Методика расчета тепловых нагрузок

АудитЭнерго / Методика расчета тепловых отопительных нагрузок (по ограждающим конструкциям, по отопительным приборам)

ООО «КОНСАЛТИНГОВАЯ КОМПАНИЯ «АУДИТЭНЕРГО»

246029, Гомель, ул. Братьев Лизюковых, 14а, 2-18; 2-20

Тел./факс (0232) 25-58-60, 31-05-47, (029) 654-05-91 http://www.auditenergo.by , info@auditenergo.by

МЕТОДИКА РАСЧЕТА

ТЕПЛОВЫХ ОТОПИТЕЛЬНЫХ НАГРУЗОК,

ВСТРОЕННЫХ ИЗОЛИРОВАННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

ООО «КОНСАЛТИНГОВАЯ КОМПАНИЯ «АУДИТЭНЕРГО»

СОДЕРЖАНИЕ

Введение3
1 Расчет тепловых отопительных нагрузок по ограждающим конструкциям5
2 Расчет тепловых отопительных нагрузок по отопительным приборам8
Список использованных источников15

1 ВВЕДЕНИЕ

Расчет тепловых отопительных нагрузок допускается выполнять двумя способами:

1. По ограждающим конструкциям;

2. По фактически установленным отопительным приборам.

Если в систему отопления с момента строительства здания не вносились изменения, то расчетная отопительная нагрузка, выполненная по ограждающим конструкциям, будет равна нагрузке определенной по отопительным приборам, и не имеет значения каким способом сделан расчет, можно применять любую методику.

При отсутствии данных по теплофизическим свойствам материалов применяемых при строительстве, расчет отопительной нагрузки по ограждающим конструкциям, необходимо выполнять по нормативному сопротивлению теплопередаче ограждающей конструкции, принятому по ТНПА в соответствии с годом строительства, или реконструкции (терморенновации, при которой также была произведена модернизация системы отопления, т.е. уменьшение нагрузки радиаторов).

В случае если в помещении отопительные приборы были демонтированы (например, переоборудование в продуктовый магазин, который обладает значительными внутренними тепловыделениям от холодильного оборудования), или установлены новые, расчет необходимо выполнять по фактически установленным отопительным приборам.

Если в изолированном помещении отсутствуют наружные ограждающие конструкции (помещение расположено внутри здания), но установлены отопительные приборы, расчет отопительной нагрузки производится по фактически установленным отопительным приборам.

Если в изолированном помещении отсутствуют отопительные приборы, и транзитные трубопроводы, помещение обладает наружными ограждающими конструкциями, а смежные помещения отапливаются, то расчет отопительной нагрузки производится по ограждающим конструкциям.

В случае обогрева одного помещения, разделенного на небольшие павильоны, мастерские и т.д. (помещения не закрытого типа), расчет тепловой нагрузки производится по любой из методик, а распределение нагрузки между потребителями осуществляется пропорционально занимаемому объему, нагрузка мест общего пользования также распределяются пропорционально занимаемому объему.

Результат расчета нагрузки по отопительным приборам может оказаться завышенным если в расчетном помещении установлены конечные, по ходу движения теплоносителя, радиаторы системы отопления (как правило в данном случае устанавливаются радиаторы с бо́льшим количеством секций), что необходимо скорректировать расчетной температурой в подающем трубопроводе.

При определении нагрузки в зданиях старой постройки (до 1970-х годов), необходимо учитывать вероятность ее завышения при расчете по отопительным приборам, вследствие пониженного проектного температурного графика, или других факторов, в данном случае рекомендуется выполнять расчет по ограждающим конструкциям.

1 Расчет тепловых отопительных нагрузок по ограждающим конструкциям

Расчетная тепловая отопительная нагрузка , Вт, определяется через каждую ограждающую конструкцию (или ее часть) отдельно, по формуле [1]

(1.1)

где	А	–	расчетная площадь ограждающей конструкции, м ²;
	R _Т	–	сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, (м ²×°C)/Вт (принимается равным нормативному сопротивлению теплопередаче ограждающей конструкции, по ТНПА в соответствии с годом строительства, или реконструкции (терморенновации, при которой также была произведена модернизация системы отопления, т.е. уменьшение нагрузки радиаторов), [7-15];
	t _В	–	расчетная температура воздуха в помещении, °C [5, 6];
		–	расчетная температура наружного воздуха, или температура воздуха более холодного помещения – при расчете потерь теплоты через внутренние ограждающие конструкции, °С [4];
	b	–	коэффициент, учитывающий добавочные теплопотери. [1];
	n	–	коэффициент положения ограждения относительно наружного воздуха, [7-15];

К добавочным потерям относятся: добавка на ориентацию ограждения по сторонам света; добавка на угловое помещение, имеющее две и более наружных; добавка на вырывание холодного воздуха через наружные двери в здание, не оборудованное воздушно-тепловой завесой, при их кратковременном открывании, а так же добавка на инфильтрацию.

Добавочные потери теплоты через ограждающие конструкции b следует принимать в долях от основных потерь [1]:

а) в помещениях любого назначения через наружные вертикальные и наклонные (вертикальная проекция) стены, двери и окна, обращенные на север, восток, северо-восток и северо-запад – 0,10, на юго-восток и запад – 0,05;

в общественных, административных, бытовых и производственных помещениях через две наружные стены и более – 0,15, если одна из ограждающих конструкций обращена на север, восток, северо-восток и северо-запад, и 0,10 – в других случаях;

в угловых помещениях – дополнительно по 0,05 на каждую стену, дверь и окно;

б) в помещениях через стены, двери и окна и обращенных на любую из сторон света, - 0,08 по одной наружной стороне и 0,13 – для угловых помещений, а во всех жилых помещениях – 0,13 независимо от количества наружных стен;

в) через наружные двери, не оборудованные воздушными или воздушно-тепловыми завесами, при высоте зданий Н, м, от средней планировочной отметки земли до верха карниза, центра вытяжных отверстий фонаря или устья шахты:

0,20 Н – для тройных дверей с двумя тамбурами между ними;

0,27 Н – для двойных дверей с тамбуром между ними;

0,34 Н – для двойных дверей без тамбура;

0,22 Н – для одинарных дверей;

г) через наружные ворота, не оборудованные воздушными и воздушно-тепловыми завесами, - 3,00 при отсутствии тамбура и 1,00 – при наличии тамбура у ворот.

Примечание – для летних и запасных наружных дверей и ворот добавочные потери теплоты по перечислениям в) и г) не следует учитывать.

Результаты расчета отопительной нагрузки рекомендуется отображать по форме в таблицы 1.1.

Таблица 1.1 – Расчет отопительной нагрузки

№ пп

Наимено-вание помещения

Наружная ОК

t_В , ^oC

t^Р_Н , ^oC

Ориент. по стор. горизонта

Площадь НОК А, м²

Нормативное сопротивление теплопередаче в соответствии с годом строительства, R_Т, м ^2оС/Вт

Коэффициент положения, n

Коэффициент учитывающий добавочные теплопотери, b

Q^Р_ОТ , Вт

на ориентацию

прочие

1+ Sb

Год постройки -

ТНПА принимаемые к расчету -

Стена

Дверь

Пол

Потолок

Итого

ВСЕГО

Вт

Гкал/ч

2 Расчет тепловых отопительных нагрузок по отопительным приборам

Суммарная расчетная тепловая отопительная нагрузка Q ^Р_ОТ.СУМ, Гкал/ч, определяется по формуле [2]

Q ^Р _ОТ = Q^Р_ОТ + Q ^Р_ТР (2.1)

где	Q ^Р _ОТ	–	расчетная отопительная нагрузка, Гкал/ч;
	Q ^Р _ТР	–	теплоотдача открыто расположенных в пределах помещений трубопроводов системы отопления, Гкал/ч.

Расчетная отопительная нагрузка Q^Р _ОТ, Мкал/ч, определяется по формуле [2, 3]

(2.2)

где	Q _НУ	–	номинальный тепловой поток отопительного прибора при нормированных условиях, кВт (принимается по паспортным, справочным данным);
	q	–	температурный напор, равный разности полусуммы температур теплоносителя на входе и выходе отопительного прибора и температуры воздуха помещения,°C (при расчете данной величины необходимо учитывать снижение температуры теплоносителя в подающем трубопроводе в конечных, по ходу его движения, отопительных приборах системы отопления, т.е. менее 95°C, но не менее 70°C);
	М	–	массовый расход теплоносителя через отопительный прибор (один присоединительный штуцер конвектора проходного исполнения ), кг/с (таблица 2.1);
	m , р	–	эмпирические показатели степени соответственно при относительном температурном напоре и расходе теплоносителя (таблица 2.1);

b	–	поправочный коэффициент на расчетное барометрическое давление;
Y	–	коэффициент, учитывающий уменьшение теплового потока при движении теплоносителя через отопительный прибор по схеме «снизу-вверх»;
с	–	коэффициент, учитывающий схему присоединения прибора и изменение показателя степени р в различных диапазонах расхода теплоносителя (таблица 2.1);
b	–	коэффициент, учитывающий число секций в чугунном секционном радиаторе.

Поправочный коэффициент на расчетное барометрическое давление б определяется по формуле [3]

(2.3)

где	S	–	лучистая составляющая теплового потока отопительного прибора, равная: 0,45 – для однорядных стальных панельных радиаторов; 0,3 – для чугунных секционных радиаторов и двухрядных стальных радиаторов; 0,25 – для настенных конвекторов без кожуха, трубы отопительной чугунной ребристой и прибора отопительного типа «Коралл» однорядного по глубине; 0,2 – для прибора отопительного типа «Коралл» двухрядного по глубине; 0,05 – для конвекторов с кожухом;
	Р_б	–	расчетное барометрическое давление, гПа;
	m	–	эмпирический показатель степени соответственно при относительном температурном напоре и расходе теплоносителя (таблица 2.1)

Коэффициент Y, учитывающий уменьшение теплового потока отопительного прибора при движении теплоносителя через прибор “снизу-вверх” (для приборов с расположением присоединительных штуцеров в одной

вертикальной плоскости), определяется по формуле [3]

(2.4)

где	а	–	коэффициент в зависимости от типа отопительного прибора, равный: 0,006 – для чугунных секционных радиаторов, стальных панельных и биметаллических радиаторов; 0,002 – для конвекторов;
	t _Н	–	температура теплоносителя на выходе в отопительный прибор, °C;
	t _K	–	температура теплоносителя на выходе из отопительного прибора, °C.

При движении теплоносителя через отопительный прибор «сверху-вниз» (для чугунных секционных радиаторов, стальных панельных и биметаллических радиаторов), а также при любом направлении движения теплоносителя через стальные панельные радиаторы типа РСГ и конвекторы типа «Прогресс», коэффициент Y принимается равным 1.

Коэффициент b, учитывающий изменение теплового потока в зависимости от числа секций в чугунных, и биметаллических секционных радиаторах, определяется по формуле

(2.5)

где

–

количество секций радиатора.

Для всех остальных отопительных приборов коэффициент b равен 1.

Теплоотдача открыто расположенных в пределах помещений трубопроводов системы отопления Q^Р _ТР, Гкал/ч определяется по формуле [2]

Q ^Р _ТР = q_В ×L_В +q_Г × L_Г, (2.6)

где	q _В	–	теплоотдача 1 м вертикальных труб, Вт/м [2], таблица 2.2;
	L _В	–	длинна вертикальных труб, м;
	q _Г	–	теплоотдача 1 м горизонтальных труб, Вт/м [2], ], таблица 2.2;
	L _Г	–	длинна горизонтальных труб, м.

