Výpočet tepelných zátěží na vytápění, metodika a výpočetní vzorec. Stanovení tepelného zatížení pro vytápění

„Metodika pro určování množství tepelné energie a chladiva ve vodních systémech zásobování městským teplem“ (Metodika) byla vyvinuta při vývoji „Doporučení pro organizaci účtování tepelné energie a chladiva v podnicích, institucích a organizacích bytových a veřejných služeb. rozpočtového sektoru“ s cílem dalšího zdokonalování metodického základu úspor energetických zdrojů v bydlení a komunálních službách a rozpočtovém sektoru a je praktickou příručkou pro organizace zásobování teplem soustavy bydlení a komunálních služeb a spotřebitele (abonenty) – právnické osoby jejichž tepelná zařízení jsou napojena na vodovodní sítě obecní zásobování teplem, při provádění obchodního měření tepelné energie a chladiva.

Při zpracování Metodiky byla zvláštní pozornost věnována zajištění spolehlivosti stanovení množství tepelné energie a chladiva při použití výpočtové metody jako nejméně rozvinuté. Objem využití výpočtové metody a její význam by měl důsledně klesat s tím, jak se zvyšuje vybavenost zdrojů tepla (topných kotlů) a soustav spotřeby tepla měřicími přístroji a zvyšuje se podíl komerčních výpočtů založených na přístrojových a přístrojově-výpočtových metodách.

Metodika byla vyvinuta ruskou uzavřenou akciovou společností Roskommunenergo za účasti ruského sdružení „Komunitní energetika“ a specialistů z Oddělení bytového a komunálního komplexu Gosstroy Ruska.

1. ÚVOD

1. „Metodika pro stanovení množství tepelné energie a nosiče tepla ve vodních soustavách veřejného zásobování teplem“ (Metodika) byla vypracována za účelem:

– provádění nařízení vlády Ruské federace ze dne 08.07.97. července 832 N XNUMX „O zlepšení účinnosti využívání energetických zdrojů a vody podniky, institucemi a organizacemi ve veřejné sféře“ a „Hlavní směry a mechanismy pro energetiku Úspory v sektoru bydlení a veřejných služeb Ruské federace“;

– provádění kontroly kvality tepelné energie a tepelného nosiče, dodržování režimů dodávky a spotřeby tepla, jakož i dokumentace jejich ukazatelů.

2. Tato Metodika byla vypracována jako rozpracování „Doporučení k organizaci měření tepelné energie a nosičů tepla v podnicích, v institucích a organizacích bytových a komunálních služeb a veřejného sektoru“ jako praktická příručka pro komunální zásobování teplem. organizace vyrábějící a dodávající tepelnou energii a nosiče tepla spotřebitelům (předplatitelům), jakož i účastníkům – právnickým osobám, jejichž zásobování teplem je zajišťováno vodními soustavami veřejného zásobování teplem.

bilance tepelné energie v soustavě zásobování teplem (tepelná bilance) – výsledek distribuce tepelné energie dodávané zdrojem tepla (zdroje) s přihlédnutím ke ztrátám při přepravě a distribuci na hranici provozní odpovědnosti a využívané odběrateli;

bilance nosiče tepla v systému zásobování teplem (vodní bilance) – výsledek distribuce nosiče tepla (síťové vody) uvolněného zdrojem tepla (zdroji) s přihlédnutím ke ztrátám při přepravě do mezí provozní odpovědnosti, a používané předplatiteli;

zúčtovací období – doba stanovená smlouvou o dodávce tepla, za kterou musí být účastníkem stanovena a plně uhrazena spotřebovaná tepelná energie a spotřebovaný nosič tepla;

registrace – zobrazení naměřené hodnoty za určitý časový interval v digitální podobě nebo grafickém obrázku;

měřič tepelné energie a nosiče tepla (měřič tepla) – měřicí přístroj určený k měření uvolněné (spotřebované) tepelné energie a nosiče tepla, které prošly přívodním (přívodním) a zpětným (výstupním) potrubím prvku dodávky tepla a tepla systémy spotřeby (předmět měření); měřiče tepla se dělí na jedno-, dvou- a víceproudé v závislosti na počtu primárních konvertorů průtoku, které je doplňují, a na dvou-, tří- a vícebodové – v závislosti na počtu primárních konvertorů teploty, které je doplňují ;

měřič chladicí kapaliny (horká voda, studená voda) – měřicí zařízení určené k měření hmotnosti (objemu) chladicí kapaliny po určitou dobu;

měření tepelné energie a chladiva – stanovení množství tepelné energie a chladiva pro zúčtování mezi organizací zásobování teplem a odběrateli;

