(495) 766-86-01603-971-803
Мы работаем по выходным - тел. 8-926-197-21-13
 

Как определить тепловую нагрузку на отопление


Расчет тепловой нагрузки отопления здания. Определяем потери

Отопительная система является многокомпонентной схемой, предназначенной для обеспечения требуемых температурных показателей в зданиях. Грамотный расчёт показателей тепловой нагрузки обогрева позволяет минимизировать затраты на оплату энергоносителей и сделать пребывание в здании комфортным вне зависимости от времени года.

Определение тепловой нагрузки

Само определение «Тепловая нагрузка» характеризует получение определённого количества теплоэнергии за одну единицу времени в конкретных условиях. В отопительный сезон такой показатель должен изменяться согласно установленному температурному графику теплоснабжения. Он отражает общий объём теплоэнергии, расходуемой всей отопительной конструкцией на прогрев строений до нормативного температурного уровня в самый холодный период.

Профессиональный расчёт показателя нагрузки необходим в следующих случаях:

  • отсутствие приборов учёта;
  • сокращение расчётной нагрузки;
  • снижение расходов на обогрев здания;
  • проектирование индивидуальной системы обогрева;
  • изменение состава потребляющего энергию оборудования;
  • подтверждение лимита для потребляемой тепловой энергии;
  • выявление причин потери тепловой эффективности и перерасхода;
  • оптимальное распределение субабонентов, использующих в работе тепло;
  • подсоединение к схеме отопления построек и сооружений, потребляющих тепло;
  • уточнение тепловых нагрузок и заключение договора со снабжающими организациями.

При определении максимальной почасовой нагрузки на отопление учитывается количество тепла, используемого с целью сохранения нормированных показателей на протяжении одного часа при максимально неблагоприятных внешних воздействиях.

Как рассчитать нагрузку?

Показатель тепловой нагрузки определяется несколькими наиболее важными факторами, поэтому при выполнении расчётных мероприятий в обязательном порядке требуется учитывать:

  • общую площадь остекления и количество дверей;
  • разницу температурных режимов за пределами и внутри строения;
  • уровень производительности, режим эксплуатации системы вентиляции;
  • толщину конструкций и материалы, задействованные в возведении строения;
  • свойства кровельного материала и основные конструктивные особенности крыши;
  • величину инсоляции и степень поглощения солнечного тепла внешними поверхностями.

Практикуется применение нескольких способов вычисления тепловой нагрузки, которые заметно различаются не только степенью сложности, но и точностью полученных расчётных результатов. Важно предварительно собрать необходимые для проектирования и расчётных мероприятий сведения, касающиеся схемы установки радиаторов и места вывода ГВС, а также поэтажный план и экспликацию сооружения.

Формулы расчёта

Исходя из общих потребностей здания в тепловой энергии и технических характеристик постройки, с целью определения оптимального количества теплоты за единицу времени могут использоваться разные стандартные формулы.

При отсутствии приборов учёта: Q = V × (Тх - Тy) / 1000

Обозначение

Параметр

V

Объём теплового носителя в отопительной системе

Тх

Показатели температурного режима нагретого теплоносителя (60-65оС)

Тy

Исходная температура не нагретого теплового носителя

1000

Стандартный поправочный числовой множитель

Схема отопления с замкнутым типом контура:

Qот = α × qо × V × (Тв - Тн.р) × (1 + Kн.р) × 0,000001

Обозначение

Параметр

α

 

Корректирующий погодные характеристики числовой множитель при уличном температурном режиме, отличном от минус 30 оС

V

 

Показатели объёма строения в соответствии с наружными замерами

 

Отопительный удельный показатель при температурном режиме -30оС

 

Расчётные показатели внутреннего температурного режима в строении

tн.р

 

Расчётный режим наружного температурного режима для проектирования отопительной системы

Kн.р

Поправочный числовой множитель в виде соотношения теплопотерь с инфильтрацией и тепловой передачей посредством внешних конструктивных элементов

Применение поправочного числового множителя

При выполнении расчётов тепловой нагрузки обязательно учитывается поправочный числовой множитель, при помощи которого определяется отличие расчётного температурного режима наружного воздуха для проектов отопительных систем. В таблице представлены поправочные числовые множители для различных климатических зон, расположенных на территории Российской Федерации.

-35оС

-36оС

-37оС

-38оС

-39оС

-40оС

0,95

0,94

0,93

0,92

0,91

0,90

В других регионах России, где расчётный температурный режим наружных воздушных масс при проектировании отопительной системы находится на уровне минус 31°С или ниже, значения расчётных температур внутри обогреваемых помещений принимаются в соответствии с данными, приведёнными в действующей редакции СНиП 2.08.01-85.

На что обратить внимание при расчётах

В соответствии с действующим СНиП, на каждые 10 м2 обогреваемой площади должно приходится не менее 1 кВт тепловой мощности, но при этом в обязательном порядке учитывается так называемый региональный поправочный числовой множитель:

  • зона с умеренными климатическими условиями – 1.2-1.3;
  • территория южных регионов – 0.7-0.9;
  • районы крайнего севера – 1.5-2.0.

Кроме прочего, немаловажное значение имеет высота потолочных конструкций и индивидуальные тепловые потери, которые напрямую зависят от типовых характеристик эксплуатируемого строения. Как правило, на каждый кубометр полезной площади затрачивается 40 ватт тепловой энергии, но при выполнении расчётов потребуется также учитывать следующие поправки:

  • наличие окна – плюс 100 ватт;
  • наличие двери – плюс 200 ватт;
  • угловое помещение – поправочный числовой множитель 1.2-1.3;
  • торцевая часть здания – поправочный числовой множитель 1.2-1.3;
  • частное домовладение – поправочный числовой множитель 1.5.

Практическое значение имеют показатели потолочного и стенового сопротивления, потери тепла через конструкции ограждающего типа и функционирующую вентиляционную систему.

Вид материала

Уровень термического сопротивления

Кирпичная кладка в три кирпича

 

0,592 м2 × с/Вт

 

Кирпичная кладка в два с половиной кирпича

0,502 м2 × с/Вт

 

Кирпичная кладка в два кирпича

 

0,405 м2 × с/Вт

 

Кирпичная кладка в один кирпич

0,187 м2 × с/Вт

 

Газосиликатные блоки толщиной 200 мм

 

0,476 м2 × с/Вт

Газосиликатные блоки толщиной 300 мм

0,709 м2 × с/Вт

Бревенчатые стены толщиной 250 мм

0,550 м2 × с/Вт

Бревенчатые стены толщиной 200 мм

0,440 м2 × с/Вт

Бревенчатые стены толщиной 100 мм

0,353 м2 × с/Вт

Деревянный неутеплённый пол

1,85 м2 × с/Вт

Двойная деревянная дверь

0,21 м2 × с/Вт

Штукатурка толщиной 30 мм

0,035 м2 × с/Вт

Каркасные стены толщиной 20 см с утеплением

0,703 м2 × с/Вт

В результате функционирования вентиляционной системы потери тепловой энергии в зданиях составляют порядка 30-40%, через кровельные перекрытия уходит примерно 10-25%, а сквозь стены – около 20-30%, что должно учитываться при проектировании и расчёте тепловой нагрузки.  

Средняя тепловая нагрузка

Максимально просто осуществляется самостоятельный расчёт тепловой нагрузки по площади здания или отдельно взятого помещения. В этом случае показатели обогреваемой площади умножаются на уровень тепловой мощности (100 Вт). Например, для здания общей площадью 180 м2 уровень тепловой нагрузки составит:

180 × 100 Вт = 18000 Вт

Таким образом, для максимально эффективного обогрева здания площадью 180 м2 потребуется обеспечить 18 кВт мощности. Полученный результат необходимо разделить на количество тепла, выделяемого в течение одного часа отдельной секцией установленных отопительных радиаторов.

18000 Вт / 180 Вт = 100

В результате можно понять, что в разных по назначению и площади помещениях здания должно быть установлено не менее 100 секций. С этой целью можно приобрести 10 радиаторов, имеющих по 10 секций, или остановить свой выбор на других вариантах комплектации. Следует отметить, что средняя тепловая нагрузка чаще всего рассчитывается в зданиях, оснащённых централизованной системой отопления при температурных показателях теплоносителя в пределах 70-75оС.  

Расчёт тепловой нагрузки ГВС

Общие показатели тепловой нагрузки на оборудованную систему горячего водоснабжения в течение года определяются в соответствии со следующей формулой:

Qyhw = 24 Qhw / 1 + khl = (365 – m) × khl + zht + а × (365 – m – zht) × 55 – twcs /55 – twc

Обозначение

Параметр

khl

Поправочный числовой множитель тепловой потери трубопроводными системами горячего водоснабжения

twc

Температурные показатели холодной воды (стандарт – 5)

m

Количество суток без горячего водоснабжения

zht

 

Количество суток в течение отопительного сезона при среднесуточных показателях температуры на улице ниже 8°C

а

 

Поправочный числовой множитель снижения уровня разбора воды в зданиях летом: 0,9 – жилые строения и 1 – здания другого назначения

twcs

Температурные показатели холодной воды летом (для открытых источников водоснабжения поправочный числовой множитель равен 15)

Нужно учитывать, что среднюю почасовую тепловую нагрузку на горячее водоснабжение в зданиях необходимо определять не только для зимнего отопительного сезона, но и для неотопительного периода в летние месяцы. При этом важно помнить, что если в процессе проектирования системы отопления выявлено, что оптимизация расходов на оплату энергоносителя – это не приоритетная задача, то вполне допустимо использовать на практике наименее точные и простые в понимании методики расчётов. 

Читайте так же:

Основы нагрева и охлаждения

Что вы узнаете

Вы получите представление о теплопередаче применительно к зданиям и о различных факторах, которые необходимо учитывать при расчете нагрузок на отопление и охлаждение здания. После прохождения курса вы должны знать:

  • Как использовать простую процедуру расчета теплопотерь
  • Как находить и использовать местные климатические данные
  • Теплофизические свойства строительных материалов
  • Последствия инфильтрации воздуха и вентиляции
  • Основные понятия и методы определения охлаждающей нагрузки
  • Воздействие окон, стен, крыш и перегородок на нагрузки
  • Основные виды внутренних нагрузок
  • Как использовать метод CLTD
  • Как использовать метод передаточной функции

Содержание курса

  • Теплопередача и расчет нагрузки - Проводимость; конвекция; радиация; тепловая емкость; и явная и скрытая теплопередача.
  • Простая процедура расчета потерь тепла - Основной процесс; пример здания; и полезные комментарии.
  • Расчетные температурные условия и погодные данные - Расчетные внутренние и внешние условия; расчетная зимняя наружная температура; данные о ветрах и годовых экстремальных погодных условиях; летние дизайнерские условия на открытом воздухе; и другие источники климатической информации.
  • Тепловые свойства материалов - Свойства строительных материалов; U-факторы для неоднородных участков; поверхностное сопротивление и мертвые воздушные пространства; и тепловые характеристики среди альтернатив.
  • Теплообмен через стены, крышу и полы - Описание здания; зонирование дизайна; неотапливаемые помещения; монолитная плита; подвал; пространство для обхода; слуховые окна, фронтоны и свесы; и резюме строительства.
  • Инфильтрация и вентиляция - Источники инфильтрации; способ воздухообмена; метод эффективной площади утечки; вентиляция; увлажнение и контроль влажности.
  • Расчет охлаждающей нагрузки - Расход тепла; первоначальное рассмотрение проекта; и методы расчета.
  • Нагрузки от кондиционирования воздуха на стены, крыши и перегородки - Температура солнечного воздуха; CLTD для крыш; CLTD для стен; межкомнатные перегородки; и образец проблемы.
  • Охлаждающие нагрузки из окон - Коэффициент усиления окна по теплопроводности; поступление солнечного тепла; внутренние и внешние устройства затемнения; и пример расчетов.
  • Внутренние нагрузки - Освещение; мощность; бытовая техника; люди; выигрывает система охлаждения; и примеры.
  • Пример расчета тепловой и охлаждающей нагрузки - Пример определения проблемы; сбор исходных данных и предположения; тепловая нагрузка; и охлаждающая нагрузка.
  • Метод передаточной функции - Прирост тепла за счет теплопроводности через внешние стены и крыши; преобразование охлаждающей нагрузки из притока тепла; и использование функций передачи номера.

Кому следует записаться на этот курс?

Это отличный курс для всех, кому нужен общий обзор принципов теплопередачи и расчета нагрузки на отопление и охлаждение. Вы получите пользу от этого курса, если вы:

  • Недавний выпускник инженерного факультета, работающий в сфере HVAC & R.
  • Опытный инженер, пришедший в область HVAC & R из другой инженерной области.
  • Архитектор, техник, специалист по строительству или управлению зданиями, который хочет расширить свои знания о системах HVAC.

