Расчет количества тепловой энергии на горячее водоснабжение

Количество тепловой энергии, потребляемой системами отопления, вентиляции и горячего водоснабжения здания, является необходимым показателем при определении тепловой эффективности зданий, проведении энергоаудита, деятельности энергосервисных организаций, сравнении фактического теплопотребления здания, измеренного теплосчетчиком, с требуемым исходя из фактических теплотехнических характеристик здания и степени автоматизации системы отопления и во многих других случаях. В этом номере редакция публикует пример расчета количества тепловой энергии на горячее водоснабжение жилого здания*.

Исходные данные

Объект (здание):

• количество этажей в здании – 16;
• количество секций в здании – 4;
• количество квартир в здании – 256.

Отопительный период:

• продолжительность отопительного периода, z_ht = 214 сут.;
• средняя за период температура внутреннего воздуха в здании, t_int = 20 °C;
• cредняя за период температура наружного воздуха, t_ht = – 3,1 °C;
• расчетная температура наружного воздуха, t_ext = – 28 °C;
• средняя за период скорость ветра, v = 3,8 м/с.

Горячее водоснабжение:

• тип системы горячего водоснабжения: с неизо-лированными стояками и с полотенцесушителями;
• наличие сетей горячего водоснабжения: при наличии сетей горячего водоснабжения после ЦТП;
• средний расход воды одним пользователем, g = 105 л/сут.;
• количество дней отключения горячего водоснабжения, m = 21 сут.

Порядок расчета

1. Средний расчетный за сутки отопительного периода объем потребления горячей воды в жилом здании V_hw определяют по формуле:

где g – средний за отопительный период расход воды одним пользователем (жителем), равный 105 л/сут. для жилых зданий с централизованным горячим водоснабжением и оборудованных устройствами стабилизации давления воды на минимальном уровне (регуляторы давления на вводе в здание, зонирование системы по высоте, установка квартирных регуляторов давления); для других потребителей – см. СНиП 2.04.01–85* «Внутренний водопровод и канализация зданий»;
m_ч – число пользователей (жителей), чел.

V_hw = 105 • 865 • 10 –3 = 91 м 3 /сут.

В случае проведения расчета для многоквартирного дома с учетом оснащенности квартир водосчетчиками из условия, что при квартирном учете происходит 40 %-е сокращение водопотребления, расчет потребления горячей воды будет производиться по формуле:

где K_уч – количество квартир, оснащенных водосчетчиками;
K_кв – количество квартир в заднии.

2. Среднечасовой за отопительный период расход тепловой энергии на горячее водоснабжение Qhw, кВт, определяют согласно СНиП 2.04.01–85*. Допускается определение среднечасового расхода Q_hw по формуле:

(2)

где V_hw – средний расчетный за сутки отопительного периода объем потребления горячей воды в жилом здании, м 3 /сут.; определяют по формуле (1);
t_wc – температура холодной воды, °C, принимают t_wc = 5 °C;
k_hl – коэффициент, учитывающий потери теплоты трубопроводами систем горячего водоснабжения, принимают по табл. 1;
ρ_w – плотность воды, кг/л, ρ_w = 1 кг/л;
c_w – удельная теплоемкость воды, Дж/ (кг • °C); c_w = 4,2 Дж/ (кг • °C).

Определение расхода теплоты на горячее водоснабжение

3.1 Средний расход тепла на горячее водоснабжение промышленных зданий, Q ср _г.в.с., Вт

Q_г.в.с. ср =

где a — 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;

t_г, t_х — 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.

3.2. Средний расход теплоты на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий, Q_г.в.с., Вт

где m — число человек,

a — норма расхода воды на г.в.с. при температуре 55 °С на одного человека в сутки (СНиП 2.04.01-85, приложение 3)

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

t_х — температура холодной воды (водопроводной) в отопительный период (при отсутствии данных принимается равной 5°С)

с — теплоемкость воды, С = 4,187 кДж/(кг°С) для бань, прачечных и предприятий общественного питания

Q_г.в= ; кВт

где m — пропускная способность в час, для предприятий общественного питания m = 2,2·N·P;

N – количество посадочных мест;

P — количество посадок в час (обычно 2-3 посадки).

