Месяц: Декабрь 1974

Расчет расхода тепла на отопление: Калькулятор расхода тепловой энергии

Расчет годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию

Годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию.

Введите свои значения (значения десятых отделяются точкой, а не запятой ! ) в поля окрашенных строк и нажмите кнопку Вычислить, под таблицей.
Для пересчета — измените введенные цифры и нажмите Вычислить.
Для сброса всех введенных цифр нажмите на клавиатуре одновременно Ctrl и F5.

Пояснения к калькулятору годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию.

Исходные данные для расчета:
  • Основные характеристики климата, где расположен дом:
    • Средняя температура наружного воздуха отопительного периода to.п;
    • Продолжительность отопительного периода: это период года со средней суточной температурой наружного воздуха не более +8°C - zo. п.
  • Основная характеристика климата внутри дома: расчетная температура внутреннего воздуха tв.р, °С
  • Основная тепловая характеристики дома: удельный годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию, отнесенный к градусо-суткам отопительного периода, Вт·ч/(м2•°C•сут).
Характеристики климата.

Параметры климата для расчета отопления в холодный период для разных городов России можно посмотреть здесь: (Карта климатологии) или в СП 131.13330.2012 «СНиП 23-01–99* “Строительная климатология”. Актуализированная редакция»
Например, параметры для расчета отопления для Москвы (Параметры Б) такие:

  • Средняя температура наружного воздуха отопительного периода: -2,2 °C
  • Продолжительность отопительного периода: 205 сут. (для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более +8°C).
Температура внутреннего воздуха.

Расчетную температуру внутреннего воздуха вы можете установит свою, а можете взять из нормативов (смотрите таблицу на рисунке 2 или во вкладке Таблица 1).

В расчетах применяется величина Dd — градусо-сутки отопительного периода (ГСОП), °С×сут. В России значение ГСОП численно равно произведению разности среднесуточной температуры наружного воздуха за отопительный период (ОП) to.п и расчетной температуры внутреннего воздуха в здании tв.р на длительность ОП в сутках: Dd = (to.пtв.р)•zo.п.

Удельный годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию

Нормированные величины.

Удельный расход тепловой энергии на отопление жилых и общественных зданий за отопительный период не должен превышает приведенных в таблице величин по СНиП 23-02-2003 . Данные можно взять из таблицы на картинке 3 или подсчитать на вкладке Таблица 2 ( переработанный вариант из [Л.1]). По ней выберите для своего дома (площадь / этажность ) значение удельного годового расхода и вставьте в калькулятор. Это характеристика тепловых качеств дома. Все строящиеся жилые дома для постоянного проживания должны отвечать этому требованию. Базовый и нормируемый по годам строительства удельный годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию основаны на проекте приказа Министерства Регионального развития РФ «Об утверждении требований энергетической эффективности зданий, строений, сооружений», где указаны требования к базовым характеристикам (проект от 2009 года), к характеристикам нормируемым с момента утверждения приказа (условно обозначил Н.2015) и с 2016 года (Н.2016).

Расчетная величина.

Эта величина удельного расхода тепловой энергии может быть указана в проекте дома, её можно подсчитать на основании проекта дома, можно оценить ее размер на основе реальных тепловых измерений или размеров потребленной за год энергии на отопление. Если эта величина указана в Вт·ч/м2, то её надо разделить на ГСОП в °C•сут., получившуюся величину сравнить с нормированной для дома с подобной этажностью и площадью. Если она меньше нормированной, то дом удовлетворяет требованиям по теплозащите, если нет, то дом следует утеплить.

Свои цифры.

Значения исходных данных для расчета даны для примера. Вы можете вставить свои значения в поля на желтом фоне. В поля на розовом фоне вставляете справочные или расчетные данные.

О чем могут сказать результаты расчета.

