Способы расчета тепловой нагрузки на отопление

При проектировании систем обогрева всех типов строений нужно провести правильные вычисления, а затем разработать грамотную схему отопительного контура. На этом этапе особое внимание следует уделить расчету тепловой нагрузки на отопление. Для решения поставленной задачи важно использовать комплексный подход и учесть все факторы, влияющие на работу системы.

С помощью показателя тепловой нагрузки можно узнать количество теплоэнергии, необходимой для обогрева конкретного помещения, а также здания в целом. Основной переменной здесь является мощность всего отопительного оборудования, которое планируется использовать в системе. Кроме этого, требуется учитывать потери тепла домом.

Идеальной представляется ситуация, в которой мощность отопительного контура позволяет не только устранить все потери теплоэнергии здания, но и обеспечить комфортные условия проживания. Чтобы правильно рассчитать удельную тепловую нагрузку, требуется учесть все факторы, оказывающие влияние на этот параметр:

• Характеристики каждого элемента конструкции строения. Система вентиляции существенно влияет на потери теплоэнергии.
• Размеры здания. Необходимо учитывать как объем всех помещений, так и площадь окон конструкций и наружных стен.
• Климатическая зона. Показатель максимальной часовой нагрузки зависит от температурных колебаний окружающего воздуха.

Оптимальный режим работы системы обогрева может быть составлен только с учетом этих факторов. Единицей измерения показателя может быть Гкал/час или кВт/час.

Перед началом проведения расчета нагрузки на отопление по укрупненным показателям нужно определиться с рекомендуемыми температурными режимами для жилого строения. Для этого придется обратиться к нормам СанПиН 2.1.2.2645−10. Исходя из данных, указанных в этом нормативном документе, необходимо обеспечить оптимальные температурные режимы работы системы обогрева для каждого помещения.

Используемые сегодня способы выполнения расчетов часовой нагрузки на отопительную систему позволяют получать результаты различной степени точности. В некоторых ситуациях требуется провести сложные вычисления, чтобы минимизировать погрешность.

Если же при проектировании системы отопления оптимизация расходов на энергоноситель не является приоритетной задачей, допускается использование менее точных методик.

Любая методика расчета тепловой нагрузки позволяет подобрать оптимальные параметры системы обогрева. Также этот показатель помогает определиться с необходимостью проведения работ по улучшению теплоизоляции строения. Сегодня применяются две довольно простые методики расчета тепловой нагрузки.

Если в строении все помещения имеют стандартные размеры и обладают хорошей теплоизоляцией, можно воспользоваться методом расчета необходимой мощности отопительного оборудования в зависимости от площади. В этом случае на каждые 10 м 2 помещения должен производиться 1 кВт тепловой энергии. Затем полученный результат необходимо умножить на поправочный коэффициент климатической зоны.

Это самый простой способ расчета, но он имеет один серьезный недостаток — погрешность очень высока. Во время проведения вычислений учитывается лишь климатический регион. Однако на эффективность работы системы обогрева влияет много факторов. Таким образом, использовать эту методику на практике не рекомендуется.

Применяя методику расчета тепла по укрупненным показателям, погрешность вычислений окажется меньшей. Этот способ сначала часто применялся для определения теплонагрузки в ситуации, когда точные параметры строения были неизвестны. Для определения параметра применяется расчетная формула:

Qот = q0*a*Vн*(tвн — tнро),

где q0 — удельная тепловая характеристика строения;

a — поправочный коэффициент;

Vн — наружный объем строения;

tвн, tнро — значения температуры внутри дома и на улице.

В качестве примера расчета тепловых нагрузок по укрупненным показателям можно выполнить вычисления максимального показателя для отопительной системы здания по наружным стенам 490 м 2 . Строение двухэтажное с общей площадью в 170 м 2 расположено в Санкт-Петербурге.

Сначала необходимо с помощью нормативного документа установить все нужные для расчета вводные данные:

• Тепловая характеристика здания — 0,49 Вт/м³*С.
• Уточняющий коэффициент — 1.
• Оптимальный температурный показатель внутри здания — 22 градуса.