3.3. Максимальный расход теплоты на горячее водоснабжение, ,Вт

3.4. Средний тепловой поток на горячее водоснабжение в летний (неотопительный период), Вт

где t_х.л. — температура холодной воды в летний период (принимают 15°С)

b — коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода воды на г.в.с. в неотопительный период по отношению к отопительному периоду (для предприятий -1,0; для жилищно-коммунального сектора — 0,8). Результаты расчёта занести в таблицу 2

Таблица 2. – Сводная ведомость тепловых нагрузок

№ п/п	Наименование потребителей	Этажность, n	Объем, V, м 3	Кол-во проживающих m, человек	Удельная характеристика здания, Вт/м 3 С	Норма расхода горячей воды, а, л/сут.
qо	qв
Котельная
Аптека
поликлиника
Школа
9-ти этажный дом
9-ти этажный дом
общежитие
Детский сад

Продолжение таблицы 2

Температура внутри помещения tв, о С	Расчетная температура	Расход теплоты,Q,Вт	Суммарный расход теплоты, Q, Вт.
для отоп ления	для вентиляции	на отопление	на вентиляцию	г.в.с.
ИТОГО

3.5. Средний расход тепла за отопительный период при характерных наружных температурах.

Кроме расчетных (максимальных расходов тепла) для построения графиков теплопотребления, необходимо определить средний расход, при характерных наружных температурах (t_но, t_нв – 5 0 С; – 10 0 С; – 15 0 С; – 20 0 С; 0 0 С; +5 0 С; +8 0 С).

, кВт

где t_вн – расчетная температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий в 0 С, принимая для жилых и общественных зданий +18 0 С (берется из таблицы 1);

— текущая характерная наружная температура 0 С;

t_но – расчетная температура наружного воздуха (см. табл. I, с.6)

б) На вентиляцию

, кВт

t_нв – расчетная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции (см. табл. I, с.6)

в) На горячее водоснабжение в отопительный период

, кВт

где t_x.л. – температура холодной водопроводной воды в летнее время (принимают +15 0 С)

β – коэффициент, учитывающий снабжение среднечасового расхода на горячее водоснабжение в летний период (при отсутствии данных принимают β – 0,8).

Результаты расчетов расходов тепла в зависимости от температуры наружного воздуха сводятся в таблицу 3.

Таблица 3.- Расчётный расход тепла

Обозначение расходов тепла	Размерность	Расходы тепла при переменных температурах
t но, 0 С	t нв, 0 С	-20 0 С	-15 0 С	-10 0 С	-5 0 С	0 0 С	+8 0 С	летом
	кВт	+	+	+	+	+	+	+	+
	кВт	+	+	+	+	+	+	+	+
	кВт	+
Итого	+	+	+	+	+	+	+	+	+

3.6. Годовые расходы тепла жилыми и общественными зданиями

;

б) На вентиляцию

;

в) На горячее водоснабжение

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

Обычно n_r = 30,2·10 5 с-год (8400ч/год);

t_r – температура горячей воды.

Для обеспечения качественного горячего водоснабжения и требований техники безопасности температура воды для бытового горячего водоснабжения ограничивается диапазоном 60≤ t_r ≤ 75 0 С.В расчетах обычно принимается t_r = 65 0 С.

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

Расчет тепловой нагрузки на ГВС

ООО «Энергоэффективность и энергоаудит»

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Расчет тепловой нагрузки на ГВС

Наименование объекта: Салон красоты

Содержание:

Расчет тепловой нагрузки • Согласование в МОЭК

Расчет тепловой нагрузки на ГВС. Исходные данные

Настоящий расчет выполнен с целью определения фактической тепловой нагрузки на отопление и горячее водоснабжение нежилых помещений.

