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).

Расчет максимальной тепловой нагрузки

ООО «Энергоэффективность и энергоаудит»

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Расчет максимальной тепловой нагрузки

Наименование объекта: Магазин продовольственных товаров

Содержание:

Расчет тепловой нагрузки • Согласование в МОЭК

Исходные данные. Расчет максимальной тепловой нагрузки

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

Заказчик	Магазин продовольственных товаров
Адрес объекта	г. Москва
Договор теплоснабжения	есть
Этажность здания	17 этажей
Этаж, на котором расположены обследуемые помещения	1 этаж
Высота этажа	3,15 м.
Система отопления	независимая
Тип розлива	нижний
Температурный график	95/70 °С
Расчетный температурный график для этажей на которых находятся помещения	95/70 °С
ГВС	Централизованное
Расчетная температура внутреннего воздуха	18 °С
Представленная техническая документация	1. Копия договора теплоснабжения 2. Копия плана помещения. 3. Копия экспликации помещений. 4. Справка о численности персонала.

1-ый этаж

№ помещения	№ отопительного прибора на плане	Фото отопительного прибора	Технические характеристики отопительного прибора
11	1		PURMO Plan Ventil Compact Длина 700 мм
1	2		PURMO Plan Ventil Compact Длина 700 мм
6	3		PURMO Plan Ventil Compact Длина 1200 мм
4	4		PURMO Plan Ventil Compact Длина 1300 мм
3	5		PURMO Plan Ventil Compact Длина 1300 мм

Схема расположения радиаторов отопления

Расчет максимальной тепловой нагрузки на отопление

Расчет панельных радиаторов

Технические характеристики панельных радиаторов PURMO Plan Ventil Compact FCV 22
Температура теплоносителя, не более, град. С	110
Избыточное рабочее давление, не более, МПа (г/кв. см)	1,0
Высота H, мм	300
Длина L, мм	700, 1200, 1300
Номинальная тепловая мощность при Тгр. 75/65/20°C, Вт	656, 1124, 1312

Температурный режим отопительной системы – 95/70/18.

Для определения фактической тепловой мощности системы, для каждого отопительного прибора, установленного в помещениях определённого функционального назначения учитывается поправочный коэффициент К, определяемый как:

Где: Т_{напор.н} – номинальный температурный напор принятый заводом изготовителем для определения теплоотдачи отопительного прибора при номинальных условиях;

Т_{напор.ф} – фактический температурный напор, ºС:

Где: t_вх, t_вых, – температура теплоносителя на входе и выходе из отопительного прибора, t_вн.в – проектная температура внутреннего воздуха, ºС;

С учётом значения температуры теплоносителя на входе и выходе из отопительного прибора, рассчитывается значение температурного напора и коэффициента К:

Тепловая мощность панельного радиатора при индивидуальной температуре в системе отопления;

где: Q_S – номинальная тепловая мощность панельного радиатора;

Панельные радиаторы PURMO Plan Ventil Compac FCV 22:

Q = (Q_S · К) ·n= (656 · 1,29) ·2 = 1692,48 (Вт) · 0,863 = 1460,61 (Ккал/ч)

Q = (Q_S · К) ·n= (1124 · 1,29) ·1 = 1449,96 (Вт) · 0,863 = 1251,32 (Ккал/ч)

Q = (Q_S · К) ·n= (1312 · 1,29) ·2 = 3384,96 (Вт) · 0,863 = 2921,22 (Ккал/ч)

где: n – количество панельных радиаторов марки PURMO Plan Ventil Compact FCV 22, шт.

Суммарная тепловая нагрузка панельных радиаторов:

Qр.от.= 1460,61 + 1251,32 + 2921,22 = 5633,15 Ккал/ч

Максимальный часовой расход на отопление в трубопроводах

Кривые для определения теплопередачи 1м вертикальных гладких труб различных диаметров
трубы Ду 20	tтр. = + 82,5 о C	tв = + 18 о C
Справочник проектировщика «Внутренние санитарно-технические устройства» (И.Г. Староверов, 1975 г.), стр. 56, рис. 12.2

Qпод.тр.Ду20 ´ l₁ = 57,31 ´ 0,75 = 42,9825 ккал/ч (0,000043 Гкал/ч)

Qпод.тр.Ду20 = 57,31 ккал/ч – потери тепловой энергии в подающем трубопроводе на один погонный метр;

l₁ = 0,75 м – длина подающего трубопровода;

Максимальный часовой расход на отопление

Q_{o max} = Qр.от. + Qтр.= 5633,15 + 42,98 = 5676,13 ккал/ч (0,00567613 Гкал/ч).

Годовой расход за отопительный период

Q_o год = Q_{o max}´ ((t_i – t_m)/(t_i – t_о))´ 24´ Z_o´ 10 -6 = 5676,13 ´ [(18 +3,1)/(18 +28)] ´ 24 ´ 214 ´ 10 -6= = 13,3722 Гкал/год, где:

t_m = -3,1 °С – средняя температура наружного воздуха за расчетный период;

t_i = 18 °С – расчетная температура внутреннего воздуха в помещениях;

t_о = -28 °С – расчетная температура наружного воздуха;

24 час. – продолжительность работы системы отопления в сутки;

Z_o = 214 сут. – продолжительность работы системы отопления за расчетный период.

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) = (1,7 x 4) / (0,2 х 2 х 3600) = 0,00472,

U = 4 человека – количество персонала;

q h ₀ = 0,2 л/с;

N = 2 – 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 0,00472x 0,2) / 200 = 0,016992,

где:q h _0,hr = 200;

P_hr h _u x U/ 1000 x T = 10,2 x 4/ 1000 x 24 = 0,0017 м 3 /час

где: q h _u = 10,2 л/час

Максимальный часовой расход воды.

q_hr = 0,005 х q h _0,hr х а_hr = 0,005 х 200 х 0,207 = 0,207 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 0,0017 х (65 – 5) + 0,017748= 0,136068 кВт x 859,8 = 116,9913 ккал /ч (0,0001169913 Гкал/ч)

б) в течении часа максимального потребления

Q h _hr = 1,16 х q h _hr х (65 – t c ) + Q ht = 1,16 х 0,207 х (65 – 5) + 2,16108= 16,56828 кВт x 859,8 = 14245,407 ккал /ч (0,014245407 Гкал/ч)

Q_h год = g_um h ´ m ´ с ´ r ´ [(65 – t_с з )´ Z_з]´ (1+ K_т.п) ´ 10 -6 = 10,2 ´ 4 ´ 1 ´ 1 ´ [(65 – 5) ´ 365] ´ (1+ 0,3) ´ 10 -6 = 1,16158 Гкал/год

где: g_um h = 10,2 л/сутки

Техническое заключение • Расчет максимальной тепловой нагрузки

В результате выполненных расчетов тепловой нагрузки на отопление и горячее водоснабжение нежилого помещения получены такие результаты:

№ п.п.	Тепловые нагрузки, Гкал/ч			Годовое потребление, Гкал/год
	Договорные	Расчетные
		Средние	Макси- мальные	Дого- ворное	Расчетное
1	2	3	4	5	6	7
1	Отопление	0,057	0,00567613	135,857	13,3722
2	ГВС	0,0029	0,000117	0,014245	22,787	1,1616
3	Вентиляция	–	–	–	–	–
4	Производстве- нные нужды	–	–	–	–	–
Итого:		0,0599	0,000117	0,01992113	158,644	14,5338

Расчет тепловой нагрузки • Согласование в МОЭК

Список нормативно-технической и специальной литературы

Расходы тепла подсчитаны согласно и с учетом требований следующих документов:

1. Методических указаний по определению расходов топлива, электроэнергии и воды на выработку теплоты отопительными котельными коммунальных теплоэнергетических предприятий (ГУП Академия коммунального хозяйства им. К.Д. Памфилова, 2002 г.);
2. СНиП 23-01-99* «Строительная климатология»;
3. Расчет систем центрального отопления (Р.В. Щекин, В.А. Березовский, В.А. Потапов, 1975 г.);
4. Справочник проектировщика «Внутренние санитарно-технические устройства» (И.Г. Староверов, 1975 г.);
5. СП30.13330 СНиП 2.04.-85* «Внутренний водопровод и канализация зданий».
6. «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».
7. СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»
8. СНиП 23-01-99* «Строительная климатология»
9. СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий»
10. ГОСТ Р 54853-2011. Здания и сооружения. Метод определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций с помощью тепломера
11. ГОСТ 26602.1-99 «Блоки оконные и дверные. Методы определения сопротивления теплопередаче»
12. ГОСТ 23166-99 «Блоки оконные. Общие технические условия»
13. ГОСТ 30971-2002 «Швы монтажные узлов примыканий оконных блоков к стеновым проемам. Общие технические условия»
14. Федеральный закон Российской Федерации от 23 ноября 2009 г. N 261-ФЗ “Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности, и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации”.
15. Приказ Минэнерго России от 30.06.2014 N 400 “Об утверждении требований к проведению энергетического обследования и его результатам и правил направления копий энергетического паспорта, составленного по результатам обязательного энергетического обследования”.