Měřič tepelné energie a chladiva (měřič) – soubor měřicích přístrojů a systémů certifikovaných podle stanoveného postupu a další zařízení určená pro komerční měření tepelné energie a chladiva;

normativní únik chladicí kapaliny – únik chladicí kapaliny, jehož velikost nepřesahuje hodnotu regulovanou požadavkem Pravidel pro technický provoz elektráren a sítí Ruské federace;

technologické ztráty chladiva – ztráty chladiva v důsledku technologických řešení a technické úrovně použitého zařízení;

nadměrný únik instalovaného chladiva – odvod chladiva, jehož skutečnost, umístění a velikost jsou formalizovány příslušným zákonem;

nadměrný únik chladicí kapaliny neidentifikován – únik chladicí kapaliny, jehož velikost přesahuje hodnoty regulované regulačními dokumenty, jejichž lokalizace a velikost nejsou pevné.

2. Obecná ustanovení

4. Uvolněná nebo spotřebovaná tepelná energie, Gcal (GJ), je určena jedním z následujících vzorců:

1.1. Výpočtová hodinová zátěž vytápění by měla být vzata na základě standardních nebo individuálních návrhů budovy.

Pokud se hodnota výpočtové teploty venkovního vzduchu převzatá v projektu pro návrh vytápění liší od aktuální normové hodnoty pro konkrétní území, je nutné přepočítat odhadovanou hodinovou tepelnou zátěž vytápěného objektu uvedenou v projektu podle vzorce:

kde Q_{o max} – odhadovaná hodinová tepelná zátěž vytápění objektu, Gcal / h;

Q_{o max пр} – stejné, podle standardního nebo individuálního projektu, Gcal/h;

t_j – návrhová teplota vzduchu ve vytápěném objektu, °С; převzato podle tabulky 1;

t_o – návrhová teplota venkovního vzduchu pro návrh vytápění v prostoru, kde se budova nachází, podle SNiP 23-01-99 [1], ° С;

t_o.atd – stejné, podle standardního nebo individuálního projektu, ° С.

Tabulka 1. Odhadovaná teplota vzduchu ve vytápěných budovách

Návrhová teplota vzduchu v objektu t_j, ° С

Hotel, hostel, kancelářská budova

Mateřská škola, jesle, poliklinika, ambulance, ambulance, nemocnice

Vyšší odborné střední vzdělávací zařízení, škola, internát, stravovací zařízení, klub

Divadlo, obchod, hasičská zbrojnice

V oblastech s odhadovanou teplotou venkovního vzduchu pro návrh vytápění -31 °С a nižší by měla být hodnota vypočtené teploty vzduchu uvnitř vytápěných obytných budov brána v souladu s kapitolou SNiP 2.08.01-85 [9] rovna 20 °С.

1.2. Při absenci projektových informací lze odhadovanou hodinovou tepelnou zátěž vytápění jednotlivé budovy určit pomocí agregovaných ukazatelů:

kde  je korekční faktor, který zohledňuje rozdíl ve výpočtové venkovní teplotě pro návrh vytápění t_o z t_o = -30 °C, při které se stanoví odpovídající hodnota q_o; převzato podle tabulky 2;

V – objem budovy podle vnějšího měření, m 3;

q_o – měrná topná charakteristika budovy při t_o u30d -3 ° С, kcal / m 3 h ° С; převzato podle tabulek 4 a XNUMX;

K_ir. – vypočtený koeficient infiltrace vlivem teplotního a větrného tlaku, tzn. poměr tepelných ztrát budovou s infiltrací a prostupem tepla vnějšími ploty při teplotě venkovního vzduchu vypočtené pro návrh vytápění.

Tabulka 2. Korekční faktor  pro obytné budovy

Odhadovaná venkovní teplota t_o, °C

Tabulka 3. Měrná tepelná charakteristika obytných budov

Vnější objem budovy V, m 3

Specifická topná charakteristika q_o, kcal/m 3 h °С

budova před rokem 1958

budova po roce 1958

Tabulka 3a. Specifické vytápění charakteristické pro budovy postavené před rokem 1930

Objem budovy venkovním měřením, m 3

Měrná topná charakteristika budovy, kcal / m 3 h ° С, pro prostory s výpočtovou venkovní teplotou pro návrh vytápění t_o, °C

-20 °C > t_o  -30 °С

Tabulka 4. Specifická tepelná charakteristika administrativních, zdravotnických, kulturních a vzdělávacích budov, dětských ústavů

Objem budovy V, m 3

Specifické tepelné vlastnosti

pro vytápění q_o, kcal/m 3 h °С

pro ventilaci q_v, kcal/m 3 h °С

Administrativní budovy, kanceláře

Mateřské a školky

Školy a vysoké školy

Stravovací provozy, jídelny, kuchyně

Hodnota V, m 3, by měly být brány podle informací typického nebo individuálního projektu budovy nebo úřadu technického inventáře (BTI).

Pokud má budova podkroví, hodnota V, m 3 , je definován jako součin plochy vodorovného řezu budovy v úrovni jejího prvního podlaží (nad suterénem) a volné výšky budovy – od úrovně čistého podlaží prvního patra do horní roviny tepelně-izolační vrstvy podkroví, se střechami kombinovanými s podkrovními podlahami – až po průměrnou značku vrcholu střechy. Při stanovení výpočtové hodinové tepelné zátěže vytápění se nebere v úvahu architektonické detaily přesahující povrch stěn a výklenky ve stěnách objektu, stejně jako nevytápěné lodžie.

Pokud je v objektu vytápěný suterén, je třeba k výslednému objemu vytápěného objektu připočíst 40 % objemu tohoto suterénu. Stavební objem podzemní části budovy (suterén, přízemí) je definován jako součin vodorovného průřezu budovy v úrovni jejího prvního podlaží a výšky suterénu (přízemí) .

Odhadovaný koeficient infiltrace K_ir. se určuje podle vzorce:

kde g – zrychlení volného pádu, m/s 2 ;

L – volná výška budovy, m;

w – vypočtená rychlost větru pro danou oblast během topné sezóny, m/s; přijato podle SNiP 23-01-99 [1].

Do výpočtu výpočtové hodinové tepelné zátěže vytápění objektu není nutné zadávat tzv. korekci na vliv větru, protože toto množství již bylo vzato v úvahu ve vzorci (3.3).

V oblastech, kde je vypočtená hodnota venkovní teploty vzduchu pro návrh vytápění t_o  -40 °C, u budov s nevytápěnými suterény je třeba počítat s dodatečnými tepelnými ztrátami nevytápěnými podlahami prvního podlaží ve výši 5 % [11].

U dokončených budov by se měla vypočtená hodinová zátěž vytápění pro první topné období zvýšit u zděných budov postavených:

– v květnu až červnu – o 12 %;

– v červenci až srpnu – o 20 %;

– v topném období – o 30%.

1.3. Specifická charakteristika vytápění objektu q_o, kcal / m 3 h ° С, pokud v tabulkách 3 a 4 není uvedena hodnota odpovídající jeho objemu budovy q_o, lze určit podle vzorce:

kde a u1,6d 2,83 kcal / m XNUMX h ° С; n = 6 – pro stavební objekty před rokem 1958;

a u1,3d 2,875 kcal / m XNUMX h ° С; n = 8 – pro stavební objekty po roce 1958

1.4. Je-li část bytového domu obsazena veřejnou institucí (kancelář, obchod, lékárna, sběrna prádla apod.), musí být vypočtená hodinová zátěž vytápění stanovena podle projektu. Pokud je odhadovaná hodinová tepelná zátěž v projektu uvedena pouze pro celý objekt, nebo je určena agregovanými ukazateli, lze tepelnou zátěž jednotlivých místností určit z teplosměnné plochy instalovaných topných zařízení pomocí obecné rovnice. popisující jejich přenos tepla:

Q = k F t(3.5)

kde k – koeficient prostupu tepla topného zařízení, kcal / m 3 h ° С;

F – teplosměnná plocha topného zařízení, m 2;

t – teplotní rozdíl topného zařízení, °C, definovaný jako rozdíl mezi průměrnou teplotou topného zařízení konvekčně-sálavého působení a teplotou vzduchu ve vytápěném objektu.

Způsob stanovení výpočtové hodinové tepelné zátěže vytápění na povrchu instalovaných topných zařízení otopných soustav je uveden v [10].

1.5. Při připojení vyhřívaných věšáků na ručníky k otopné soustavě lze výpočtovou hodinovou tepelnou zátěž těchto topných zařízení určit jako přestup tepla neizolovaného potrubí v místnosti s výpočtovou teplotou vzduchu t_j = 25 °С podle metody uvedené v [10].

1.6. Při absenci projektových podkladů a stanovení předpokládané hodinové tepelné zátěže pro vytápění průmyslových, veřejných, zemědělských a jiných nestandardních objektů (garáže, vytápěné podzemní chodby, bazény, obchody, kiosky, lékárny apod.) dle agregovaných ukazatelů, hodnoty tohoto zatížení by měly být zpřesněny o teplosměnnou plochu instalovaných topných zařízení otopných soustav v souladu s metodikou uvedenou v [10]. Prvotní informace pro výpočty sděluje zástupce organizace zásobování teplem za přítomnosti zástupce odběratele s přípravou příslušného zákona.

1.7. Spotřeba tepelné energie pro technologické potřeby skleníků a zimních zahrad Gcal/h se stanoví z výrazu:

kde Q_cxi – spotřeba tepelné energie pro i-e technologické operace, Gcal/h;

n – počet technologických operací.

Q_cxi = 1,05 (Q_tp + Q_в) + Q_patro + Q_podpěra(3.7)

kde Q_tp и Q_в – tepelné ztráty pláštěm budovy a při výměně vzduchu, Gcal/h;

Q_patro + Q_podpěra – spotřeba tepelné energie na ohřev závlahové vody a propařování půdy, Gcal/h;

1,05 – koeficient zohledňující spotřebu tepelné energie na vytápění bytových prostor.

1.7.1. Tepelné ztráty pláštěm budovy, Gcal/h, lze určit podle vzorce:

Q_tp = FK (t_j – t_o) 10-6, (3.8)

kde F – povrchová plocha uzavírací konstrukce, m 2;

K – koeficient prostupu tepla uzavírací konstrukce, kcal / m 2 h ° С; pro jednoduché zasklení lze vzít K = 5,5, plot z jednovrstvé fólie K u7,0d 2 kcal / m XNUMX h ° С;

t_j и t_o – technologická teplota v místnosti a výpočtová venkovní vzduch pro návrh odpovídajícího zemědělského zařízení, °С.

1.7.2. Tepelné ztráty při výměně vzduchu pro skleníky se skleněnými povlaky, Gcal/h, jsou určeny vzorcem:

Q_в = 22,8 F_inv S (t_j – t_o) 10-6, (3.9)

kde F_inv – inventární plocha skleníku, m 2;

S – objemový koeficient, který je poměrem objemu skleníku a jeho inventární plochy, m; lze odebírat v rozmezí od 0,24 do 0,5 pro malé skleníky a 3 a více m pro hangáry.

Tepelné ztráty při výměně vzduchu pro skleníky potažené filmem, Gcal/h, jsou určeny vzorcem:

Q_в = 11,4 F_inv S (t_j – t_o) 10-6. (3.9a)

1.7.3. Spotřeba tepelné energie na ohřev závlahové vody Gcal/h se určí z výrazu:

kde F_{plazil se} – užitná plocha skleníku, m 2;

n – doba zavlažování, h.

1.7.4. Spotřeba tepelné energie na propařování půdy, Gcal/h, se určí z výrazu:

2. Nucené větrání

2.1. Pokud existuje typické nebo individuální řešení budovy a soulad instalovaného zařízení systému přívodního větrání s projektem, lze odhadovanou hodinovou tepelnou zátěž větrání vzít podle projektu s přihlédnutím k rozdílu hodnot z výpočtové teploty venkovního vzduchu pro návrh větrání, převzaté v projektu, a aktuální normové hodnoty pro oblast, kde je uvažovaná budova.

Přepočet se provádí podle vzorce podobného vzorci (3.1):

kde Q_w.r. – odhadované hodinové zatížení přívodní ventilace, Gcal/h;

Q_v.pr – stejné, podle projektu, Gcal/h;

t_v.atd – návrhová teplota venkovního vzduchu, při které je v projektu stanovena tepelná zátěž přívodního větrání, °С;

t_v – návrhová teplota venkovního vzduchu pro návrh přívodního větrání v prostoru, kde se budova nachází, ° С; přijato podle pokynů SNiP 23-01-99 [1].

2.2. V případě neexistence projektů nebo nesouladu instalovaného zařízení s projektem musí být vypočtená hodinová tepelná zátěž přívodního větrání určena z charakteristik skutečně instalovaného zařízení v souladu s obecným vzorcem popisujícím přenos tepla ohřívačů vzduchu:

kde L – objemový průtok ohřátého vzduchu, m 3 / h;

 – hustota ohřátého vzduchu, kg/m3;

c je tepelná kapacita ohřátého vzduchu, kcal/kg;

₂ a ₁ – vypočtené hodnoty teploty vzduchu na vstupu a výstupu otopné jednotky, °C.

Způsob stanovení výpočtové hodinové tepelné zátěže ohřívačů přiváděného vzduchu je popsán v [10].

Výpočtovou hodinovou tepelnou zátěž zásobovacího větrání veřejných budov je přípustné stanovit podle agregovaných ukazatelů podle vzorce:

Q_v = Vq_v (t_j – t_v) 10-6, (3.2а)

kde q_v – specifická tepelně ventilační charakteristika budovy v závislosti na účelu a stavebním objemu větrané budovy, kcal / m 3 h ° С; lze převzít z tabulky 4.

3. Přívod teplé vody

3.1. Průměrné hodinové tepelné zatížení dodávky teplé vody odběratele tepelné energie Q_hm, Gcal/h, během topného období se určuje podle vzorce:

kde a – míra spotřeby vody pro dodávku teplé vody účastníka, l / jednotka. měření za den; musí schválit místní vláda; v případě neexistence schválených norem se přijímá podle tabulky přílohy 3 (povinné) SNiP 2.04.01-85 [3];

N – počet měrných jednotek vztahujících se ke dni – počet obyvatel, studentů ve vzdělávacích institucích atd.;

t_c – teplota vody z vodovodu během topného období, ° С; v případě nedostatku spolehlivých informací je akceptován t_c = 5 °С;

T – doba provozu systému zásobování teplou vodou účastníka za den, h;

Q_atd. – tepelné ztráty v místním systému zásobování teplou vodou, v přívodních a cirkulačních potrubích vnější sítě zásobování teplou vodou, Gcal/h.

3.2. Průměrné hodinové tepelné zatížení dodávky teplé vody v neotopném období Gcal lze určit z výrazu:

kde Q_hm – průměrné hodinové tepelné zatížení dodávky teplé vody během topného období, Gcal/h;

 – koeficient zohledňující pokles průměrného hodinového zatížení dodávky teplé vody v netopném období oproti zatížení v otopném období; pokud není hodnota  schválena místní vládou, bere se  rovna 0,8 pro bytový a komunální sektor měst ve středním Rusku, 1,2-1,5 – pro letoviska, jižní města a obce, pro podniky – 1,0;

t_hs, t_h – teplota teplé vody v netopném a topném období, ° С;

t_cs, t_c – teplota vody z vodovodu v době netopení a topení, ° С; v případě nedostatku spolehlivých informací je akceptován t_cs = 15 °C, t_c = 5 °С.

3.3. Tepelné ztráty potrubím systému zásobování horkou vodou lze určit podle vzorce:

kde K_i – koeficient prostupu tepla části neizolovaného potrubí, kcal / m 2 h ° С; lze vzít K_i u10d 2 kcal / m XNUMX h ° С;

d_i и l_i – průměr potrubí v místě a jeho délka, m;

t_н и t_к – teplota teplé vody na začátku a konci vypočteného úseku potrubí, ° С;

t_env – okolní teplota, °C; vzít v úvahu typ pokládky potrubí:

– v brázdách, vertikálních kanálech, komunikačních šachtách sanitárních kabin t_env = 23 °С;

– v koupelnách t_env = 25 °С;

– v kuchyních a na toaletách t_env = 21 °С;

– na schodištích t_env = 16 °С;

– v kanálech podzemního pokládání vnější sítě zásobování teplou vodou t_env = t_gr;

– v tunelech t_env = 40 °С;

– v nevytápěných sklepech t_env = 5 °С;

– na půdách t_env = -9 °C (při průměrné venkovní teplotě nejchladnějšího měsíce topného období t_н = -11. -20 °С);

 – faktor účinnosti tepelné izolace potrubí; přijatelné pro potrubí do průměru 32 mm  = 0,6; 40-70 mm  = 0,74; 80-200 mm  = 0,81.

Tabulka 5. Měrné tepelné ztráty potrubí teplovodních soustav (podle místa a způsobu uložení)