Предположив, что минимальная температура в зимний период составит -15 градусов, можно все известные величины подставить в формулу — Q =0.49*1*490 (22+15)= 8,883 кВт. Используя самую простую методику расчета базового показателя тепловой нагрузки, результат оказался бы более высоким — Q =17*1=17 кВт/час. При этом укрупненный метод расчета показателя нагрузки учитывает значительно больше факторов:

• Оптимальные температурные параметры в помещениях.
• Общую площадь строения.
• Температуру воздуха на улице.

Также эта методика позволяет с минимальной погрешностью рассчитать мощность каждого радиатора, установленного в отдельно взятом помещении. Единственным ее недостатком является отсутствие возможности рассчитать теплопотери здания.

Так как даже при укрупненном расчете погрешность оказывается довольно высокой, приходится использовать более сложный метод определения параметра нагрузки на отопительную систему. Чтобы результаты оказались максимально точными, необходимо учитывать характеристики дома. Среди них важнейшей является сопротивление теплопередачи ® материалов, использовавшихся для изготовления каждого элемента здания — пол, стены, а также потолок.

Эта величина находится в обратной зависимости с теплопроводностью (λ), показывающей способность материалов переносить теплоэнергию. Вполне очевидно, что чем выше теплопроводность, тем активнее дом будет терять теплоэнергию. Так как эта толщина материалов (d) в теплопроводности не учитывается, то предварительно нужно вычислить сопротивление теплопередачи, воспользовавшись простой формулой — R=d/λ.

Рассматриваемая методика состоит из двух этапов. Сначала рассчитываются теплопотери по оконным проемам и наружным стенам, а затем — по вентиляции. В качестве примера можно взять следующие характеристики строения:

• Площадь и толщина стен — 290 м² и 0,4 м.
• В строении находятся окна (двойной стеклопакет с аргоном) — 45 м² (R =0,76 м²*С/Вт).
• Стены изготовлены из полнотелого кирпича — λ=0,56.
• Здание было утеплено пенополистиролом — d =110 мм, λ=0,036.

Исходя из вводных данных, можно определить показатель сопротивления телепередачи стен — R=0.4/0.56= 0,71 м²*С/Вт. Затем определяется аналогичный показатель утеплителя — R=0,11/0,036= 3,05 м²*С/Вт. Эти данные позволяют определить следующий показатель — R общ =0,71+3,05= 3,76 м²*С/Вт.

Фактические теплопотери стен составят — (1/3,76)*245+(1/0.76)*45= 125,15 Вт. Параметры температур остались без изменений в сравнении с укрупненным расчетом. Очередные вычисления проводятся в соответствии с формулой — 125,15*(22+15)= 4,63 кВт/час.

На втором этапе рассчитываются теплопотери вентиляционной системы. Известно, что объем дома равен 490 м³, а плотность воздуха составляет 1,24 кг/м³. Это позволяет узнать его массу — 608 кг. На протяжении суток в помещении воздух обновляется в среднем 5 раз. После этого можно выполнить расчет теплопотерь вентиляционной системы — (490*45*5)/24= 4593 кДж, что соответствует 1,27 кВт/час. Остается определить общие тепловые потери строения, сложив имеющиеся результаты, — 4,63+1,27=5,9 кВт/час.

Результат будет максимально точным, если учитывать потери через пол и крышу. Сложные вычисления здесь проводить необязательно, допускается использование уточняющего коэффициента. Процесс расчетов теплонагрузки на систему обогрева отличается высокой сложностью. Однако его можно упростить с помощью программы VALTEC.