Таблица 2.1 – Поправочные коэффициенты

Тип отопительного прибора	Направление движения теплоносителя через отопительный прибор	Расход теплоносителя М, кг/сек	Значение коэффициентов
Тип отопительного прибора		Расход теплоносителя М, кг/сек	m	p	c
Радиатор чугунный секционный, биметаллический, стальной панельный одно- и двух- рядный	Сверху - вниз	0,005-0,014	1,3	0,02	1,039
		0,015-0,149	1,3	0	1
		0,15-0,25	1,3	0,01	0,996
	Снизу-вверх	0,005-0,017	1,25	0,12	1,113
	Снизу-вверх	0,018-0,25	1,25	0,04	0,97
	Снизу - вниз	0,005-0,032	1,15	0,08	1,092
	Снизу - вниз	0,033-0,25	1,15	0	1
Конвектор настенный с кожухом типа «Комфорт-20» и конвектор напольный с кожухом типов «Ритм», «Ритм-1500»	-	0,01-0,024	1,35	0,18	1
	-	0,025-0,25	1,35	0,07	1
Конвектор напольный высокий типа КВ	-	0,01-0,25	1,25	0,1	1
Конвекторы настенные с кожухом типов «Универсал», «Универсал С»	Любое	0,01-0,024	1,3	0,18	1
	Любое	0,025-0,25	1,3	0,07	1
Конвектор напольный высокий типа «Аккорд» одно- и двухрядный	Любое	0,01-0,25	1,2	0,03	1
Радиатор стальной панельный типа РСГ2 однорядный	Сверху - вниз	0,006-0,08	1,3	0,025	1
	Сверху - вниз	0,09-0,25	1,3	0	1
	Снизу-вверх	0,006-0,08	1,25	0,08	1
	Снизу-вверх	0,09-0,25	1,25	0	1
Радиатор стальной панельный типа РСГ2 двухрядный	Сверху -вниз	0,006-0,08	1,3	0,01	1
	Сверху -вниз	0,09-0,25	1,3	0	1
	Снизу-вверх	0,006-0,08	1,25	0,08	1
	Снизу-вверх	0,09-0,25	1,25	0	1

Продолжение таблицы 2.1

Тип отопительного прибора	Направление движения теплоносителя через отопительный прибор	Расход теплоносителя М, кг/сек	Значение коэффициентов
Тип отопительного прибора		Расход теплоносителя М, кг/сек	m	p	c
Конвектор отопительный типа «Прогресс» 15К	Любое	0,01-0,25	1,2	0,06	1
Конвектор отопительный типа «Прогресс» 20К	Любое	0,01-0,25	1,14	0,07	1
Труба отопительная чугунная ребристая	-	0,01-0,25	1,25	0,07	1
Прибор отопительный биметаллический литой типа «Коралл»	-	0,01-0,25	1,3	0,04	1

При отсутствии необходимого отопительного прибора в таблице, принимаются данные прибора аналогичного по конструкции.

Таблица 2.2 – теплоотдача 1 м труб, Вт/м

t_ТР-t_В, ° C	Вертикальные, d_У						Горизонтальные, d_У
t_ТР-t_В, ° C	15	20	25	32	40	50	15	20	25	32	40	50
40	28	36	44	56	64	79	38	46	57	74	77	93
41	30	37	46	58	66	82	39	47	59	77	79	95
42	30	38	47	60	68	85	41	50	63	79	80	99
43	31	39	49	61	70	87	42	52	65	81	84	101
44	32	41	51	64	72	88	43	53	66	84	86	105
45	34	42	52	65	74	93	44	55	68	86	88	107
46	34	43	53	67	77	95	44	57	71	89	89	110
47	35	44	55	68	78	97	46	58	72	92	92	113
48	36	45	56	71	80	100	47	59	74	93	94	115
49	37	46	58	73	82	103	49	60	75	94	97	118
50	38	47	59	74	85	106	50	60	73	95	100	122
51	38	49	60	76	86	108	51	61	74	96	102	125
52	39	50	62	78	88	111	52	64	76	97	106	129
53	41	51	64	80	91	114	53	65	79	98	108	132
54	41	52	65	82	93	117	56	66	80	99	110	135
55	43	53	67	84	96	120	57	68	82	101	113	138
56	44	54	68	86	97	123	58	70	85	103	116	141
57	44	56	70	88	99	125	59	71	86	106	118	144
58	45	57	72	91	101	128	60	73	88	108	121	148
59	46	58	73	92	103	131	61	74	91	112	124	151
60	47	59	74	94	107	134	63	77	92	114	127	155
61	49	61	76	96	109	137	65	79	94	115	129	157
62	50	63	78	98	111	141	66	80	96	118	132	160

Продолжение таблицы 2.2

t_ТР-t_В, ° C	Вертикальные, d_У						Горизонтальные, d_У
t_ТР-t_В, ° C	15	20	25	32	40	50	15	20	25	32	40	50
63	51	64	79	100	114	143	67	81	98	121	135	164
64	52	65	81	102	116	146	69	83	100	123	137	167
65	53	66	83	105	119	149	70	85	102	125	141	171
66	55	67	85	106	121	152	71	86	104	128	143	174
67	55	68	86	108	123	156	73	88	106	130	145	177
68	56	70	88	110	125	158	74	89	108	132	149	182
69	57	72	89	113	128	162	75	92	110	135	151	185
70	59	74	93	117	131	165	77	93	113	138	155	187
71	60	75	94	119	135	167	79	95	114	141	157	191
72	61	77	96	121	137	171	80	96	116	143	160	194
73	63	78	97	123	140	174	81	97	118	145	163	198
74	64	80	100	125	143	178	82	100	121	148	166	202
75	65	81	101	128	145	180	84	102	123	151	168	205
76	66	83	103	130	148	185	86	103	125	153	172	208
77	67	84	107	133	151	187	87	105	128	156	174	213
78	68	86	107	135	152	191	89	107	128	159	178	215
79	70	87	109	137	154	194	91	108	131	162	180	218
80	71	88	110	139	158	196	92	109	134	164	184	223
81	72	89	113	142	160	200	93	111	136	166	186	227
82	73	92	114	144	165	203	94	114	138	170	189	230
83	74	93	116	146	166	207	96	115	141	172	192	235
84	75	94	119	149	169	210	98	117	143	174	195	238
85	77	96	120	151	173	214	100	120	145	178	198	242
86	78	98	122	153	174	217	101	121	146	180	201	246
87	79	99	124	156	177	221	101	123	149	182	204	250
88	81	101	125	158	180	224	102	125	151	186	208	253
89	81	102	128	162	182	228	105	127	153	188	210	257
90	82	103	130	164	186	231	107	128	156	191	214	260

Некоторые производители отопительных приборов предлагают собственные методики расчета, отличие в конечном результате не значительные, однако в расчетах рекомендуется использовать рекомендации производителя.

Результаты расчета отопительной нагрузки рекомендуется отображать по форме в таблицы 2.3, 2.4.

Таблица 2.3– Расчет отопительной нагрузки

№ п.п.

Наименование помещения

Тип радиатора

Кол. секций

Кол. радиато-ров

F, м²

Q_НУ, кВт

t_В , ^оС

Q^Р_ОТ,, кВт

Q^Р_ОТ, Мкал/ч

Таблица 2.4– Расчет теплоотдачи открыто расположенных в пределах помещений трубопроводов системы отоплении

№ п.п.	Наименование помещения	Назначение (подающий/ обратный)	Условный диаметр, d_У, мм	Длинна, L, м	t_В , ^оС	t_ТР , ^оС	D t , ^оС	q_{В, Г} , Вт/м	Q^Р_ТР, кВт	Q^Р_ТР, Мкал/ч
Вертикальные трубопроводы


	Итого
Горизонтальные трубопроводы


	Итого
ВСЕГО

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. СНБ 4.02.01-03. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха.

2. Внутренние санитарно-технические устройства. Ч. 1. Отопление. – М.: Стройиздат, 1990.

3. Строительный каталог СК-8. Инженерное оборудование зданий и сооружений. – М.: 1988.

4. БНБ 2.04.02 – 2000. Строительная климатология. (Изменение №1).

5. СНиП 2.08.02-89. Общественные здания и сооружения. М., 1991.

6. СНиП 2.09.04-89. Административные и бытовые здания. М., 1988 г.

7. СНиП II-А.7-62 Строительная теплотехника.

8. СНиП II-А.7-71 Строительная теплотехника.

9. СНиП II-3-79 Строительная теплотехника.

10. СНБ 2.01.01-93 Строительная теплотехника.

11. СНБ 2.04.01-97 Строительная теплотехника.

12. ТКП 45-2.04-43-2006 Строительная теплотехника.

13. Изменение №1 ТКП 45-2.04-43-2006 Строительная теплотехника.

14. Изменение №3 ТКП 45-2.04-43-2006 Строительная теплотехника.

15. Изменение №4 ТКП 45-2.04-43-2006 Строительная теплотехника.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Если вам необходимо выполнить подобные работы или проконсультироваться - позвоните нам: