Методика расчета удельного годового расхода тепловой энергии на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий

Приложение 2 к статье В.И. Ливчака «Базовый уровень потребления энергетических ресурсов при установлении требований энергетической эффективности зданий», опубликованной в журнале «ЭНЕРГОСОВЕТ» 6/2013

В СП 30.13330 приводятся таблицы А.2 и А.3 нормируемых средних за год суточных расходов воды, в том числе горячей, л/сут, на 1 жителя в жилых домах и на 1 потребителя в зданиях общественного и производственного назначения. Для определения годового теплопотребления на горячее водоснабжение эти показатели должны быть пересчитаны на средние за отопительный период расчетные расходы воды.

1. Средний расчетный за сутки отопительного периода расход горячей воды на одного жителя в жилом здании g_{гв.ср.от.п.ж}, л/сут, определяется по формуле:

То же в общественном и производственном зданиях:

где a_{гв.табл.А.2 или А.3} — расчетный средний за год суточный расход горячей воды на 1 жителя из табл. А.2 или 1 потребителя общественного и производственного здания из табл. А.3 СП 30.13330.2012;

365 — количество суток в году;

351 — продолжительность пользования централизованным горячим водоснабжением в течение года с учетом выключения на ремонт, сут.;

z_от. — длительность отопительного периода;

a — коэффициент, учитывающий снижение уровня водоразбора в жилых зданиях в летний период a = 0,9, для остальных зданий a = 1.

2. Удельный среднечасовой за отопительный период расход тепловой энергии на горячее водоснабжение q_гв, Вт/м 2 , определяется по формуле:

где g_{гв.ср.от.п} — то же, что в формуле (П.1) или (П.2);

t_гв — температура горячей воды, принимаемая в местах водоразбора равной 60°C в соответствии с СанПиН 2.1.4.2496;

t_хв — температура холодной воды, принимаемая равной 5°C;

k_hl — коэффициент, учитывающий потери теплоты трубопроводами систем горячего водоснабжения; принимается согласно нижеследующей таблицы П.1, для ИТП жилых домов с централизованной системой гвс k_hl = 0,2; для ИТП общественных зданий и для жилых домов с квартирными водонагревателями k_hl = 0,1;

c_w — удельная теплоемкость воды, равная 4,2 Дж/(кг·°С);

А_h — норма общей площади квартир на 1 жителя или полезной площади помещений на 1 пользователя в общественных и производственных зданиях, принятое значение в зависимости от назначения здания приведено в табл.П.2.2.

Таблица П.2.1. Значение коэффициента k_hl, учитывающего потери теплоты трубопроводами систем горячего водоснабжения

Тип системы горячего водоснабжения

при наличии сетей гвс после ЦТП

без сетей горячего

С изолированными стояками без полотенцесушителей

То же, с полотенцесушителями

С неизолированными стояками и полотенцесушителями

Таблица П.2.2. Нормы суточного расхода горячей воды потребителями и удельной часовой величины тепловой энергии на ее нагрев в средние за отопительный период сутки, а также значения удельного годового расхода тепловой энергии на горячее водоснабжение, исходя из нормативной площади на 1-го измерителя для центрального региона с z_от.= 214 суток.

Норма расхода горячей воды из табл.А.2 СП 30. 13330. 2012 за год a_гвс, л/сутки

Норма общей, полез-ной площа-ди на 1 изме-ритель Sа, м 2 /чел.

Удельный средне-часовой расход тепловой энергии на гвс за отопител. период q_гв, Вт/м 2

Удельный годовой расход тепловой энергии на гвс q_гв. год _, кВт·ч/м 2 общей площади

Жилые дома независимо от этаж-ности с централизованным горя-чим водоснабжением оборудован-ные умывальниками, мойками и ваннами, с квартирными регуля-торми давления КРД

То же с умывальниками, мойками и душем с КРД

Жилые дома с водопроводом, ка-нализацией и ваннами с газовыми водонагревателями

То же с водонагревателями, рабо-тающими на твердом топливе

Гостиницы и пансионаты с ван-нами во всех отдельных номерах

То же с душами во всех отдельных номерах

То же с общими ваннами и душами

Больницы с санитарными узла-ми, приближенными к палатам

То же с общими ваннами и душами

Поликлиники и амбулатории

(10 м 2 на одного медработника, работа в 2 смены и 6 пациентов на 1 работника)

1боль-ной в смену

Детские ясли-сады с дневным пребыванием детей и столовыми, работающими на полуфабрикатах

То же с круглосуточным пребыванием детей

То же со столовыми, работаю-щими на сырье, и прачечными

Общеобразовательные школы с

душевыми при гимнастических за -лах и столовыми на п/фабрикатах

Физкультурно-оздоровительные комплексы со столовыми на полуфабрикатах

Кинотеатры, залы собраний // театры, клубы и досугово-развлекательные учреждения

Административные здания

Предприятияобщественного пи-тания для приготовления пищи, реализуемой в обеденном зале

1блю-до на 1 место

Магазины продовольственные

Магазины промтоварные

Производственные цеха и техно-парки с тепловыдел. менее 84 кДж

Склады

Примечания: * — над чертой и без черты базовые значения, под чертой с учетом оснащенности квартир водосчетчиками и из условия, что при квартирном учете происходит 40% сокращение тепловодопотребления. В зависимости от % оснащенности квартир водосчетчиками: q_гв.в/сч год = q_гв. год ·(1-0,4·N_кв.в/сч/ N_кв);

где q_гв. год — по формуле (П.2.4); N_кв — количество квартир в доме; N_кв.в/сч — количество квартир, в которых установлены водосчетчики.

1. Нормы расхода воды в графе 3 установлены для I и II климатических районов, для III и IV районов следует принимать с учетом коэффициента из табл. А.2 СП 30.13330.

2. Нормы расхода воды установлены для основных потребителей и включают все дополнительные расходы (обслуживающим персоналом, посетителями, душевыми для обслуживающего персонала, на уборку помещений и т.п.). Потребление воды в групповых душевых и на ножные ванны в бытовых помещениях производственных предприятий, на приготовление пищи на предприятиях общественного питания, а также на водолечебные процедуры в водолечебницах и приготовление пищи, входящих в состав больниц, санаториев и поликлиник, надлежит учитывать дополнительно.

3. Для водопотребителей гражданских зданий, сооружений и помещений, не указанных в таблице, нормы расхода воды следует принимать как для потребителей, аналогичных по характеру водопотребления.

4. На предприятиях общественного питания количество блюд (^), реализуемых за один рабочий день, допускается определять по формуле U = 2,2·n·m_n·T·ψ;

где n — количество посадочных мест;

m_n — количество посадок, принимаемых для столовых открытого типа и кафе — 2; для столовых студенческих и при промышленных предприятиях — 3; для ресторанов -1,5;

T — время работы предприятия общественного питания, ч;

ψ — коэффициент неравномерности посадок на протяжении рабочего дня, принимаемый: для столовых и кафе — 0,45; для ресторанов — 0,55; для других предприятий общественного питания при обосновании допускается принимать 1,0.

5. В настоящей таблице удельный часовой норматив тепловой энергии q_hw, Вт/м 2 на нагрев нормы расхода горячей воды в средние сутки отопительного периода с учетом потерь теплоты в трубопроводах системы и полотенцесушителях соответствует указанной в соседнем столбце принятой величине общей площади квартиры в жилом доме на одного жителя или полезной площади помещений в общественном здании на одного больного, работающего, учащегося или ребенка, Sа, м 2 /чел.. Если в действительности окажется иная величина общей или полезной площади на одного человека, Sа.i, то удельный норматив тепловой энергии данного конкретного дома q_hw.i следует пересчитать по следующей зависимости: q_hw.i = q_hw. · Sа / Sа.i

3. Удельный годовой расход тепловой энергии, потребляемой системой горячего водоснабжения на м 2 площади квартир или полезной площади помещений в общественных и производственных зданиях q_гв. год , кВт·ч/м 2 , рассчитывается по формуле (П.4) и приведен в табл. П.2 :

t_хв.л — температура холодной воды в летний период, принимаемая равной 15 °C при водозаборе из открытых источников.

После подстановки в формулу (П.2.4) известных постоянных величин вместо обозначений, она будет иметь следующий вид.

а) для жилых домов с централизованной системой гвс и ИТП:

б) для жилых домов с гвс от квартирных водонагревателей

в) для гостиниц с душами и полотенцесушителями в отдельных номерах и больниц с санитарными узлами, приближенными к палатам:

г) для гостиниц и больниц с общими ваннами и душами без полотенцесушителей и других общественных и производственных зданий:

Примечания.

1. Уровень теплопотребления на 1 жителя в СП 30.13330.2012 выше, чем в предыдущей редакции СНиП 2.04.01-85*, из-за того, что в СП норма водопотребления принимается в среднем за год и при минимальной температуре в точках водоразбора 60°C, а в СНиП — за отопительный период и при минимальной температуре 55°C.

2. Расчеты показывают, что даже приведя нормируемое водопотребление к одинаковой заселенности жилых зданий и учитывая сокращение излишнего против нормируемого тепловодопотребления на 40% при расчете по квартирным водосчетчикам, удельное теплопотребление в нашей стране остается в 2 раза выше, чем принимается в странах Европы (табл.G.12 EN ISO 13790:2008), Теплопотребление в офисных зданиях, залах собраний, торговых и производственных зданиях примерно совпадают, а в больницах, ресторанах, физкультурно-оздоровительных и досуговых комплексах расхождения очень большие с завышением в российских нормах. Поэтому в актуализированной таблице исходных данных* приведены 2 строки — рекомендуемые значения по EN ISO 13790 и по результатам нашего расчета. Для установления истинного значения необходимо натурными измерениями уточнить исходные данные удельного водопотребления в таблицах А.2 и А.3 СП 30.13330.2012.

*Ливчак В.И. Гармонизация исходных данных европейских норм для выполнения расчета энерго-потребления зданий в России. «АВОК», №1-2014г.

распечатать | скачать бесплатно Методика расчета удельного годового расхода тепловой энергии на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий, В.И. Ливчак, Источник: ЭнергоСовет.Ru,
www.energosovet.ru/

скачать архив.zip(44 кБт)

mlynok

Библиотека статей на профессиональную тему

Как правильно определять нагрузку на горячее водоснабжение?

На протяжении всего 2004 г. в нашу организацию поступали заявки на разработку технических предложений по котельным для теплоснабжения жилых и общественных зданий, в которых нагрузки на горячее водоснабжение сильно отличались (в меньшую сторону) от тех, которые запрашивались ранее для идентичных потребителей. Это послужило поводом для анализа методик определения нагрузок на горячее водоснабжение (ГВС), которые приведены в действующих СНиПах, и возможных ошибок, возникающих при их применении на практике.
Е.О. СИБИРКО

В настоящее время порядок определения тепловых нагрузок на ГВС регламентируется нормативным документом СНиП 2.04.01–85* «Внутренний водопровод и канализация зданий».

Методика определения расчетных расходов горячей воды (максимального секундного, максимального часового и среднего часового) и тепловых потоков (тепловой мощности) в течение часа при среднем и при максимальном водопотреблении в соответствии с разделом 3 СНиП 2.04.01–85* основывается на расчете соответствующих расходов через водоразборные приборы(или группы однотипных приборов с последующим усреднением) и определении вероятности их одновременного использования.

Все служебные таблицы с данными по различным удельным нормам расхода и т.п., приведенные в СНиПе, применяются только для расчета расхода через отдельные приборы и вероятности их действия. Они не применимы для определения расходов исходя из количества потребителей, путем умножения количества потребителей на удельный расход! Именно в этом заключается основная ошибка, допускаемая многими расчетчиками при определении тепловой нагрузки на ГВС.

Изложение методики расчета в 3мразделе СНиП 2.04.01–85* не отличается простотой. Введение многочисленных надстрочных и подстрочных латинских индексов (образованных от соответствующих терминов в английском языке) еще больше затрудняет понимание смысла расчета. Не совсем понятно, зачем это сделано в российском СНиПе, — ведь далеко не все владеют английским и с легкостью ассоциируют индекс «h» (от английского hot — горячий), индекс «c» (от английского cold — холодный) и «tot»(от английского total — итог) с соответствующими русскими понятиями.

Для иллюстрации стандартной ошибки, встречающейся в расчетах потребности тепла и топлива, приведу простой пример. Необходимо определить нагрузку ГВС для 45квартирного жилого дома при числе жителей 114 человек. Температура воды в подающем трубопроводе ГВС — 55°С, температура холодной воды в зимний период —5°С. Для наглядности предположим, что в каждой квартире установлено по две однотипных водоразборных точки (мойка на кухне и умывальник в ванной).

Вариант I расчета — неправильный(мы неоднократно сталкивались с таким способом расчета):

По таблице «Нормы расхода воды потребителями» обязательного Приложения 3 СНиП 2.04.01–85* определяем для«Жилых домов квартирного типа: с ваннами длиной от 1500 до 1700 мм, оборудованных душами» расход горячей воды на одного жителя в час наибольшего водопотребления равен qhhr, u = 10 л/ч.Далее все, казалось бы, совсем просто. Общий расход горячей воды на дом в час наибольшего водопотребления исходя из количества жителей 114 человек: 10 . 114 = 1140 л/ч.

Тогда, расход тепла в час наибольшего водопотребления будет равен:

где U — число жителей в доме; г —плотность воды, 1 кг/л; с — теплоемкость воды, 1 ккал/(кг•°С); th — температура горячей воды, 55°С; tс — температура холодной воды, 5°С.

Котельная, реально построенная на основании данного расчета, явно не справлялась с нагрузкой ГВС в моменты пиковых разборов горячей воды, о чем свидетельствуют многочисленные жалобы жителей этого дома. Где же здесь ошибка? Она заключается в том, что если внимательно прочитать раздел 3 СНиП 2.04.01–85*, то выясняется, что показатель q hhr, u, приведенный в Приложении 3, используется в методике расчета только для определения вероятности действия санитарно-технических приборов, а максимальный часовой расход горячей воды определяется совсем иначе.

Вариант расчета II — в строгом соответствии с методикой СНиПа:

1. Определяем вероятность действия прибора.

,

где qhhr,u = 10 л — согласно Приложению 3 для данного вида водопотребителей; U = 114 человек — число жителей в доме; qh0 = 0,2 л/с — в соответствии с п. 3.2 для жилых и общественных зданий, допускается принимать это значение при отсутствии технических характеристик приборов; N — число санитарно-технических приборов с горячей водой, исходя из принятых нами двух точек водоразбора в каждой квартире:

N = 45 . 2 = 90 приборов.

Таким образом, получаем:

Р = (10 x 114)/(0,2 x 90 x 3600) = 0,017.

2. Теперь определим вероятность использования санитарно-технических приборов (возможность подачи прибором нормированного часового расхода воды) в течение расчетного часа:

,
где P — вероятность действия прибора, определенная в предыдущем пункте, — P = 0,017; qh0 = 0,2 л/с — секундный расход воды, отнесенный к одному прибору (также уже использовался в предыдущем пункте); qh0,hr — часовой расход воды прибором, в соответствии с п. 3.6 при отсутствии технических характеристик конкретных приборов допускается принимать qh0,hr = 200 л/ч, тогда:

.

3. Так как Ph меньше 0,1, применяем далее табл. 2 Приложения 4, по которой определяем:

при .

4. Теперь мы можем определить максимальный часовой расход горячей воды:

.

5. И, наконец, определяем максимальную тепловую нагрузку ГВС (тепловой поток за период максимального водопотребления в течение часа максимального потребления):

,

где Qht — тепловые потери.

Учтем тепловые потери, приняв их за5% от расчетной нагрузки.

.

Мы получили результат более чем в два раза превышающий результат первого расчета! Как показывает практический опыт, этот результат намного ближе к реальным потребностям в горячей воде для 45квартирного жилого дома.

Можно привести для сравнения результат расчета по старой методике, которая приводится в большинстве справочной литературы.

Вариант III. Расчет по старой методике. Максимально часовой расход тепла на нужды горячего водоснабжения для жилых зданий, гостиниц и больниц общего типа по числу потребителей (в соответствии со СНиП IIГ.8–62) определялся следующим образом:

,

где kч — коэффициент часовой неравномерности потребления горячей воды, принимаемый, например, по табл. 1.14справочника «Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей» (см. табл. 1);n1 — расчетное число потребителей; б — норма расхода горячей воды на1 потребителя, принимается по соответствующим таблицам СНиПа IIГ.8–62и для жилых зданий квартирного типа, оборудованных ванными длиной от 1500до 1700 мм, составляет 110–130 л/сутки;65 — температура горячей воды, °С; tх — температура холодной воды, °С, принимаем tх = 5°С.

Таким образом, максимально часовой расход тепла на ГВС будет равен:

.

Легко заметить, что данный результат почти совпадает с результатом, полученным по действующей методике.

Применение нормы расхода горячей воды на одного жителя в час наибольшего водопотребления (например, для«Жилых домов квартирного типа с ваннами длиной от 1500 до 1700 мм» qhhr == 10 л/ч), приведенного в обязательном Приложении 3 СНиП 2.04.01–85* «Внутренний водопровод и канализация зданий», неправомерно для определения расхода тепла на нужды ГВС путем умножения его на количество жителей и разность температур (энтальпий) горячей и холодной воды. Данный вывод подтверждается как приведенным примером расчета, так и прямым указанием на это в учебной литературе. Например, в учебнике для ВУЗов «Теплоснабжение» под ред. А.А. Ионина (М.: Стройиздат, 1982)на стр. 14 читаем: «…Максимальный часовой расход воды Gч. max нельзя смешивать с приводимым в нормах расходом воды в час наибольшего водопотребления Gи.ч. Последний как некоторый предел применяется для определения вероятности действия водоразборных приборов и становится равным Gч. max только при бесконечно большом числе водоразборных приборов». Расчет по старой методике дает гораздо более точный результат при условии применения суточных норм расхода горячей воды по нижней границе диапазонов, приведенных в соответствующих таблицах старого СНиПа, чем «упрощенный» расчет, который выполняют многие расчетчики с использованием действующего СНиП.
Данные из таблицы Приложения 3СНиП 2.04.01–85* необходимо применять именно для расчета вероятности действия водоразборных приборов, как того требует методика, изложенная в разделе 3 данного СНиПа, а затем определять бhr и вычислять расход тепла на нужды ГВС. В соответствии с примечанием в пункте 3.8 СНиП 2.04.01–85*,для вспомогательных зданий промышленных предприятий значение qhr допускается определять как сумму расходов воды на пользование душем и хозяйственно-питьевые нужды, принимаемых по обязательному Приложению 3 по числу водопотребителей в наиболее многочисленной смене.