Что такое тепловая нагрузка на отопление здания

Договор на отопление • Сокращения затрат • Подключение • Согласование • Примеры

• В каких случаях нужен расчет тепловой нагрузки
• Юридическая сторона вопроса
• Порядок работ для расчета тепловой нагрузки
• Исходные данные об объекте
• Энергоаудит
• Технический отчет
• Примеры расчетов и полученные результаты

Расчет тепловой нагрузки нужен в следующих случаях:

• уменьшение расчетных тепловых нагрузок,
• сокращение затрат на отопление,
• согласование изменений состава теплопотребляющего оборудования (изменение количества отопительных приборов, установка или демонтаж системы вентиляции), например, организациям, установившим систему приточной вентиляции или тепловую завесу,
• для доказательства соответствия новой тепловой нагрузки и нового потребления тепловой энергии расчетному лимиту,
• проектирование собственного отопления,
• при проектировании индивидуального пункта теплоснабжения,
• для правильного разделения тепловой нагрузки между субабонентами,
• подключение новых объектов, зданий или комплексов к системе отопления,
• для заключения нового договора с теплоснабжающей организацией.
• для организаций, получивших уведомление о необходимости уточнения тепловых нагрузок нежилых помещений,
• организациям, оплачивающим услуги расчетным методом (не имеющим возможности установить прибор учета),
• после необоснованного увеличения потребления тепла энергоснабжающей или управляющей компанией.

Расчет тепловой нагрузки • Согласование в МОЭК

Методики расчета тепловой нагрузки на отопление здания

Чтобы рассчитать необходимую тепловую нагрузку, данные о нормах температуры и влажности берут из ГОСТ и СНиП. Там же есть сведения о коэффициентах теплопередачи разных материалов и конструкций. При расчетах обязательно учитывают паспортные данные радиаторов, отопительного котла, другого оборудования.

В вычисления включают:

• поток тепловой энергии радиатора – максимальное значение;
• максимальный расход за 1 час при работе отопительной системы;
• тепловые затраты за сезон.

Приблизительное значение дает соотношение расчетных данных с площадью дома или комнат. Однако такой подход не учитывает конструкционные особенности здания.

Вычисление теплопотерь с использованием укрупненных показателей

Формула расчета теплопотерь
Метод применяют, когда точные характеристики здания невозможно установить. Чтобы рассчитать тепловую нагрузку, используют формулу.

Qот= α*qо*V*(tв-tн.р); где:

• q° – удельный тепловой показатель строения по проекту или стандартной таблице. Для зданий разного назначения – жилой многоквартирный дом, гараж, лаборатория – он разный.
• а – поправочный коэффициент, разный для разных климатических зон.
• Vн – внешний объем строения, м³.
• Tвн и Tнро – температура внутри дома и снаружи.

Метод позволяет рассчитать показатели для всей постройки и для каждой зоны или комнаты. Однако формула не включает данные о теплопроводности материалов, из которых построен дом, а показатели для дерева, пенобетона и камня сильно отличаются.

Определение теплоотдачи отопительно-вентиляционного оборудования

Примерная мощность батарей исходя из площади комнат
Чтобы получить более достоверный результат, используют расчет по стенам и окнам и дополнительно вычисляют тепловую нагрузку вентиляции. Расчеты производят в несколько этапов:

• рассчитывают площадь стен и остекления;
• вычисляют сопротивление теплопередачи, используя данные справочника;
• рассчитывают коэффициент по типу утеплителя – данные тоже есть в строительном справочнике, можно уточнить в паспорте изделий;
• вычисляют уровень теплопотерь через окна;
• расчетные величины умножают на сумму температур (внутри и снаружи здания) и получают суммарный расход тепла.

Расчет тепловой вентиляционной нагрузки выполняют по формуле Qv=c*m*(Tv-Tn), где:

• Qv – расход тепла вентиляцией;
• с – теплоемкость воздуха;
• m – масса воздуха: в среднем для нормальной вентиляции необходим объем воздуха, равный утроенной квадратуре комнаты; массу получают, умножив величину на плотность воздуха;
• Tv-Tn – разница между внешней и внутренней температурой.

Общий показатель получают, просуммировав расчетные теплопотери здания и потери через вентиляцию.

Юридические основания для перерасчета тепловой нагрузки

Право потребителей на расчет тепловых нагрузок закреплено

• в каждом типовом договоре на снабжение тепловой энергией, а также
• в приказе Министерства Регионального Развития РФ от 28.12.2009 № 610 «Об утверждении правил установления и изменения (пересмотра) тепловых нагрузок».

В приказе Министерства Регионального Развития № 610 установлено, что для пересмотра договорных величин необходимо разработать технический отчет с расчетом тепловых нагрузок.

Отчет должен обосновывать изменение или снижение тепловой нагрузки для объекта.

Также, в приказе №610 установлено, что расчет тепловой нагрузки на отопление, вентиляцию и ГВС может быть пересмотрен после внедрения энергосберегающих мероприятий, а именно, после:

• капитального ремонта,
• реконструкции внутренних инженерных сетей, которая способствует снижению потерь через изоляцию и утечки,
• увеличения тепловой защиты здания или объекта,
• внедрения других энергосберегающих мероприятий.

Здесь можно скачать приказ Министерства Регионального Развития РФ от 28.12.2009 № 610 «Об утверждении правил установления и изменения (пересмотра) тепловых нагрузок».

Виды тепловых нагрузок

При расчетах учитывают средние сезонные температуры
Тепловые нагрузки носят разный характер. Есть некоторый постоянный уровень теплопотерь, связанный с толщиной стены, конструкцией кровли. Есть временные – при резком снижении температуры, при интенсивной работе вентиляции. Расчет всей тепловой нагрузки учитывает и это.

Сезонные нагрузки

Так называют теплопотери, связанные с погодой. Сюда относят:

• разницу между температурой наружного воздуха и внутри помещения;
• скорость и направление ветра;
• количество солнечного излучения – при высокой инсоляции здания и большом количестве солнечных дней даже зимой дом охлаждается меньше;
• влажность воздуха.

Сезонную нагрузку отличает переменный годовой график и постоянный суточный. Сезонная тепловая нагрузка – это отопление, вентиляция и кондиционирование. К зимним относят 2 первых вида.

В формулах используют не кратковременные резкие изменения температуры и влажности – максимальные, а усредненные: значения, наблюдаемые за 5 самых холодных дней из 5 самых холодных зим за 50 лет.

Постоянные тепловые

Промышленное холодильное оборудование выделяет большое количество тепла
К круглогодичным относят горячее водоснабжение и технологические аппараты. Последние имеет значение для промышленных предприятий: варочные котлы, промышленные холодильники, пропарочные камеры выделяют гигантское количество тепла.

В жилых зданиях нагрузка на горячее водоснабжение становится сравнима с отопительной нагрузкой. Величина эта мало изменяется в течение года, но сильно колеблется в зависимости от времени суток и дня недели. Летом расход ГСВ уменьшается на 30%, так как температура воды в холодном водопроводе выше на 12 градусов, чем зимой. В холодное время года потребление горячей воды растет, особенно в выходные дни.

Сухое тепло

Комфортный режим определяется температурой воздуха и влажностью. Эти параметры рассчитывают, руководствуясь понятиями сухого и скрытого тепла. Сухое – это величина, измеряемая специальным сухим термометром. На нее воздействует:

• остекление и дверные проемы;
• солнце и тепловые нагрузки на зимнее отопление;
• перегородки между комнатами с разной температурой, полы над пустым пространством, потолки под чердаками;
• трещины, щели, зазоры в стенах и дверях;
• воздуховоды вне отапливаемых зон и вентиляция;
• оборудование;
• люди.

Полы на бетонном фундаменте, подземные стены при расчетах не учитываются.

Скрытое тепло

Влажность помещения повышает температуру внутри
Этот параметр определяет влажность воздуха. Источником выступает:

• оборудование – нагревает воздух, снижает влажность;
• люди – источник влажности;
• потоки воздуха, проводящие сквозь трещины и щели в стенах.

Обычно вентиляция не влияет на сухость помещения, однако есть исключения.

Порядок работ для расчета тепловой нагрузки

Для того, чтобы провести перерасчет тепловых нагрузок для эксплуатируемых объектов и зданий, а также для подключения новых объектов к системе отопления, необходимо:

• Собрать исходные данные об объекте.
• Провести энергоаудит объекта.
• Сделать расчет тепловых нагрузок на отопление, ГВС и вентиляцию на основании энергоаудита и полученной исходной информации.
• Составить технический отчёт.
• Согласовать отчет в теплоснабжающей организации.
• Заключить или изменить договор с теплоснабжающей организацией (например, МОЭК).

Далее мы детально рассмотрим каждый шаг.

Узнать про обследование отопления и вентиляции.

Нужна консультация? Звоните –. Ответим на любые вопросы по тепловым нагрузкам.

Расчет тепловой нагрузки на отопление помещения

Наименование объекта: Редакция газеты

Содержание:

• Исходные данные
• Расчет тепловой нагрузки на отопление
• Техническое заключение
• Список нормативно-технической и специальной литературы
• Полная информация по расчету тепловых нагрузок

Расчет тепловой нагрузки согласование в МОЭК

Исходные данные об объекте

Для расчета тепловых нагрузок необходимо собрать следующие исходные данные:

1. Копия договора на теплоснабжение и ГВС со всеми приложениями.
2. Справка о численности персонала или жителей, находящихся в помещении на фирменном бланке с печатью и подписью. Данную справку можно подготовить самостоятельно.
3. Копии планов БТИ.
4. Узнать в управляющей компании –
   какая система отопления в здании двухтрубная или однотрубная,
5. какой тип розлива теплоносителя в системе отопления верхний или нижний.

Эти данные будут использованы для расчета тепловой нагрузки и будут включены в теплотехнический отчет.

Также, имея исходные данные на руках, можно определить объем и сроки работ, согласовать стоимость работ и заключить договор.

Хотим подчеркнуть, что стоимость работ по расчету тепловых нагрузок необходимо определять для каждого объекта индивидуально.

Если кратко, то стоимость зависит от

• отапливаемой площади,
• типа системы отопления,
• наличия ГВС и
• системы вентиляции.

Расчет тепловой нагрузки • Согласование в МОЭК

Энергоаудит объекта

Выезд на объект нужен для того, чтобы

• полностью осмотреть систему отопления и ограждающие конструкции,
• проверить качество изоляции,
• собрать общую информацию об объекте,
• определить типов радиаторов отопления, их количество и местоположение в помещениях,
• сфотографировать расположение всех радиаторов отопления,
• собрать информацию о диаметре, материале и длине труб, стояков и подводок.

По результатам энергоаудита проходит расчет тепловых нагрузок на отопление и ГВС, разрабатывается технический отчёт.

Характеристики объекта для расчета

Для дома с большими стеклопакетами нужно более интенсивное отопление
Тепловая нагрузка на отопление и потеря тепла дома – не одно и то же. Техническое здание нет надобности отапливать так же интенсивно, как жилые помещения. Прежде чем приступать к расчетам, устанавливают следующее:

• Назначение объекта – жилой дом, квартира, школа, спортивный зал, магазин. Требования по обогреву разные.
• Особенности архитектуры – это размеры оконных и балконных проемов, устройство крыши, наличие чердаков и подвалов, этажность здания и прочее.
• Нормы температурного режима – для жилых комнат и офиса они разные.
• Назначение помещения – параметр важен для производственных сооружений, так как для каждого цеха или даже участка требуется разный температурный режим.
• Конструкция внешних ограждений – наружных стен и крыши.
• Уровень техобслуживания – наличие горячего водоснабжения уменьшает теплопотери, интенсивно работающая вентиляция повышает.
• Число людей, постоянно пребывающих в доме – например, воздействует на показатели температуры и влажности.
• Количество точек забора теплоносителя – чем их больше, тем значительнее теплопотери.
• Другие особенности – например, наличие бассейна, сауны, оранжереи или число часов, когда в здании находятся люди.

При вычислении теплопотерь в магазине или в пункте общественного питания учитывают количество оборудования, выделяющего тепло – витрин, холодильников, кухонной техники.

Технический отчет по расчетам тепловых нагрузок

Технический отчет содержит следующие разделы:

• Исходная информация об объекте.
• Схема расположения радиаторов отопления и точек потребления ГВС.
• Расчетная часть.
• Заключение по результатам проведенного обследования. В заключении представлены данные о фактических максимальных тепловых нагрузках и таблица сравнения максимальных и договорных тепловых нагрузок.
• Приложения. В приложения к техническому отчету необходимо включить: Свидетельство членства в саморигулируемой организации по энергоаудиту компании, которая провела энергоаудит на объекте.
• Поэтажный план объекта.
• Экспликацию.
• Приложения к действующему договору по энергоснабжению.

Процесс согласования теплотехнического отчета происходит в отделении теплоснабжающей организации вашего района (района города, где находится объект).

Консультация • Заказать расчет тепловой нагрузки • 8(499)490-60-60

После согласования отчета, заключается новый договор с теплоснабжающей организацией.

Расчет тепловой нагрузки здания

Пример перерасчета и уменьшения тепловых нагрузок

Далее мы рассмотрим пример реального уменьшения тепловых нагрузок и затрат на отопления на одном из выполненных нами объектов.

Объект №1 – помещение коммерческого назначения

Помещение коммерческого назначения на первом этаже пяти-этажного здания в Москве.

Основные данные по объекту:

Адрес объекта	г. Москва
Этажность здания	5 этажей
Этаж на котором расположены обследуемые помещения	1-й
Площадь обследуемых помещений	112,9 м2
Высота этажа	3,0 м
Система отопления	Однотрубная
Температурный график	95-70 оС
Расчетный температурный график для этажа на котором находится помещение	75-70 оС
Тип розлива	Верхний
Расчетная температура внутреннего воздуха	+ 20 оС
Отопительные радиаторы, тип, количество	Радиаторы чугунные М-140-АО – 6 шт. Радиатор биметаллический Global (Глобал) – 1 шт.
Диаметр труб системы отопления, мм	Ду25
Длина подающего трубопровода системы отопления, м	L = 28,0 м.

Горячее водоснабжение и вентиляция на данном объекте отсутствовали.

Договорные тепловые нагрузки составляли 0,02 Гкал/час или 47,67 Гкал/год.

Расчет теплопередачи установленных радиаторов отопления с учетом потерь в трубопроводах и способа установки составил 0,007454 Гкал/час.

Максимальный часовой расход на отопление в трубопроводах составил 0.001501 Гкал/час.

В итоге, максимальный часовой расход на отопление составил 0,008955 Гкал/час или 23 Гкал/год.

Годовая экономия = 47,67 – 23 = 24,67 Гкал/год.

При средней стоимости Гкал 1,7 тысяч рублей, годовая экономия на отоплении для объекта площадью 112 м. кв. составила 42 тысячи рублей.

Расчет тепловой нагрузки на отопление помещения. Исходные данные.

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

Заказчик	Редакция газеты
Адрес объекта	Самарская область, г. Тольятти
Договор теплоснабжения	отсутствует
Этажность здания	3-ех этажное
Этаж на котором расположены обследуемые помещения	1 этаж
Высота этажа	3 м.
Система отопления	однотрубная
Тип розлива	Нижний
Температурный график	95-70 оС
Расчетный температурный график для этажей на которых находятся помещения	95-70 оС
ГВС	–
Расчетная температура внутреннего воздуха	+ 20 оС
Представленная техническая документация	Копия первого этажа плана БТИ. Справка о численности персонала

№ помещения	№ отопительного прибора на плане	Фото отопительного прибора	Технические характеристики отопительного прибора
1-ый этаж
22	1	Чугунный радиатор М-140-АО 7 секций
17	2	Чугунный радиатор М-140-АО 7 секций
17	3	Чугунный радиатор М-140-АО 9 секций
17	4	Чугунный радиатор М-140-АО 7 секций
15	5	Чугунный радиатор М-140-АО 7 секций
78	6	Чугунный радиатор М-140-АО 8 секций
76	7	Радиатор отсутствует, трубы заглушены

Посмотреть: обследование отопления для выявления потерь