Начало работы:

Самостоятельное обучение Групповое обучение
Цена :
189 долларов (член ASHRAE: 142 доллара)

Цена : (минимум 10)
ASHRAE Chapter : 66 долларов за учебник
Университет / колледж : 66 долларов за учебник
Компания : 88 долларов за учебник

Заработайте 35 PDH / 3.5 CEU Участники зарабатывают CEU в соответствии с количеством проведенных часов курса
Купить I-P Edition Отправить в программу текстов группового обучения
.

Как работают радиаторы | HowStuffWorks

Тепло может передаваться тремя способами: конвекцией, излучением и теплопроводностью. Проводимость - это способ передачи тепла в твердом теле и, следовательно, способ его передачи в радиаторе. Проводимость возникает, когда два объекта с разной температурой вступают в контакт друг с другом. В точке встречи двух объектов более быстро движущиеся молекулы более теплого объекта врезаются в более медленные молекулы более холодного объекта.Когда это происходит, более быстрые молекулы от более теплого объекта передают энергию более медленным молекулам, которые, в свою очередь, нагревают более холодный объект. Этот процесс известен как теплопроводность , - это то, как радиаторы отводят тепло от процессора компьютера.

Радиаторы обычно изготавливаются из металла, который служит проводником тепла, отводящим тепло от процессора. Однако у каждого типа металла есть свои плюсы и минусы. Во-первых, каждый металл имеет разный уровень теплопроводности.Чем выше теплопроводность металла, тем эффективнее он передает тепло.

Объявление

Одним из наиболее распространенных металлов, используемых в радиаторах, является алюминий. Алюминий имеет теплопроводность 235 Вт на Кельвин на метр (Вт / м · К). (Число теплопроводности, в данном случае 235, относится к способности металла проводить тепло. Проще говоря, чем выше показатель теплопроводности металла, тем больше тепла может проводить металл.) Алюминий также дешев в производстве и имеет небольшой вес. Когда прикреплен радиатор, его вес создает определенную нагрузку на материнскую плату, для которой материнская плата предназначена. Тем не менее, легкий алюминиевый корпус полезен тем, что добавляет небольшой вес и нагрузку на материнскую плату.

Медь - один из лучших и наиболее распространенных материалов, используемых для изготовления радиаторов. Медь имеет очень высокую теплопроводность - 400 Вт / мК. Однако он тяжелее алюминия и дороже.Но для операционных систем, требующих значительного отвода тепла, часто используется медь.

Так куда же девается тепло, когда оно отводится от процессора через радиатор? Вентилятор внутри компьютера перемещает воздух через радиатор и выходит из компьютера. У большинства компьютеров также есть дополнительный вентилятор, установленный непосредственно над радиатором, чтобы помочь должным образом охладить процессор. Радиаторы с этими дополнительными вентиляторами называются активными радиаторами , а радиаторы с одним вентилятором называются пассивными радиаторами .Наиболее распространенным вентилятором является корпусный вентилятор , который забирает холодный воздух снаружи компьютера и продувает его через компьютер, вытесняя горячий воздух сзади.

.

HVAC Systems - Центральный офис китайского телевидения

Чертежи и схемы

На следующих изображениях показан внешний вид Штаб-квартира CCTV с разных сторон. Помимо стальных конструкций элементов, весь фасад покрыт стеклянными панелями, пропускающими солнечный свет освещать почти 100% здания.

просмотров в перспективе с обеих сторон здания.

Ниже показано, как отапливается и охлаждение по однолинейной схеме. В основании здания расположены шесть Чиллеры мощностью 10 МВт и два чиллера по 2 МВт, подключенные к системе охлаждения на крыше башни. Вода охлаждается в чиллерах в течение ночи (для повышения эффективности) и в течение дня, когда это необходимо, и распределяется по каждому из девяти основных воздушных платформы. Каждая платформа состоит из нескольких больших параллельно соединенных вентиляционных систем. агрегаты, которые питают до 20 этажей и могут отключаться индивидуально, когда использовать.Наконец, нагретая вода, выходящая из чиллеров, затем перекачивается в установленные на крыше градирни, где охлаждается и отправляется обратно в чиллеры, где процесс возобновляется.

.

Смотрите также