Заказчик	Салон красоты
Адрес объекта	г. Москва
Договор теплоснабжения	есть
Этажность здания	одноэтажное
Этаж на котором расположены обследуемые помещения	1 этаж
Высота этажа	2,56 м.
Система отопления	–
Тип розлива	–
Температурный график	–
Расчетный температурный график для этажей на которых находятся помещения	–
ГВС	Централизованное
Расчетная температура внутреннего воздуха	–
Представленная техническая документация	1. Копия договора теплоснабжения. 2. Копия планов помещений. 3. Копия выписки из технического паспорта БТИ на здание. 4. Копия экспликации помещений. 5. Копия справки БТИ о состоянии здания/помещения. 6. Справка о численности персонала.

Расчет тепловой нагрузки на горячее водоснабжение

Вероятность действия санитарно-технических приборов

P = (q h _hr,u x U) / (q h ₀ x N x 3600) = (4 x 12) / (0,1 х 9 х 3600) =0,0148,

где: q h _hr,u = 4 л – 1 рабочее место в смену;

U = 12 человек – количество персонала;

q h ₀ = 0,1 л/с;

N = 9 – число санитарно-технических приборов с горячей водой.

Вероятность использования санитарно-технических приборов.

P_hr = (3600 х P х q h ₀) / q h _0,hr = (3600 х 0,0148 x 0,1) / 40 = 0,0888,

где: q h _0,hr = 40;

При P_hr h _u x U/ 1000 x T = 28,1 x 12/ 1000 x 24 = 0,01405 м 3 /час

Максимальный часовой расход воды.

q_hr = 0,005 х q h _0,hr х а_hr = 0,005 х 40 х 0,328 = 0,0656 м 3 /час

Тепловой поток.

а) в течении среднего часа

Q h _T = 1,16 х q h _T х (65 – t c ) + Q ht = 1,16 х 0,01405 х (65 – 5) + 0,048894 = 1,026774 кВт x 859,8 = 882,820 ккал /ч (0,00088282 Гкал/ч)

где: Q ht – доля потерь тепловой энергии в наружных тепловых сетях горячего водоснабжения оцениваются в размере 5% от средней часовой тепловой нагрузки горячего водоснабжения потребителя согласно методическим рекомендациям по определению тарифов и платы за услуги ГВС. Q ht = 1,16 х q h _T х (65 – t c ) х 0,05 =1,16 х 0,01405 х (65 – 5) х 0,05=0,048894 кВт.

б) в течение часа максимального потребления

Q h _hr = 1,16 х q h _hr х (65 – t c ) + Q ht = 1,16 х 0,0656 х (65 – 5) + 0,228288 = 4,794048 кВт x 859,8 = 4121,9225 ккал /ч (0,00412192 Гкал/ч)

где: Q ht = 1,16 х q h _hr х (65 – t c ) х 0,05 = 1,16 х 0,0656 х (65 – 5) х 0,05=0,228288 кВт.

Q_h год = g_um h ´ m ´ с ´ r ´ [(65 – t_с з )´ Z_з]´ (1+ K_т.п) ´ 10 -6 = 28,1 ´ 12 ´ 1 ´ 1 ´ [(65 – 5) ´ 365] ´ (1+ 0,05) ´ 10 -6 = 7,753914 Гкал/год

где: g_um h = 28,1 л/сутки

Так как в расчетной формуле Q_h год не учитывается количество дней отключения горячего водоснабжения в год; температура холодной воды в летний период времени, коэффициент тепловых потерт K_т.п принимаем равным доле потерь тепловой энергии в наружных тепловых сетях горячего водоснабжения в размере 5% от годовой тепловой нагрузки.

Техническое заключение

В результате выполненных расчетов тепловой нагрузки на горячее водоснабжение нежилых помещений получены такие результаты: