Розрахунок теплових навантажень опалення, методика та формула розрахунку
1. Теплові навантаження систем теплопостачання
2. Характеристики об'єкта для розрахунку теплових навантажень
3. Розрахунок навантажень тепла
4. Особливості розрахунку теплових навантажень
5. Методи обчислення теплових навантажень
6. Збільшений розрахунок теплового навантаження
7. Види теплових навантажень для розрахунків
8. Регулятори теплових навантажень
9. Навантаження на ГВП і вентиляцію
10. Комплексний розрахунок теплового навантаження
На початковому етапі облаштування системи теплопостачання будь-якого з об'єктів нерухомості виконується проєктування опалювальної конструкції та відповідні обчислення. Обов'язково слід зробити розрахунок теплових навантажень, щоб дізнатися обсяги споживання палива та тепла, необхідні для обігріву будівлі. Ці дані потрібні, щоб визначитися з придбанням сучасного опалювального обладнання.
Теплові навантаження систем теплопостачання
Поняття теплове навантаження визначає кількість теплоти, що віддають прилади обігріву, змонтовані в житловому будинку або на об'єкті іншого призначення. До того, як встановити обладнання, даний розрахунок виконують, щоб уникнути зайвих фінансових витрат й інших проблем, які можуть виникнути в процесі експлуатації опалювальної системи.Знаючи основні робочі параметри конструкції теплопостачання, можна організувати ефективне функціонування обігрівальних приладів. Розрахунок сприяє реалізації завдань, що стоять перед опалювальною системою, і відповідність її елементів нормам і вимогам, прописаним у БНіП.
Коли обчислюється теплове навантаження на опалення, навіть найменша помилка може призвести до великих проблем, оскільки на основі отриманих даних у місцевому відділенні ЖКГ затверджують ліміти та інші витратні параметри, які стануть основою для визначення вартості послуг.
Загальна величина теплового навантаження на сучасну опалювальну систему включає в себе кілька основних параметрів:
- навантаження на конструкцію теплопостачання;
- навантаження на систему обігріву підлоги, якщо вона планується до встановлення в будинку;
- навантаження на систему природної та/або примусової вентиляції;
- навантаження на систему гарячого водопостачання;
- навантаження, пов'язані з різними технологічними потребами.
Характеристики об'єкта для розрахунку теплових навантажень
Правильні величини для розрахунку теплового навантаження на опалення можуть бути визначені за умови, що в процесі обчислень будуть враховані абсолютно всі, навіть найменші нюанси.
Перелік деталей і параметрів досить значний:
- призначення та тип об'єкта нерухомості. Для розрахунку важливо знати, яке приміщення буде обігріватися - житловий або нежитловий будинок, квартира (прочитайте також: "Квартирний засіб обліку теплової енергії"). Від типу будівлі залежить норма навантаження, що визначається компаніями, які постачають тепло, а, відповідно, витрати на теплопостачання;
- архітектурні особливості. До уваги приймаються розміри таких зовнішніх огороджень, як стіни, покрівля, підлогове покриття і розміри віконних, дверних і балконних прорізів. Важливими вважаються поверховість будівлі, а також наявність підвалів, горищ та притаманні їм характеристики;
Порада: Використовуйте наші будівельні калькулятори онлайн, і ви виконаєте розрахунки будівельних матеріалів або конструкцій швидко та точно.
- норма температурного режиму для кожного приміщення в будинку. Мається на увазі температура для комфортного перебування людей в житловій кімнаті або зоні адміністративної будівлі (прочитайте: "Тепловий розрахунок приміщення і будівлі цілком, формула теплових втрат");
- особливості конструкції зовнішніх огороджень, включаючи товщину і тип будматеріалів, наявність теплоізоляційного шару і використовувану для цього продукцію;
- призначення приміщень. Ця характеристика особливо важлива для виробничих будівель, в яких для кожного цеху чи ділянки необхідно створити певні умови щодо забезпечення температурного режиму;
- наявність спеціальних приміщень та їх особливості. Це стосується, наприклад, басейнів, оранжерей, лазень і т. д.;
- ступінь техобслуговування. Наявність/відсутність гарячого водопостачання, централізованого опалення, системи кондиціонування та іншого;
- кількість точок для забору підігрітого теплоносія. Чим їх більше, тим значніше теплове навантаження, що створюється на всю опалювальну конструкцію;
- кількість людей, що знаходяться в будівлі або що проживають в будинку. Від даного значення безпосередньо залежать вологість і температура, які враховуються у формулі обчислення теплового навантаження;
- інші особливості об'єкта. Якщо це промислова будівля, то ними можуть бути кількість робочих днів протягом календарного року, число робітників у зміну. Для приватного будинку враховують, скільки проживає в ньому людей, яка кількість кімнат, санвузлів і т. д.
Розрахунок навантажень тепла
Виконується розрахунок теплового навантаження будівлі відповідно опалення на етапі, коли проєктується об'єкт нерухомості будь-якого призначення. Це потрібно для того, щоб не допустити зайвих грошових витрат та правильно вибрати опалювальне обладнання.При проведенні розрахунків враховують норми та стандарти, а також ДСТУ, ТКП, СНБ.
В ході визначення величини теплової потужності до уваги беруть низку факторів:
- ступінь тепловтрат зовнішніх огороджень;
- потужність, необхідну для підігріву теплоносія;
- кількість теплової енергії, що необхідна для нагріву повітря для примусової припливної вентиляції;
- тепло, яке потрібне для підігріву води в бані або басейні;
- можливе подальше розширення обігрівальної системи. Це може бути створення опалення в мансарді, на горищі, в підвалі або в різних прибудовах і будовах. Читайте також: "Як зробити опалення мансарди – популярні варіанти обігріву".
Розрахунок теплових навантажень будівлі з певним ступенем запасу необхідний, щоб не допустити надалі зайвих фінансових витрат.
Найбільш важлива послідовність таких дій при облаштуванні теплопостачання заміського котеджу. В такому об'єкті нерухомості монтаж додаткового обладнання та інших елементів опалювальної конструкції обійдеться неймовірно дорого.
Особливості розрахунку теплових навантажень
Розрахункові величини температури та вологості повітря в приміщеннях і коефіцієнти теплопередачі можна довідатися зі спеціальної літератури або з технічної документації, яка надається виробниками до своєї продукції, в тому числі й до теплоагрегатів.Стандартна методика розрахунку теплового навантаження будівлі для забезпечення її ефективного обігріву включає послідовне визначення максимального потоку тепла від обігрівальних приладів (радіаторів опалення) та максимальної витрати теплової енергії в годину. Також потрібно знати загальну витрату теплової потужності протягом певного періоду часу, наприклад, за опалювальний сезон.
Розрахунок теплових навантажень, в якому враховується площа поверхні приладів, що беруть участь в тепловому обміні, застосовують для різних об'єктів нерухомості. Такий варіант обчислень дозволяє максимально правильно розрахувати параметри системи, яка забезпечить ефективний обігрів, а також провести енергетичне обстеження будинків і будівель. Це ідеальний спосіб визначити параметри чергового теплопостачання промислового об'єкта, який передбачає зниження температури в неробочі години.
Методи обчислення теплових навантажень
На сьогодні розрахунок теплових навантажень проводиться за допомогою декількох основних способів, серед яких:- обчислення тепловтрат з використанням збільшених показників;
- визначення тепловіддачі встановленого в будівлі опалювально-вентиляційного обладнання;
- обчислення значень з урахуванням різних елементів огороджувальних конструкцій, а також додаткових втрат, пов'язаних з нагріванням повітря.
Збільшений розрахунок теплового навантаження
Збільшений розрахунок теплового навантаження будівлі використовується в тих випадках, коли інформації про проєктований об'єкт недостатньо або необхідні дані не відповідають дійсним характеристикам.Для проведення подібних обчислень опалення використовується нескладна формула:
Qmax від.=α х V х q0 х (tв-tн.р.) х 10-6, де:
- α – поправочний коефіцієнт, що враховує кліматичні особливості конкретного регіону, де будується будинок (застосовується в тому випадку, коли розрахункова температура відрізняється від 30 градусів морозу);
- q0 - питома характеристика теплопостачання, яку вибирають, виходячи з температури найхолоднішого тижня протягом року (так званої «п'ятиденки»). Читайте також: "Як розраховується питома опалювальна характеристика будівлі – теорія і практика";
- V – зовнішній об'єм будівлі.
Виходячи з вищенаведених даних, виконують збільшений розрахунок теплового навантаження.
Види теплових навантажень для розрахунків
При здійсненні розрахунків при виборі обладнання до уваги беруть різні теплові навантаження:- Сезонні навантаження, що мають наступні особливості:
- їм притаманні зміни залежно від температури навколишнього повітря на вулиці;
- наявність відмінностей у величині витрати теплової енергії згідно з кліматичними особливостями регіону місцезнаходження будинку;
- зміна навантаження на опалювальну систему в залежності від часу доби. Оскільки зовнішні огородження мають теплостійкість, даний параметр вважається незначним;
- витрати тепла вентиляційної системи в залежності від часу доби. - Постійні теплові навантаження. У більшості об'єктів системи теплопостачання та гарячого водопостачання вони використовуються на протязі року. Наприклад, в теплу пору року витрати теплової енергії в порівнянні із зимовим періодом знижуються десь на 30-35%.
- Сухе тепло. Являє собою теплове випромінювання і конвекційний теплообмін за рахунок інших подібних пристроїв. Визначають даний параметр за допомогою температури сухого термометра. Він залежить від багатьох факторів, серед яких вікна та двері, системи вентиляції, різне обладнання, повітрообмін, що відбувається за рахунок наявності щілин в стінах і перекриттях. Також враховують кількість людей, присутніх у приміщенні.
- Приховане тепло. Утворюється в результаті процесу випаровування і конденсації. Температура визначається за допомогою вологого термометра. В будь-якому за призначенням приміщенні на рівень вологості впливають:
- чисельність людей, що одночасно знаходяться в приміщенні;
- наявність технологічного або іншого обладнання;
- потоки повітряних мас, що проникають крізь щілини та тріщини, наявні в огороджувальних конструкціях будівлі.
Регулятори теплових навантажень
В комплект сучасних котлів промислового і побутового призначення входять РТН (регулятори теплових навантажень). Ці пристрої (див. фото) призначаються для підтримки потужності теплоагрегата на певному рівні та не допускають стрибків і провалів під час їх роботи.РТН дозволяють економити на оплаті за опалення, оскільки в більшості випадків існують визначені ліміти та їх не можна перевищувати. Особливо це стосується промпідприємств. Річ у тому, що за перевищення ліміту теплових навантажень слідує накладення штрафних санкцій.
Самостійно зробити проєкт і провести розрахунки навантаження на системи, що забезпечують опалення, вентиляцію та кондиціювання в приміщенні досить складно, тому даний етап робіт, як правило, довіряють фахівцям. Правда, при бажанні можна виконати обчислення самостійно.
Навантаження на ГВП і вентиляцію
Зазвичай розрахунок теплового навантаження на ГВП, опалення і вентиляцію здійснюють у комплексі. Вентиляція належить до сезонних навантажень і призначається для заміни вже відпрацьованих повітряних мас на чисте повітря і нагрівання його до певної температури.Формула для розрахунку навантаження на систему вентиляції виглядає наступним чином:
Qв.=qв.V(tн.-tв.), де:
qв. - питомий показник;
tн. і tв - температура повітря зовні будівлі та всередині неї;
V - зовнішній об'єм будівлі.
Коли розраховується теплове навантаження на гаряче водопостачання, формула виглядає так:
Qгвс.=0,042 гв(tг.-tх.)Пдср, де:
tг.-tх - температура гарячої води та холодної;
r - щільність води;
в - відношення між максимальним навантаженням і середнім, яку визначають за ДСТУ;
П – передбачувана кількість споживачів гарячого водопостачання;
Gср - середня витрата гарячої води.
Комплексний розрахунок теплового навантаження
Крім теоретичного вирішення питань, що стосуються теплових навантажень, при проєктуванні виконується ряд практичних заходів. До складу комплексних теплотехнічних обстежень входить термографування всіх конструкцій будівлі, в тому числі перекриттів, стін, дверей, вікон. Завдяки даній роботі вдається визначити та зафіксувати різні фактори, що впливають на втрати тепла будинком або промисловою будівлею.Тепловізійна діагностика наочно показує, яким буде реальний перепад температур при проходженні конкретної кількості теплоти через один «квадрат» площі огороджувальних конструкцій. Також термографування допомагає визначити витрату тепла при певних температурних умовах. Читайте також: "Розрахунок теплової енергії на опалення за площею".
Завдяки теплотехнічним обстеженням отримують найбільш достовірні дані, що стосуються теплових навантажень і втрат тепла для конкретного будинку протягом певного періоду часу. Практичні заходи дозволяють наочно продемонструвати те, що теоретичні розрахунки не можуть показати – проблемні місця майбутньої споруди.
З усього вищевикладеного можна зробити висновок, що розрахунки теплових навантажень на ГВП, опалення і вентиляцію, аналогічно гідравлічному розрахунку системи опалення, дуже важливі та їх неодмінно слід виконати до початку облаштування системи теплопостачання у власному будинку або на об'єкті іншого призначення. Коли підхід до роботи виконаний грамотно, безвідмовне функціонування опалювальної конструкції буде забезпечено, причому без зайвих витрат.
Відео приклад розрахунку теплового навантаження на систему опалення будівлі: