значению добавляется плата за общедомовую энергию по нормативу, поделенная на всех собственников в полной мере.

В доме есть прибор учета и квартира оборудована счетчиками

Это самый экономичный вариант, так как вы будете вправе платить за настоящее тепло в вашей квартире, а не за абстрактный норматив на отопление. Итоговая цифра – результат сложения расходов тепла в квартире и значения общедомового прибора, разделенного между жильцами.

Часто высказывается мнение, что нормы потребления тепловой энергии на отопление существенно завышены, особенно если учесть, что немалая ее часть расходуется в никуда. Из-за этого все больше людей предпочитают ставить индивидуальные счетчики и тем самым платить только за действительно полученную услугу.

Важно! Следует знать, что существует несколько схем подачи тепла в дом и горячего водоснабжения. Поэтому прежде чем ставить приборы учета необходимо проконсультироваться с независимым экспертом. Если приборы установлены неправильно, то вы будете не экономить, а переплачивать за услуги.

Куда пропадает тепло?

Подведем итоги. Нормы отопления в квартире разработаны для того, чтобы наши дома получали достаточно тепла, и жильцы не испытывали дискомфорта даже в самые суровые холода. Если вы считаете, что они не соответствуют действительности, и нет смысла их оплачивать полностью, вы можете установить счетчик. Практика показывает, что это позволяет значительно сэкономить и избавиться от расходов на несуществующие услуги (смотрите также смету на отопление).

otoplenie-gid.ru

2.1 Расчёт тепловых нагрузок микрорайона

1.1.1.Расчетные максимального расхода теплоты (Вт) на отопление жилых, общественных и административных зданий определяют по укрупненным показателям

= qo∙ V (tвtн.р.),

=1.07∙0.38∙19008(16-(-25))=239588.2

Где qо удельная отопительная характеристика здания при tн.р.= 25С (Вт/мС);

  поправочный коэффициент, учитывающий климатические условия района и применяемый в тех случаях, когда расчетная температура наружного воздуха, отличается от  25С, V объем здания по наружному обмеру, м3; tврасчетная температура воздуха внутри отапливаемого здания, tн.р. расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, С, см. Прилож.2.

Расчет производился для абонента-№1школы. Для всех остальных расчет производился по выше предложенной формуле, результаты занесены в таблицу 2.2.

1.1.2.Средний тепловой поток (Вт) на отопление





Расчет производился для абонента-№1школы. Для всех остальных расчет производился по выше предложенной формуле, результаты занесены в таблицу 2.2.

Где tн.р.ср. расчетная средняя температура наружного воздуха для проектирования отопления, С (приложение 2).

1.2.Определение расхода теплоты на вентиляцию.

1.2.1Максимальный расход теплоты на вентиляцию, Qвmax, Вт

Qвmax= qв  V   (tв  tн.в.)

Qвmax=1,07190080,29(16-(-14))

Где qв удельная характеристика здания для проектирования системы вентиляции.

1.2.2.Средний расход теплоты на вентиляцию, Qвср, Вт

Qвср = Qвmax

Qвср =176945,5 

Расчет производился для абонента-№1школы. Для всех остальных расчет производился по выше предложенной формуле, результаты занесены в таблицу 2.2.

1.3. Определение расхода теплоты на горячее водоснабжение.

1.3.1 Средний расход тепла на горячее водоснабжение промышленных зданий, Qсрг.в.с., Вт

Qг.в.с.ср =

где   норма расхода горячей воды (л/сут) на единицу измерения (СниП 2.04.01.85),

m  количество единиц измерений;

c  теплоемкость воды С = 4187 Дж/кг  С;

tг, tх  температура горячей воды, соответственно подаваемой в систему горячего водоснабжения и холодной воды, С;

h  расчетная длительность подачи тепла на горячее водоснабжение, С/сутки, ч/сутки.

1.3.2 Средний расход теплоты на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий, Qг.в.с., Вт

Расчет производился для абонента-№1школы. Для всех остальных расчет производился по выше предложенной формуле, результаты занесены в таблицу 2.2.

где m  число человек,

  норма расхода воды на г.в.с. при температуре 55 С на одного человека в сутки (СНиП 2.04.0185, приложение3)

в  норма расхода воды на горячее водоснабжение принимаемая 25 л/сутки на 1 человека;

tх температура холодной воды (водопроводной) в отопительный период (при отсутствии данных принимается равной 5С)

с  теплоемкость воды, С = 4,187 кДж/(кгС)

1.3.3.Максимальный расход теплоты на горячее водоснабжение,
,Вт

134332,9

Расчет производился для абонента-№1школы. Для всех остальных расчет производился по выше предложенной формуле, результаты занесены в таблицу 2.2.

Таблица 2.1

1.3.4. Годовые расходы тепла жилыми и общественными зданиями

а) На отопление

б) На вентиляцию

в) На горячее водоснабжение

где nо, nr – соответственно продолжительность отопительного периода и длительность работы системы горячего водоснабжения в сек/год, (час/год).

Обычно nr = 30,2·105 с-год (8400ч/год);

tr – температура горячей воды.

г) Суммарный годовой расход тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение

studfiles.net

Расход тепла на отопление жилых и общественных зданий.

Как правило, y1 и y 2

Расход тепла на вентиляцию.

, (7) где qв – удельный расход теплоты на вентиляцию, то есть расход теплоты на 1 м3 вентилируемого здания по наружному обмеру и на 1 °С разности между усреднённой расчётной температурой воздуха внутри вентилируемого помещения tв.р = tв = tв.п и температурой наружного воздуха:

Когда температура наружного воздуха становится ниже tн.в, расход теплоты на вентиляцию не должен выходить за пределы расчётного расхода. Это достигается сокращением кратности обмена воздуха. Минимальная кратность обмена mmin при наружной температуре tн.о определяется по формуле:

ГОДОВЫЕ РАСХОДЫ ТЕПЛА.

На вертикальной оси откладывается значение суммарной средней часовой нагрузки Qо.ср отопления жилых и общественных зданий при температуре tн.о. При повышении температуры наружного воздуха от tн.о расход тепла на отопление линейно уменьшается от Qо.ср до нуля (при +18 °С), что отображается на графике соответствующей прямой линией влево.

При проектировании принимается, основная нагрузка системы отопления приходится на период с температурами от tн.к = +8 °С (начало и окончание отопительного сезона), поэтому при данной температуре зависимость обрывается.

Эксплуатационные наблюдения показывают, что нельзя оставлять жилые и общественные здания (например, школы, больницы, детские сады и т.п.) без отопления в течение продолжительного времени при наружной температуре ниже +10 ¸ +12 °С (так как это приводит к заметному снижению внутренней температуры в помещении и неблагоприятно отражается на самочувствии людей). Об этом необходимо помнить (поэтому линейное уменьшение отопительной нагрузки в интервале температур от +8°С до +18 °С следует изображать пунктирной линией), но в расчётах не принимать во внимание.

В интервале температур от tн.в до tн.о параллельно горизонтальной оси строится прямая линия, показывающая постоянный (не зависящий от температуры наружного воздуха) максимальный часовой расход тепла на вентиляцию в отопительный период Qв. По мере повышения температуры наружного воздуха от tн.в до +18 °С вентиляционная нагрузка пропорционально разности внутренней и наружной температур уменьшается линейно, сходя на нет, когда температура наружного воздуха становится равной расчётной температуре внутри помещений (+18 °С).

Коэффициент теплофикации.

Большую часть отопительного периода тепловая нагрузка покрывается из теплофикационных отборов турбин, а во время сильных холодов для дополнительной выработки тепла используются пиковые котлы ТЭЦ или районных котельных:

, (27) где – расчётная тепловая нагрузка; – расчётная тепловая нагрузка теплофикационных отборов турбин; – пиковая тепловая нагрузка, покрываемая пиковыми котлами самой ТЭЦ и пиковыми котлами районных котельных:

, (28) где – тепловая нагрузка, покрываемая пиковыми котлами ТЭЦ; – тепловая нагрузка, покрываемая районными котельными.

Долю тепла, отбираемого из турбины, показывает коэффициент теплофикации ТЭЦ:

Если, например, коэффициент теплофикации равен 0,5 , то это означает, что при максимальной тепловой нагрузке ТЭЦ из отборов турбины покрывается 50 % расчётной тепловой нагрузки.

При определении тепловых производительностей основного подогревателя и пикового котла на ТЭЦ коэффициент теплофикации принимается в пределах 0,4¸0,7 [Соколов].

Годовые расходы тепла из отборов турбин и пикового котла определяются по графику годового расхода тепла.

Приложение 1.

Усреднённая расчётная температура внутреннего воздуха отапливаемых помещений (по СНиП № 2.04.05-91. «Отопление, вентиляция, кондиционирование»).

Приложение 2.

Климатологические данные некоторых городов (приняты по СНиП 2.01.01–82 “Строительная климатология и геофизика”).

Примечания:

1 Расчётная температура для отопления принята равной средней температуре наружного воздуха наиболее холодной пятидневки.

2 Расчётная температура для вентиляции принята равной средней температуре наружного воздуха наиболее холодного периода.

3 Продолжительность отопительного периода принята равной продолжительности периода со средней суточной температурой наружного воздуха равной +8 °С и ниже.

Приложение 3.

Приложение 4.

Укрупнённые показатели максимального теплового потока на отопление жилых зданий qо, Вт/м2 (по СНиП 2.04.07-86* «Тепловые сети»).

Приложение 5.

Укрупнённые показатели среднего теплового потока на горячее водоснабжение, Вт/чел (по СНиП 2.04.07-86* “Тепловые сети”).

Расход тепла на отопление жилых и общественных зданий.

Основная задача отопления заключается в поддержании внутренней температуры помещений на заданном уровне. Для этого необходимо сохранение теплового равновесия здания, то есть равновесия между притоком тепла и тепловыми потерями здания, Вт:

, (1) где Qо – подвод теплоты в здание через систему отопления; Qтв – внутренние тепловыделения; Q – тепловые потери здания:

, (2) где Q т – теплопотери теплопередачей через наружные ограждения; Q и – теплопотери инфильтрацией из-за поступления в помещение холодного воздуха через неплотности наружных ограждений.

Ориентировочные значения теплопотерь здания, Вт, определяют по формуле:

, (3) где а – поправочный коэффициент для жилых и общественных зданий, определяемый по формуле:

; (4) х – удельная тепловая характеристика здания (удельные теплопотери здания), Вт/(м3×К); V – наружный (то есть по наружному обмеру) объём здания (или его отапливаемой части), м 3; tн – наружная темература, °С; tв – усреднённая температура внутреннего воздуха отапливаемых помещений, °С.

Для определения расчётного расхода теплоты на отопление в формуле (3) следует принимать tв = tв.р, где tв.р – усреднённая расчётная температура внутреннего воздуха отапливаемых помещений, значение которой для некоторых помещений приведено в приложении 1.

Удельная тепловая характеристика здания любого назначения может быть определена по формуле, предложенной Н.С.Ермолаевым:

где Р – периметр здания в плане, м; S – площадь здания в плане, м2; h – высота здания, м; rо– коэффициент остекления, то есть отношение площади остекления к площади вертикальных наружных ограждений (то есть отношение площади окон к площади стен); – коэффициенты теплопередачи соответственно стен, окон, потолка верхнего этажа, пола нижнего этажа, Вт/(м2×К); y1 и y 2 – поправочные коэффициенты на расчётный перепад температур для верхнего и нижнего горизонтальных ограждений здания.

Как правило, y1 и y 2

Как видно из формулы (3), максимальные теплопотери соответствуют минимальному значению tн, то есть наинизшей наружной температуре. Возникает вопрос, по какой наружной температуре следует определять расчётный расход тепла на отопление. Если этот расход определять по минимальной наружной температуре, когда-либо наблюдавшейся в данной местности, то получатся чрезмерно завышенные мощности тепловых установок, так как минимальная наружная температура имеет, как правило, весьма кратковременный характер.

Поэтому при определении расхода теплоты на отопление исходят не из минимального значения наружной температуры, а из другого, более высокого, так называемого расчётного значения наружной температуры для отопления tн.о, равной средней температуре наиболее холодных пятидневок, взятых из восьми наиболее холодных зим за 50-летний период.

Климатологические данные для проектируемого города в зависимости от района строительства принимаются по СНиП 2.01.01-82 “Строительная климатология и геофизика”. Климатологические данные для некоторых городов приведены в приложении 2.

Расход тепла на вентиляцию.

Расход теплоты на вентиляцию жилых зданий (не имеющих, как правило, специальной приточной системы) относительно невелик. Он обычно не превышает 5¸10 % расхода теплоты на отопление и учитывается в значении удельной теплопотери здания.

Расход теплоты на вентиляцию коммунальных предприятий, а также общественных зданий и культурных учреждений составляет значительную долю суммарного теплопотребления объекта.

Расход теплоты на вентиляцию принимают по проектам местных систем вентиляции или по типовым проектам зданий, а для действующих установок – по эксплуатационным данным.

Ориентировочный расчёт расхода теплоты на вентиляцию Qв, Дж/с или ккал\ч, можно проводить по формуле:

, (6) где m – кратность обмена воздуха, 1/с или 1/ч; Vв – вентилируемый объём здания, м3 ; св – объёмная теплоёмкость воздуха, равная 1260 Дж/(м3×К) = 0,3 ккал/(м3×°С) ; tв.п – температура нагретого воздуха, подаваемого в помещение, °С; tн – температура наружного воздуха, °С.

Для снижения расчётного расхода теплоты на вентиляцию минимальная наружная температура, по которой производится расчёт вентиляционных установок tн.в принимается, как правило, выше расчётной температуры для отопления tн.о. По действующим нормам расчётная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции определяется как средняя температура наиболее холодного периода, составляющего 15 % продолжительности всего отопительного периода. Исключением являются промышленные цехи с большим выделением вредных веществ, для которых принимают tн.в = tн.о. Значения tн.в для некоторых городов приведены в приложении 2.

Для удобства формула (6) приведена к виду:

, (7) где qв – удельный расход теплоты на вентиляцию, то есть расход теплоты на 1 м3 вентилируемого здания по наружному обмеру и на 1 °С разности между усреднённой расчётной температурой воздуха внутри вентилируемого помещения tв.р = tв = tв.п и температурой наружного воздуха.

q 0р = d 0р (i 1 – i" отб) = 3,12*(3302 - 439,4) = 8938 кДж/(кВт ч).

Термический к. п. д. регенеративного цикла по формуле (17)

При отсутствии регенеративного подогрева термический к. п. д.

Удельный расход пара и теплоты при отсутствии регенерации соответственно составит

кг/(кВт*ч).

q 0 = d 0 (i 1 - i’ 2) = 2,98*(3302 - 121,4) = 9452 кДж/(кВт ч).

Легко видеть, что удельный расход пара без регенерации меньше, чем при регенеративном подогреве. Однако эта величина не характеризует экономичности процесса. Показателем последней является или термический к. п. д., или удельный расход теплоты, который при наличии регенерации всегда меньше удельного расхода теплоты, чем при конденсационном режиме без регенерации.

Улучшение термического к. п. д. вследствие регенерации составит

26. Турбина мощностью 24 МВт работает при параметрах пара: р 1 = 2,6 МПа; t 1 = 420° С, р 2 = 0,004 МПа. Для подогрева питательной воды из турбины отбирается пар при р 0 = 0,12 МПа.

Определить термический к. п. д. и удельный расход пара. Определить также улучшение термического к. п. д. в сравнении с такой же установкой, но работающей без регенеративного подогрева.

Отв. η t р = 0,38; d 0р = 3,32 кг/(кВт ч); η t = 0,361; 100 = 5,26%.

Рис. 22.

27. Из паровой турбины мощностью N = 25 000 кВт, работающей при р 1 = 9 МПа, t 1 = 480° С, р 2 = = 0.004 МПа, производится два отбора: один при р отб1 = 1 МПа и другой при р отб2 = 0,12 МПа (рис. 22).

Определить термический к. п. д. установки, улучшение термического к. п. д. по сравнению с циклом Ренкина и часовой расход пара через каждый отбор.

По диаграмме is (рис. 23) и по таблицам находим: i 1 = 3334 кДж/кг, i отб1 = = 2772 кДж/кг; i отб2 = 2416 кДж/кг; i 2 = 1980 кДж/кг; i ’ отб1 = 762,7 кДж/кг; i’ отб2 = =439,4 кДж/кг; i" = 121,4 кДж/кг

Определяем расход пара на подогрев питательной воды. Для этого находим α 1 и α 2 по формулам (18) и (19):

,

Полезная работа 1 кг пара по формуле (20)

l оп = i 1 - i 2 - α 1 (i отб 1 - i 2) - α 2 (i отб 2 - i 2);

l оп = 3334 – 1980 - 0,138*(2772 - 1980) - 0,119*(2416 - 1980) = 1192,8 кДж/кг.

Следовательно, удельный расход пара

кг/(кВт*ч)

а полный часовой расход пара на турбину

D 0 = N * d 0 = 25 000*3,02 = 75 500 кг/ч.

Из этого количества расходуется на первый отбор

D отб 1 = Do*α 1 = 75 500*0,138 = 10 420 кг/ч;

на второй отбор

D отб2 = D 0 *α 2 = 75 500*0,119 = 8985 кг/ч

и поступает в конденсатор

D K = D отб1 - D отб2 = 75 500 - 10 420 - 8985 = 56 095 кг/ч.

Термический к.п.д. регенеративного цикла по формуле (21)

Термический к. п. д. цикла Ренкина при тех же начальных и конечных параметрах

Улучшение, термического к. п. д. регенеративного цикла по сравнению с циклом без регенерации составляет

28 . Турбогенератор работает при параметрах пара р 1 = 9 МПа, t 1 = 535 0 С и p 2 = = 0,0035 МПа. Для подогрева питательной воды имеются два отбора: один при р отб1 = = 0,7 МПа и другой при р отб2 = 0,12 МПа.

Определить термический к. п. д. регенеративного цикла и сравнить его с циклом без регенерации.

Отв. η t р = 0,471; η t = 0,432; 100 = 9,03%.

29 . Паро-ртутная турбина мощностью 10 000 кВт работает при следующих параметрах; р Нg1 = 0,8 МПа; пар-сухой насыщенный; р Hg 2 = 0,01 МПа. Получающийся в конденсаторе-испарителе ртутной турбины сухой насыщенный водяной пар поступает в пароперегреватель, где его температура повышается до 450°С, и затем направляется в пароводяную турбину, работающую при конечном давлении р 2 = 0,004 МПа.

Определить термический к. п. д. бинарного цикла, термический к. п. д. пароводяной турбины, улучшение к. п. д. от применения бинарного цикла, а также мощность пароводяной турбины.

По диаграмме is ртутного пара и таблице ртутного насыщенного пара находим:

i Hg 1 = 360,5 кДж/кг; i Hg2 = 259,5 кДж/кг.

Полезная работа 1 кг ртутного пара

i 0 Hg = 360,5 - 259,5 = 101 кДж/кг.

Удельный расход ртутного пара в турбине

кг/(кВт*ч).

Полный расход ртутного пара на турбине составит

D 0 = N 0 Hg = 10 000*35,7 = 357 000 кг/ч.

Из таблицы ртутного пара видно, что температура насыщения при p Hg 2 = 0,01 МПа составляет t Hg н = 249,6С. Принимаем температуру насыщенного водяного пара такой же; это определяет давление водяного пара:

р 1 = 4 МПа (t Н2ОН = 250,33° С).

Вода поступает в ртутный конденсатор с температурой насыщения при давлении в конденсаторе р 2 = =0,004 МПа. Ее энтальпия при этом i Н2О2 = 121,4 кДж/кг. Энтальпия водяного пара i’ Н2О2 = 2801 кДж/кг. Таким образом, каждый килограмм воды в конденсаторе получает

∆i = I ’’ Н2О1 – i’ Н2О2 = 2801 - 121,4 = 2679,6 кДж/кг.

Количество воды, которое может быть пропущено через ртутный конденсатор, определяется из уравнения

D 0Hg (i Hg2 – i’ Hg2 ) = D 0H2O *∆i

Подставляя в это уравнение соответствующие значения, получаем

кг/ч.

Таким образом, на 1 кг водяного пара приходится ртутного пара

кг.

Для пароводяной турбины, пользуясь диаграммой is и таблицами водяного пара, получаем

i 1 = 3329 кДж/кг; i 2 = 2093 кДж/кг; i" 2 = 121,4 кДж/кг.

Полезная работа 1 кг водяного пара

i он2О = 3329 - 2093 = 1235 кДж/кг.

Полезная работа 11,9 кг ртутного пара

i 0 Hg = 11,9l 0 Hg = 11,9*101 = 1202 кДж.

Полезная работа обоих рабочих тел в цикле на 1 кг водяного пара

l 0 =l 0 H 2 O +l 0 Hg = 1235 + 1202 = 2437 кДж/кг.

Подведенная теплота на цикл:

для подогрева и испарения 11,9 кг ртути

11,9*(360,5 - 34,5) = 3879 кДж;

для перегрева водяного пара

3329 - 2801 = 528 кДж.

Всего подведенной теплоты на цикл

3879 + 528 = 4407 кДж.

Термический к. п. д. бинарного цикла

.

Термический к. п. д. цикла Реикнна для водяного пара

Улучшение термического к. п. д. от введения добавочного ртутного цикла

Мощность пароводяной турбины

Суммарная мощность установки

N = N Hg + N н2 O = 10 000 +12 260 = 22 260 кВт.

30 . Пароводяная установка мощностью 5000 кВт работает по циклу Ренкина. Начальные параметры: р 1 = 3 МПа и t 1 = 450° С. Давление в конденсаторе р 2 = 0,004 МПа.

Определить к. п. д. цикла, если к нему присоединить ртутный цикл, высший температурный предел которого будет таким же, как и у цикла с водяным паром.

Отв. η t б = 53,8%; η t Н2О = 37,8%; 100=42,3%.

Что это такое — удельный расход тепловой энергии на отопление здания? Можно ли своими руками подсчитать часовой расход тепла на отопление в коттедже? Эту статью мы посвятим терминологии и общим принципам расчета потребности в тепловой энергии.

Основа новых проектов зданий — энергоэффективность.

Терминология

Что это такое — удельный расход тепла на отопление?

Речь идет о количестве тепловой энергии, которую необходимо подвести внутрь здания в пересчете на каждый квадратный или кубический метр для поддержания в нем нормированных параметров, комфортных для работы и проживания.

Обычно проводится предварительный расчет потерь тепла по укрупненным измерителям, то есть исходя из усредненного теплового сопротивления стен, ориентировочной температуры в здании и его общего объема.

Факторы

Что влияет на годовой расход тепла на отопление?

• Продолжительность отопительного сезона (). Она, в свою очередь, определяется датами, когда среднесуточная температура на улице за последнюю пятидневку опустится ниже (и поднимется выше) 8 градусов по шкале Цельсия.

Полезно: на практике при планировании запуска и остановки отопления учитывается прогноз погоды. Длительные оттепели бывают и зимой, а заморозки могут ударить уже в сентябре.

• Средние температуры зимних месяцев. Обычно при проектировании отопительной системы в качестве ориентира берется среднемесячная температура самого холодного месяца — января. Понятно, что чем холоднее на улице — тем больше тепла здание теряет через ограждающие конструкции.

• Степень теплоизоляции здания очень сильно влияет на то, какой будет норма тепловой мощности для него. Утепленный фасад способен снизить потребность в тепле вдвое относительно стены из бетонных плит или кирпича.
• Коэффициент остекления здания. Даже при использовании многокамерных стеклопакетов и энергосберегающего напыления через окна теряется заметно больше тепла, чем через стены. Чем большая часть фасада остеклена — тем больше потребность в тепле.
• Степень освещенности здания. В солнечный день поверхность, сориентированная перпендикулярно солнечным лучам, способна поглощать до киловатта тепла на квадратный метр.

Уточнение: на практике точный расчет количества поглощаемого солнечного тепла будет крайне сложным. Те самые стеклянные фасады, которые в пасмурную погоду теряют тепло, в солнечную послужат обогреву. Ориентация здания, наклон кровли и даже цвет стен — все эти факторы повлияют на способность к поглощению солнечного тепла.

Расчеты

Теория теорией, но как на практике рассчитываются расходы на отопление загородного дома? Можно ли оценить предполагаемые затраты, не погружаясь в пучину сложных формул теплотехники?

Расход необходимого количества тепловой энергии

Инструкция по подсчету ориентировочного количества необходимого тепла сравнительно проста. Ключевое словосочетание — ориентировочное количество: мы ради упрощения расчетов жертвуем точностью, игнорируя ряд факторов.

• Базовое значение количества тепловой энергии — 40 ватт на кубометр объема коттеджа.
• К базовому значению добавляется 100 ватт на каждое окно и 200 ватт на каждую дверь в наружных стенах.

• Далее полученное значение умножается на коэффициент, который определяется усредненным количеством потерь тепла через внешний контур здания. Для квартир в центре многоквартирного дома берется коэффициент, равный единице: заметны лишь потери через фасад. Три из четырех стен контура квартиры граничат с теплыми помещениями.

Для угловых и торцевых квартир берется коэффициент 1,2 — 1,3 в зависимости от материала стен. Причины очевидны: внешними становятся две или даже три стены.

Наконец, в частном доме улица не только по периметру, но и снизу, и сверху. В этом случае применяется коэффициент 1,5.

Обратите внимание: для квартир крайних этажей в том случае, если подвал и чердак не утеплены, тоже вполне логично использовать коэффициент 1,3 в середине дома и 1,4 — в торце.

• Наконец, полученная тепловая мощность умножается на региональный коэффициент: 0,7 для Анапы или Краснодара, 1,3 для Питера, 1,5 для Хабаровска и 2,0 для Якутии.

В холодной климатической зоне — особые требования к отоплению.

Давайте посчитаем, сколько тепла нужно коттеджу размером 10х10х3 метра в городе Комсомольск-на-Амуре Хабаровского края.

Объем здания равен 10*10*3=300 м3.

Умножение объема на 40 ватт/куб даст 300*40=12000 ватт.

Шесть окон и одна дверь — это еще 6*100+200=800 ватт. 1200+800=12800.

Частный дом. Коэффициент 1,5. 12800*1,5=19200.

Хабаровский край. Умножаем потребность в тепле еще в полтора раза: 19200*1,5=28800. Итого — в пик морозов нам потребуется примерно 30-киловаттный котел.

Расчет затрат на отопление

Проще всего рассчитывается расход электроэнергии на отопление: при использовании электрокотла он в точности равен затратам тепловой мощности. При непрерывном потреблении 30 киловатт в час мы будем тратить 30*4 рубля(примерная текущая цена киловатт-часа электричества)=120 рублей.

К счастью, реальность не столь кошмарна: как показывает практика, усредненная потребность в тепле примерно вдвое меньше расчетной.

• Дрова — 0,4 кг/КВт/ч. Таким образом, ориентировочные нормы расхода дров на отопление будут в нашем случае равными 30/2(номинальную мощность, как мы помним, можно делить пополам)*0,4=6 килограмм в час.
• Расход бурого угля в пересчете на киловатт тепла — 0,2 кг. Нормы расхода угля на отопление вычисляются в нашем случае как 30/2*0,2=3 кг/час.

Бурый уголь — сравнительно недорогой источник тепла.

• Для дров — 3 рубля (стоимость килограмма)*720(часов в месяце)*6(ежечасный расход)=12960 рублей.
• Для угля — 2 рубля*720*3=4320 рублей (читайте и другие ).

Заключение

Дополнительную информацию о и методиках расчетов затрат вы сможете, как обычно, найти в прикрепленном к статье видео. Теплых зим!

Создавать систему отопления в собственном доме или даже в городской квартире – чрезвычайно ответственное занятие. Будет совершенно неразумным при этом приобретать котельное оборудование, как говорится, «на глазок», то есть без учета всех особенностей жилья. В этом вполне не исключено попадание в две крайности: или мощности котла будет недостаточно – оборудование станет работать «на полную катушку», без пауз, но так и не давать ожидаемого результата, либо, наоборот, будет приобретен излишне дорогой прибор, возможности которого останутся совершенно невостребованными.

Но и это еще не все. Мало правильно приобрести необходимый котел отопления – очень важно оптимально подобрать и грамотно расположить по помещениям приборы теплообмена – радиаторы, конвекторы или «теплые полы». И опять, полагаться только лишь на свою интуицию или «добрые советы» соседей – не самый разумный вариант. Одним словом, без определенных расчетов – не обойтись.

Конечно, в идеале, подобные теплотехнические вычисления должны проводить соответствующие специалисты, но это часто стоит немалых денег. А неужели неинтересно попытаться выполнить это самостоятельно? В настоящей публикации будет подробно показано, как выполняется расчет отопления по площади помещения, с учетом многих важных нюансов. По аналогии можно будет выполнить , встроенный в эту страницу, поможет выполнить необходимые вычисления. Методику нельзя назвать совершенно «безгрешной», однако, она все же позволяет получить результат с вполне приемлемой степенью точности.

Простейшие приемы расчета

Для того чтобы система отопления создавала в холодное время года комфортные условия проживания, она должна справляться с двумя основными задачами. Эти функции тесно связаны между собой, и разделение их – весьма условно.

• Первое – это поддержание оптимального уровня температуры воздуха во всем объеме отапливаемого помещения. Безусловно, по высоте уровень температуры может несколько изменяться, но этот перепад не должен быть значительным. Вполне комфортными условиями считается усредненный показатель в +20 °С – именно такая температура, как правило, принимается за исходную в теплотехнических расчетах.

Иными словами, система отопления должна быть способной прогреть определенный объем воздуха.

Если уж подходить с полной точностью, то для отдельных помещений в жилых домах установлены стандарты необходимого микроклимата – они определены ГОСТ 30494-96. Выдержка из этого документа – в размещенной ниже таблице:

• Второе – компенсирование потерь тепла через элементы конструкции здания.

Самый главный «противник» системы отопления — это теплопотери через строительные конструкции

Увы, теплопотери – это самый серьезный «соперник» любой системы отопления. Их можно свести к определенному минимуму, но даже при самой качественной термоизоляции полностью избавиться от них пока не получается. Утечки тепловой энергии идут по всем направлениям – примерное распределение их показано в таблице:

Естественно, чтобы справиться с такими задачами, система отопления должна обладать определенной тепловой мощностью, причем этот потенциал не только должен соответствовать общим потребностям здания (квартиры), но и быть правильно распределенным по помещениям, в соответствии с их площадью и целым рядом других важных факторов.

Обычно расчет и ведется в направлении «от малого к большому». Проще говоря, просчитывается потребное количество тепловой энергии для каждого отапливаемого помещения, полученные значения суммируются, добавляется примерно 10% запаса (чтобы оборудование не работало на пределе своих возможностей) – и результат покажет, какой мощности необходим котел отопления. А значения по каждой комнате станут отправной точкой для подсчета необходимого количества радиаторов.

Самый упрощённый и наиболее часто применяемый в непрофессиональной среде метод – принять норму 100 Вт тепловой энергии на каждый квадратный метр площади:

Самый примитивный способ подсчета — соотношение 100 Вт/м²

Q = S × 100

Q – необходимая тепловая мощность для помещения;

S – площадь помещения (м²);

100 — удельная мощность на единицу площади (Вт/м²).

Например, комната 3.2 × 5,5 м

S = 3,2 × 5,5 = 17,6 м²

Q = 17,6 × 100 = 1760 Вт ≈ 1,8 кВт

Способ, очевидно, очень простой, но весьма несовершенный. Стоит сразу оговориться, что он условно применим только при стандартной высоте потолков – примерно 2.7 м (допустимо – в диапазоне от 2.5 до 3.0 м). С этой точки зрения, более точным станет расчет не от площади, а от объема помещения.

Понятно, что в этом случае значение удельной мощности рассчитано на кубический метр. Его принимают равным 41 Вт/м³ для железобетонного панельного дома, или 34 Вт/м³ — в кирпичном или выполненном из других материалов.

Q = S × h × 41 (или 34)

h – высота потолков (м);

41 или 34 – удельная мощность на единицу объема (Вт/м³).

Например, та же комната, в панельном доме, с высотой потолков в 3.2 м:

Q = 17,6 × 3,2 × 41 = 2309 Вт ≈ 2,3 кВт

Результат получается более точным, так как уже учитывает не только все линейные размеры помещения, но даже, в определенной степени, и особенности стен.

Но все же до настоящей точности он еще далек – многие нюансы оказываются «за скобками». Как выполнить более приближенные к реальным условиям расчеты – в следующем разделе публикации.

Возможно, вас заинтересует информация о том, что собой представляют

Проведение расчетов необходимой тепловой мощности с учетом особенностей помещений

Рассмотренные выше алгоритмы расчетов бывают полезны для первоначальной «прикидки», но вот полагаться на них полностью все же следует с очень большой осторожностью. Даже человеку, который ничего не понимает в строительной теплотехнике, наверняка могут показаться сомнительными указанные усредненные значения – не могут же они быть равными, скажем, для Краснодарского края и для Архангельской области. Кроме того, комната - комнате рознь: одна расположена на углу дома, то есть имеет две внешних стенки, а другая с трех сторон защищена от теплопотерь другими помещениями. Кроме того, в комнате может быть одно или несколько окон, как маленьких, так и весьма габаритных, порой – даже панорамного типа. Да и сами окна могут отличаться материалом изготовления и другими особенностями конструкции. И это далеко не полный перечень – просто такие особенности видны даже «невооруженным глазом».

Одним словом, нюансов, влияющих на теплопотери каждого конкретного помещения – достаточно много, и лучше не полениться, а провести более тщательный расчет. Поверьте, по предлагаемой в статье методике это будет сделать не так сложно.

Общие принципы и формула расчета

В основу расчетов будет положено все то же соотношение: 100 Вт на 1 квадратный метр. Но вот только сама формула «обрастает» немалым количеством разнообразных поправочных коэффициентов.

Q = (S × 100) × a × b× c × d × e × f × g × h × i × j × k × l × m

Латинские буквы, обозначающие коэффициенты, взяты совершенно произвольно, в алфавитном порядке, и не имеют отношения к каким-либо стандартно принятым в физике величинам. О значении каждого коэффициента будет рассказано отдельно.

• «а» - коэффициент, учитывающий количество внешних стен в конкретной комнате.

Очевидно, что чем больше в помещении внешних стен, тем больше площадь, через которую происходит тепловые потери. Кроме того, наличие двух и более внешних стен означает еще и углы – чрезвычайно уязвимые места с точки зрения образования «мостиков холода». Коэффициент «а» внесет поправку на эту специфическую особенность комнаты.

Коэффициент принимают равным:

— внешних стен нет (внутреннее помещение): а = 0,8 ;

— внешняя стена одна : а = 1,0 ;

— внешних стен две : а = 1,2 ;

— внешних стен три: а = 1,4 .

• «b» - коэффициент, учитывающий расположение внешних стен помещения относительно сторон света.

Возможно, вас заинтересует информация о том, какие бывают

Даже в самые холодные зимние дни солнечная энергия все же оказывает влияние на температурный баланс в здании. Вполне естественно, что та сторона дома, которая обращена на юг, получает определенный нагрев от солнечных лучей, и теплопотери через нее ниже.

А вот стены и окна, обращённые на север, Солнца «не видят» никогда. Восточная часть дома, хотя и «прихватывает» утренние солнечные лучи, какого-либо действенного нагрева от них все же не получает.

Исходя из этого, вводим коэффициент «b»:

— внешние стены комнаты смотрят на Север или Восток : b = 1,1 ;

— внешние стены помещения ориентированы на Юг или Запад : b = 1,0 .

• «с» - коэффициент, учитывающий расположение помещения относительно зимней «розы ветров»

Возможно, эта поправка не столь обязательна для домов, расположенных на защищенных от ветров участках. Но иногда преобладающие зимние ветры способны внести свои «жесткие коррективы» в тепловой баланс здания. Естественно, что наветренная сторона, то есть «подставленная» ветру, будет терять значительно больше тела, по сравнению с подветренной, противоположной.

По результатам многолетних метеонаблюдений в любом регионе составляется так называемая «роза ветров» - графическая схема, показывающая преобладающие направления ветра в зимнее и летнее время года. Эту информацию можно получить в местной гидрометеослужбе. Впрочем, многие жители и сами, без метеорологов, прекрасно знают, откуда преимущественно дуют ветра зимой, и с какой стороны дома обычно наметает наиболее глубокие сугробы.

Если есть желание провести расчеты с более высокой точностью, то можно включить в формулу и поправочный коэффициент «с», приняв его равным:

— наветренная сторона дома: с = 1,2 ;

— подветренные стены дома: с = 1,0 ;

— стена, расположенные параллельно направлению ветра: с = 1,1 .

• «d» - поправочный коэффициент, учитывающий особенности климатических условий региона постройки дома

Естественно, количество теплопотерь через все строительные конструкции здания будет очень сильно зависеть от уровня зимних температур. Вполне понятно, что в течение зимы показатели термометра «пляшут» в определенном диапазоне, но для каждого региона имеется усредненный показатель самых низких температур, свойственных наиболее холодной пятидневке года (обычно это свойственно январю). Для примера – ниже размещена карта-схема территории России, на которой цветами показаны примерные значения.

Обычно это значение несложно уточнить в региональной метеослужбе, но можно, в принципе, ориентироваться и на свои собственные наблюдения.

Итак, коэффициент «d», учитывающий особенности климата региона, для наших расчетом в принимаем равным:

— от – 35 °С и ниже: d = 1,5 ;

— от – 30 °С до – 34 °С: d = 1,3 ;

— от – 25 °С до – 29 °С: d = 1,2 ;

— от – 20 °С до – 24 °С: d = 1,1 ;

— от – 15 °С до – 19 °С: d = 1,0 ;

— от – 10 °С до – 14 °С: d = 0,9 ;

— не холоднее – 10 °С: d = 0,7 .

• «е» - коэффициент, учитывающий степень утепленности внешних стен.

Суммарное значение тепловых потерь здания напрямую связано со степенью утепленности всех строительных конструкций. Одним из «лидеров» по теплопотерям являются стены. Стало быть, значение тепловой мощности, необходимое для поддержания комфортных условий проживания в помещении, находится в зависимости от качества их термоизоляции.

Значение коэффициента для наших расчетов можно принять следующее:

— внешние стены не имеют утепления: е = 1,27 ;

— средняя степень утепления – стены в два кирпича или предусмотрена их поверхностная термоизоляция другими утеплителями: е = 1,0 ;

— утепление проведено качественно, на основании проведенных теплотехнических расчетов: е = 0,85 .

Ниже по ходу настоящей публикации будут даны рекомендации о том, как можно определить степень утепленности стен и иных конструкций здания.

• коэффициент «f» - поправка на высоту потолков

Потолки, особенно в частных домах, могут иметь различную высоту. Стало быть, и тепловая мощность на прогрев того или иного помещения одинаковой площади будет различаться еще и по этому параметру.

Не будет большой ошибкой принять следующие значения поправочного коэффициента «f»:

— высота потолков до 2.7 м: f = 1,0 ;

— высота потоков от 2,8 до 3,0 м: f = 1,05 ;

— высота потолков от 3,1 до 3,5 м: f = 1,1 ;

— высота потолков от 3,6 до 4,0 м: f = 1,15 ;

— высота потолков более 4,1 м: f = 1,2 .

• « g» - коэффициент, учитывающий тип пола или помещение, расположенное под перекрытием.

Как было показано выше, пол является одним из существенных источников теплопотерь. Значит, необходимо внести некоторые корректировки в расчет и на эту особенность конкретного помещения. Поправочный коэффициент «g» можно принять равным:

— холодный пол по грунту или над неотапливаемым помещением (например, подвальным или цокольным): g = 1,4 ;

— утепленный пол по грунту или над неотапливаемым помещением: g = 1,2 ;

— снизу расположено отапливаемое помещение: g = 1,0 .

• « h» - коэффициент, учитывающий тип помещения, расположенного сверху.

Нагретый системой отопления воздух всегда поднимается вверх, и если потолок в помещении холодный, то неизбежны повышенные теплопотери, которые потребуют увеличения необходимой тепловой мощности. Введём коэффициент «h», учитывающий и эту особенность рассчитываемого помещения:

— сверху расположен «холодный» чердак: h = 1,0 ;

— сверху расположен утепленный чердак или иное утепленное помещение: h = 0,9 ;

— сверху расположено любое отапливаемое помещение: h = 0,8 .

• « i» - коэффициент, учитывающий особенности конструкции окон

Окна – один из «магистральных маршрутов» течек тепла. Естественно, многое в этом вопросе зависит от качества самой оконной конструкции. Старые деревянные рамы, которые раньше повсеместно устанавливались во всех домах, по степени своей термоизоляции существенно уступают современным многокамерным системам со стеклопакетами.

Без слов понятно, что термоизоляционные качества этих окон — существенно различаются

Но и между ПВЗХ-окнами нет полного единообразия. Например, двухкамерный стеклопакет (с тремя стеклами) будет намного более «теплым» чем однокамерный.

Значит, необходимо ввести определенный коэффициент «i», учитывающий тип установленных в комнате окон:

— стандартные деревянные окна с обычным двойным остеклением: i = 1,27 ;

— современные оконные системы с однокамерным стеклопакетом: i = 1,0 ;

— современные оконные системы с двухкамерным или трехкамерным стеклопакетом, в том числе и с аргоновым заполнением: i = 0,85 .

• « j» - поправочный коэффициент на общую площадь остекления помещения

Какими бы качественными окна ни были, полностью избежать теплопотерь через них все равно не удастся. Но вполне понятно, что никак нельзя сравнивать маленькое окошко с панорамным остеклением чуть ли ни на всю стену.

Потребуется для начала найти соотношение площадей всех окон в комнате и самого помещения:

х = ∑ S ок / S п

∑ S ок – суммарная площадь окон в помещении;

S п – площадь помещения.

В зависимости от полученного значения и определяется поправочный коэффициент «j»:

— х = 0 ÷ 0,1 → j = 0,8 ;

— х = 0,11 ÷ 0,2 → j = 0,9 ;

— х = 0,21 ÷ 0,3 → j = 1,0 ;

— х = 0,31 ÷ 0,4 → j = 1,1 ;

— х = 0,41 ÷ 0,5 → j = 1,2 ;

• « k» - коэффициент, дающий поправку на наличие входной двери

Дверь на улицу или на неотапливаемый балкон — это всегда дополнительная «лазейка» для холода

Дверь на улицу или на открытый балкон способна внести свои коррективы в тепловой баланс помещения – каждое ее открытие сопровождается проникновением в помещение немалого объема холодного воздуха. Поэтому имеет смысл учесть и ее наличие – для этого введем коэффициент «k», который примем равным:

— двери нет: k = 1,0 ;

— одна дверь на улицу или на балкон: k = 1,3 ;

— две двери на улицу или на балкон: k = 1,7 .

• « l» - возможные поправки на схему подключения радиаторов отопления

Возможно, кому-то это покажется несущественной мелочью, но все же – почему бы сразу не учесть планируемую схему подключения радиаторов отопления. Дело в том, что их теплоотдача, а значит, и участие в поддержании определенного температурного баланса в помещении, достаточно заметно меняется при разных типах врезки труб подачи и «обратки».

Иллюстрация	Тип врезки радиатора	Значение коэффициента «l»
	Подключение по диагонали: подача сверху, «обратка» снизу	l = 1.0
	Подключение с одной стороны: подача сверху, «обратка» снизу	l = 1.03
	Двухстороннее подключение: и подача, и «обратка» снизу	l = 1.13
	Подключение по диагонали: подача снизу, «обратка» сверху	l = 1.25
	Подключение с одной стороны: подача снизу, «обратка» сверху	l = 1.28
	Одностороннее подключение, и подача, и «обратка» снизу	l = 1.28

• « m» - поправочный коэффициент на особенности места установки радиаторов отопления

И, наконец, последний коэффициент, который также связан с особенностями подключения радиаторов отопления. Наверное, понятно, что если батарея установлена открыто, ничем не загораживается сверху и с фасадной части, то она будет давать максимальную теплоотдачу. Однако, такая установка возможна далеко не всегда – чаще радиаторы частично скрываются подоконниками. Возможны и другие варианты. Кроме того, некоторые хозяева, стараясь вписать приоры отопления в создаваемый интерьерный ансамбль, скрывают их полностью или частично декоративными экранами – это тоже существенно отражается на тепловой отдаче.

Если есть определенные «наметки», как и где будут монтироваться радиаторы, это также можно учесть при проведении расчетов, введя специальный коэффициент «m»:

Итак, с формулой расчета ясность есть. Наверняка, кто-то из читателей сразу возьмется за голову – мол, слишком сложно и громоздко. Однако, если к делу подойти системно, упорядочено, то никакой сложности нет и в помине.

У любого хорошего хозяина жилья обязательно есть подробный графический план своих «владений» с проставленными размерами, и обычно – сориентированный по сторонам света. Климатические особенности региона уточнить несложно. Останется лишь пройтись по всем помещениям с рулеткой, уточнить некоторые нюансы по каждой комнате. Особенности жилья - «соседство по вертикали» сверху и снизу, расположение входных дверей, предполагаемую или уже имеющуюся схему установки радиаторов отопления – никто, кроме хозяев, лучше не знает.

Рекомендуется сразу составить рабочую таблицу, куда занести все необходимые данные по каждому помещению. В нее же будет заноситься и результат вычислений. Ну а сами вычисления поможет провести встроенный калькулятор, в котором уже «заложены» все упомянутые выше коэффициенты и соотношения.

Если какие-то данные получить не удалось, то можно их, конечно, в расчет не принимать, но в этом случае калькулятор «по умолчанию» подсчитает результат с учетом наименее благоприятных условий.

Можно рассмотреть на примере. Имеем план дома (взят совершенно произвольный).

Регион с уровнем минимальных температур в пределах -20 ÷ 25 °С. Преобладание зимних ветров = северо-восточные. Дом одноэтажный, с утепленным чердаком. Утепленные полы по грунту. Выбрана оптимальное диагональное подключение радиаторов, которые будут устанавливаться под подоконниками.

Составляем таблицу примерно такого типа:

Затем, пользуясь размешенным ниже калькулятором производим расчет для каждого помещения (уже с учетом 10% резерва). С использованием рекомендуемого приложения это не займет много времени. После этого останется просуммировать полученные значения по каждой комнате – это и будет необходимая суммарная мощность системы отопления.

Результат по каждой комнате, кстати, поможет правильно выбрать требуемое количество радиаторов отопления – останется только разделить на удельную тепловую мощность одной секции и округлить в большую сторону.

Пояснения к калькулятору годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию.

Исходные данные для расчета:

• Основные характеристики климата, где расположен дом:
  • Средняя температура наружного воздуха отопительного периода t o.п;
  • Продолжительность отопительного периода: это период года со средней суточной температурой наружного воздуха не более +8°C - z o.п.
• Основная характеристика климата внутри дома: расчетная температура внутреннего воздуха t в.р, °С
• Основная тепловая характеристики дома: удельный годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию, отнесенный к градусо-суткам отопительного периода, Вт·ч/(м2 °C сут).

Характеристики климата.

Параметры климата для расчета отопления в холодный период для разных городов России можно посмотреть здесь: (Карта климатологии) или в СП 131.13330.2012 «СНиП 23-01–99* “Строительная климатология”. Актуализированная редакция»
Например, параметры для расчета отопления для Москвы (Параметры Б ) такие:

• Средняя температура наружного воздуха отопительного периода: -2,2 °C
• Продолжительность отопительного периода: 205 сут. (для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более +8°C).

Температура внутреннего воздуха.

Расчетную температуру внутреннего воздуха вы можете установит свою, а можете взять из нормативов (смотрите таблицу на рисунке 2 или во вкладке Таблица 1).

В расчетах применяется величина D d - градусо-сутки отопительного периода (ГСОП), °С×сут. В России значение ГСОП численно равно произведению разности среднесуточной температуры наружного воздуха за отопительный период (ОП) t o.п и расчетной температуры внутреннего воздуха в здании t в.р на длительность ОП в сутках: D d = ( t o.п – t в.р) z o.п.

Удельный годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию

Нормированные величины.

Удельный расход тепловой энергии на отопление жилых и общественных зданий за отопительный период не должен превышает приведенных в таблице величин по СНиП 23-02-2003 . Данные можно взять из таблицы на картинке 3 или подсчитать на вкладке Таблица 2 (переработанный вариант из [Л.1]). По ней выберите для своего дома (площадь / этажность) значение удельного годового расхода и вставьте в калькулятор. Это характеристика тепловых качеств дома. Все строящиеся жилые дома для постоянного проживания должны отвечать этому требованию. Базовый и нормируемый по годам строительства удельный годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию основаны на проекте приказа Министерства Регионального развития РФ «Об утверждении требований энергетической эффективности зданий, строений, сооружений», где указаны требования к базовым характеристикам (проект от 2009 года), к характеристикам нормируемым с момента утверждения приказа (условно обозначил Н.2015) и с 2016 года (Н.2016).

Расчетная величина.

Эта величина удельного расхода тепловой энергии может быть указана в проекте дома, её можно подсчитать на основании проекта дома, можно оценить ее размер на основе реальных тепловых измерений или размеров потребленной за год энергии на отопление. Если эта величина указана в Вт·ч/м2, то её надо разделить на ГСОП в °C сут., получившуюся величину сравнить с нормированной для дома с подобной этажностью и площадью. Если она меньше нормированной, то дом удовлетворяет требованиям по теплозащите, если нет, то дом следует утеплить.

Свои цифры.

Значения исходных данных для расчета даны для примера. Вы можете вставить свои значения в поля на желтом фоне. В поля на розовом фоне вставляете справочные или расчетные данные.

О чем могут сказать результаты расчета.

Удельный годовой расход тепловой энергии, кВт·ч/м2 - можно использовать, чтобы оценить , необходимое количество топлива на год для отопления и вентиляции. По количеству топлива можно выбрать емкость резервуара (склада) для топлива, периодичность его пополнения.

Годовой расход тепловой энергии, кВт·ч - абсолютная величина потребляемой за год энергии на отопление и вентиляцию. Изменяя значения внутренней температуры можно увидеть, как изменяется эта величина, оценить экономию или перерасход энергии от изменения поддерживаемой внутри дома температуры, увидеть как влияет неточность термостата на потребление энергии. Особенно наглядно это будет выглядеть в пересчете на рубли.

Градусо-сутки отопительного периода, °С·сут. - характеризуют климатические условия внешние и внутренние. Поделив на это число удельный годовой расход тепловой энергии вкВт·ч/м2, вы получите нормированную характеристику тепловых свойств дома, отвязанную от климатических условий (это может помочь в выборе проекта дома, теплоизолирующих материалов).

О точности расчетов.

На территории Российской Федерации происходят определенные изменения климата. Исследование эволюции климата показало, что в настоящее время наблюдается период глобального потепления. Согласно оценочному докладу Росгидромета, климат России изменился сильнее (на 0,76 °C), чем климат Земли в целом, причем самые значительные изменения произошли на европейской территории нашей страны. На рис. 4 видно, что повышение температуры воздуха в Москве за период 1950–2010 годов происходило во все сезоны. Наиболее существенным оно было в холодный период (0,67 °C за 10 лет).[Л.2]

Основными характеристиками отопительного периода являются средняя температура отопительного сезона, °С, и продолжительность этого периода. Естественно, что ежегодно их реальное значение меняется и, поэтому, расчеты годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию домов являются лишь оценкой реального годового расхода тепловой энергии. Результаты этого расчета позволяют сравнить .

Приложение:

Литература:

• 1. Уточнение таблиц базового и нормируемого по годам строительства показателей энергоэффективности жилых и общественных зданий
  В. И. Ливчак, канд. техн. наук, независимый эксперт
• 2. Новый СП 131.13330.2012 «СНиП 23-01–99* “Строительная климатология”. Актуализированная редакция»
  Н. П. Умнякова, канд. техн. наук, заместитель директора по научной работе НИИСФ РААСН