Удельный годовой расход тепловой энергии, кВт·ч/м2 — можно использовать, чтобы оценить стоимость топлива, расходуемого на отопление и вентиляцию дома в течении отопительного периода, необходимое количество топлива на год для отопления и вентиляции. По количеству топлива можно выбрать емкость резервуара (склада) для топлива, периодичность его пополнения.

Годовой расход тепловой энергии, кВт·ч — абсолютная величина потребляемой за год энергии на отопление и вентиляцию. Изменяя значения внутренней температуры можно увидеть, как изменяется эта величина, оценить экономию или перерасход энергии от изменения поддерживаемой внутри дома температуры, увидеть как влияет неточность термостата на потребление энергии. Особенно наглядно это будет выглядеть в пересчете на рубли.

Градусо-сутки отопительного периода, °С·сут. — характеризуют климатические условия внешние и внутренние. Поделив на это число удельный годовой расход тепловой энергии в кВт·ч/м2, вы получите нормированную характеристику тепловых свойств дома, отвязанную от климатических условий (это может помочь в выборе проекта дома, теплоизолирующих материалов).

О точности расчетов.

На территории Российской Федерации происходят определенные изменения климата. Исследование эволюции климата показало, что в настоящее время наблюдается период глобального потепления. Согласно оценочному докладу Росгидромета, климат России изменился сильнее (на 0,76 °C), чем климат Земли в целом, причем самые значительные изменения произошли на европейской территории нашей страны. На рис. 4 видно, что повышение температуры воздуха в Москве за период 1950–2010 годов происходило во все сезоны. Наиболее существенным оно было в холодный период (0,67 °C за 10 лет).[Л.2]

Основными характеристиками отопительного периода являются средняя температура отопительного сезона, °С, и продолжительность этого периода. Естественно, что ежегодно их реальное значение меняется и, поэтому, расчеты годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию домов являются лишь оценкой реального годового расхода тепловой энергии. Результаты этого расчета позволяют сравнить стоимость топлива, расходуемого на отопление и вентиляцию дома в течении отопительного периода.

Приложение:

Литература:

Расчет потребности тепла и топлива | Инженеришка.Ру | enginerishka.ru

Рассмотрим расчет для присоединенной расчетной тепловой нагрузки. Мы имеем следующие исходные данные для расчета:

1) Расчетная температура наружного воздуха tН = —280С (по СНиП 23-01-99* «Строительная климатология»).

2) Средняя температура наружного воздуха за отопительный период tНСР = —3,10С (по СНиП 23-01-99* «Строительная климатология»).

3) Продолжительность отопительного периода n0=214 суток (по СНиП 23-01-99* «Строительная климатология»).

4) Внутренняя температура помещений tВН = 180С (по МДК 4-05.2004 «Методика определения потребности в топливе, электрической энергии и воде при производстве и передаче тепловой энергии и теплоносителей в системах коммунального теплоснабжения»).

5) Присоединенная расчетная нагрузка на отопление QОТ = 1,06 Гкал/ч

6) Присоединенная нагрузка на вентиляцию QВЕНТ = 0,76 Гкал/ч

7) Присоединенная нагрузка на горячее водоснабжение QГВСMAX = 1,39 Гкал/ч

8) Температура холодной воды на вводе в котельной в летний и зимний период tХВ = 50С

9) Температура горячей воды в системе горячего водоснабжения tГВС = 600С

10) Коэффициент полезного действия котла nКОТЛА = 0,92 (по техническому паспарту котла).

11) Расход тепла на собственные нужды котельной nС.Н. = 0,995

12) Потери тепла в тепловых сетях nТ.С. = 0,96

Годовой расход тепла на отопление

Годовой расход тепла на отопление QОТГОД (Гкал/год) зданий при круглосуточной работе определяется по формуле:

QОТГОД = QОТСР*n0*24 = QОТ*((tВНtНСР)/(tВНtН))*n0*24 = 1,06*214*((18—(—3,1))/(18—(—28))*24 = 2497,21 Гкал/год

Годовой расход тепла на вентиляцию

Годовой расход тепла на вентиляцию общественных зданий QВЕНТГОД (Гкал/год) определяется по формуле:

QВЕНТГОД =QВЕНТСР*n0*z =QВЕНТ*((tВНtНСР)/(tВНtН.ВЕНТ))*n0*z = 0,76*214*((18—(—3,1))/(18—(—15))*16=1663,86 Гкал/год

z — усредненное за отопительный период число часов работы системы вентиляции общественных зданий в течении суток, ч (при отсутствии данных принимаем z = 16 ч.).

Годовой расход тепла на горячее водоснабжение

Годовой расход тепла на горячее водоснабжение QГВСГОД (Гкал/год) определяется по формуле:

QГВСГОД=QГВС ЛЕТНСР.Н.+QГВС ЗИМНСР.Н.=(350n0)*QГВССР*24+24*QГВССР*n0 = (350—214)*1,39*24+24*1,39*214 = 11676 Гкал/год

Годовой расход потребляемого тепла

QПОТРЕБГОД=QОТГОД+QВЕНТГОД+QГВСГОД = 2497,21+1663,86+11676 = 15837,07 Гкал/год

Количества тепла, вырабатываемого котлами в год с учетом собственных нужд и потерь в тепловых сетях

QВЫРАБГОД = QПОТРЕБГОД / (nС.Н.*nТ.С.) = 15837,07 / (0,995*0,96) = 16579,85 Гкал/год

Годовой объем природного газа

VГАЗ = QВЫРАБГОД / (nX*QНР) = 16579,85*106/(0,92*7600) = 2,37 млн.м3/год

годовой расчет на отопление загородного дома, формула расхода пропана

Содержание:

1. Правила оптимального расхода тепла на отопление
2. Поиск утечек тепла

В условиях холодной зимы отопительный сезон обычно длится дольше, чем в теплых краях. Как правило, прохладная погода, которая не позволяет отключать отопление в домах, держится не менее семи месяцев. Именно этим обуславливается необходимость в грамотной и отлаженной отопительной системе, которая, помимо обогрева, будет надежной и экономичной в плане расхода тепла на отопление. Для обеспечения хорошей теплоотдачи отопительной системы необходимо минимизировать потери тепловой энергии. Из-за чего они происходят?

Самый опасный враг системы отопления – улица и холодная погода. Утечки тепла из дома могут быть через стены, плохо подогнанные окна или двери. При установке отопительной системы необходимо озаботиться ее максимальной эффективностью, но даже самая лучшая система не сможет прогреть дом, который со всех сторон продувается сквозняками.

Гораздо надежнее будет изначально установить надежные и герметичные окна, которые позволят сохранять максимальное количество тепла. Стены тоже необходимо предохранить от перепадов температур.

На рынке на сегодняшний день можно найти очень много различных теплоизоляционных материалов, поэтому выбрать подходящий вариант будет несложно. В любом случае, необходимо всегда проводить расчет расхода тепла на отопление, чтобы наглядно видеть свою выгоду.
Бывают случаи, когда все элементы, способствующие потерям тепла, имеют высокое качество, но тепло все равно выходит на улицу. Такое явление возникает вследствие плохо проведенных работ по герметизации помещения. Конечно, большая часть современных отопительных систем способна регулировать температуру в доме в зависимости от ее изменений, но лишний расход топлива не нужен никому, поэтому выполнять строительные работы нужно качественно.

Правила оптимального расхода тепла на отопление

Для обеспечения комфортных условий в доме нужно соблюдать два правила:
  1. Оптимальная температура в помещении – 20-22 градуса по Цельсию;
  2. Температура воздуха в помещении и температура наружной стены должны отличаться не более чем на 4 градуса.
При соблюдении этих правил должно выполняться и третье правило — температура стены должны быть выше температуры точки росы. Точкой росы называют охлаждение наружного воздуха до состояния, в котором он начинает переходить в жидкое состояние. Чтобы удерживать температуру наружной стены на достаточном уровне, необходим мощный котел, но при этом нельзя забывать об экономичности, ведь греть улицу бессмысленно. 

Расход тепла на отопление может быть в двух вариантах:
  1. В первом варианте установлена норма на сопротивление теплоотдачи стен, оконных рам, дверных проемов и пр.
  2. Во втором случае для отопления дома рассчитывается номинальный расход энергии, что дает возможность подобрать наиболее подходящие стены и ограждающие конструкции (прочитайте: «Как рассчитать ГКАЛ на отопление — правильная формула расчета»).
В профессиональном строительстве чаще всего используется именно первый вариант. Возведение стен сопровождается их утеплением, что делает процесс более трудоемким, а значит, гораздо более затратным. 

Возведение частных построек не предполагает обязательного утепления наружных стен, а вот чердак и подвал утеплять необходимо. К тому же, частный дом может быть выполнен в форме, которая позволит сохранить наибольшее количество энергии. Для сохранения тепла к домам пристраиваются веранды, лоджии, нередко искусственно сужаются оконные рамы – и все это позволяет снизить расход тепла на отопление. 
Если все эти недостатки устранены, можно выбирать отопительную систему.

Выбор подходящего варианта всегда остается за домовладельцем, но при этом необходимо знать основные рекомендации по выбору отопительной системы. Очень важно при возведении отопительной системы использовать качественные материалы, которые уменьшат потери и прослужат максимально долго.
Большинство современных систем обладают всеми необходимыми качествами, а встроенные энергосберегающие устройства обеспечат существенную экономию (прочитайте: «Энергосберегающее отопление частного дома — выбираем энергоэффективную систему»). Отопление пропаном, расход которого рассчитывается по формуле, может быть неплохим решением.

Возведение энергосберегающего дома или готовый проект необходимо очень пристально оценивать с точки зрения утепления. Правильная установка теплоизоляционных материалов увеличит комфорт и избавит от некоторых неприятностей в дальнейшем. 

Температура энергоносителя в отопительных приборах не должна быть выше 90 градусов по Цельсию. Для условия холодной зимы этого вполне достаточно. Чтобы улучшить контроль температуры в каждом помещении, необходимо использовать терморегуляторы. Они делятся на два вида – автоматический и механический.

Механический позволяет регулировать температуру вручную, в зависимости от изменяющихся температурных условий. Автоматический терморегулятор способен самостоятельно удерживать заданный температурный режим, но для его установки необходимо параллельное расположение труб, поскольку установленные последовательно автоматические регуляторы просто заблокируют циркуляцию.

Поиск утечек тепла

Для повышения экономичности и эффективности отопительной системы необходимо с вниманием отнестись к местам утечки тепла. Окна необходимо обязательно загерметизировать, полы должны удерживать тепло, а установленные «теплые полы» должны обеспечивать комфортную температуру. К тому же, при расчете необходимой тепловой мощности необходимо учитывать и объем помещений, и тип вентиляционной системы, и использованные при строительстве материалы. Всегда необходимо снижать расход тепла на отопление: формула в любом случае одна, и ей нужно следовать.

Разобравшись с утечками тепла, можно приступать к выбору котла. Очень важным аспектом при этом является финансовая сторона вопроса: на стоимость котла повлияет его мощность и функциональность, но выбранный результат должен обеспечивать дом необходимым теплом и уменьшить расход пропана на отопление дома (прочитайте также: «Отопление пропаном — наиболее популярный вариант»).
Обогревательные приборы тоже являются немаловажным фактором, влияющим на сохранение тепла. За долгие годы себя хорошо зарекомендовали радиаторы, расчет количества секций которых осуществляется при помощи нехитрых математических действий. Установка «теплого пола» может положительно повлиять на экономическую сторону системы отопления: комбинирование систем позволяет сэкономить довольно большое количество теплоэнергии, снизив расходы на отопление загородного дома.

Заключение

Системы, работающие при постоянной циркуляции теплоносителя, будут обеспечивать теплом все здание, а выбор подходящей отопительной системы и создание хороших комбинаций позволит существенно сэкономить на топливе. Годовой расход тепла на отопление можно понизить, использовав приведенные в статье рекомендации.


Расчет расхода тепла на отопление

Частный дом можно рассматривать как термодинамическую систему, обладающую внутренней энергией и ведущую теплообмен с окружающей средой. Энергия, которую дом получает или теряет в ходе теплообмена, называют теплотой. Источником теплоты в частном доме является теплогенератор: котел, конвектор, печь, нагревательный элемент и т.д.

Чем интенсивнее идет теплообмен между домом и окружающей средой, тем быстрее «уходит» тепло дома и тем интенсивнее должен работать источник тепловой энергии, компенсирующий потери. Понятно, что интенсивная работа котла сопряжена с большим расходом топлива, что ведет к росту расходов на отопление.

Но не это главное: понятие комфорта в жилище в холодное время года неразрывно связано с теплом в доме, что возможно только при равновесии между потерями тепловой энергии и ее производством.

Однако возможности любого теплогенератора ограничены его конструктивными особенностями. Это значит, что для обеспечения тепла и комфорта в доме котел или иной источник тепловой энергии нужно подбирать в соответствии с тепловыми потерями строения, делая при этом некоторый запас (обычно 20%) на случай ветреной погоды или сильных морозов.

Итак, мы определились: прежде чем выбрать котел для обогрева дома нужно определить его (дома) тепловые потери.

Определяем тепловые потери

Теплопотери здания можно рассчитывать отдельно для каждой комнаты, имеющей внешнюю часть, контактирующую с окружающей средой. Затем полученные данные суммируются. Для частного дома удобнее определять тепловые потери всего строения в целом, считая потери тепла отдельно через стены, кровлю, и поверхность пола.

Следует отметить, что расчет тепловых потерь дома достаточно сложный процесс, требующий специальных знаний. Менее точный, но при этом вполне достоверный результат можно получить на основе онлайн калькулятора расчета тепловых потерь.

При выборе онлайн калькулятора предпочтение лучше отдавать моделям, учитывающим все возможные варианты потери тепла. Вот их перечень:

  • поверхность наружных стен

  • поверхность кровли

  • поверхность пола

  • окна

  • двери

  • вентиляционная система

Решив воспользоваться калькулятором, необходимо знать геометрические размеры строения, характеристики материалов, из которых сделан дом, а также их толщину. Наличие теплоизоляционного слоя и его толщина учитываются отдельно.

На основании перечисленных исходных данных онлайн калькулятор выдает общее значение тепловых потерь дома. Определить, насколько точные получены результаты можно разделив полученный результат на общий объем здания и получив при этом удельные потери тепла, величина которых должна находиться в интервале от 30 до 100 Вт.

Если цифры, полученные с помощью онлайн калькулятора, выходят далеко за пределы указанных значений, можно предположить, что в расчет закралась ошибка. Чаще всего причиной ошибок в расчетах является несоответствие размерности используемых в расчете величин.

Немаловажный факт: данные онлайн калькулятора актуальны только для домов и строений с качественными окнами и хорошо работающей системой вентиляции, в которых нет места сквознякам и иным потерям тепла.

Для уменьшения потерь тепла можно выполнить дополнительную тепловую изоляцию строения, а также использовать подогрев воздуха, поступающего в помещение.

Тепловые потери знаем, что дальше?

На следующем этапе производится выбор отопительного агрегата (котла). Его тепловая мощность должна превосходить значение тепловых потерь не менее чем на 20%. Если котел используется еще и для горячего водоснабжения, выбирается тепловой агрегат с дополнительным запасом мощности. Для этого необходимо произвести дополнительный расчет, учитывающий потребности в горячем водоснабжении.

Затем подбираются отопительные приборы, суммарная мощность которых должна соответствовать мощности котла отопления без учета горячего водоснабжения.

Гидравлический расчет системы отопления

Подобрав оборудование, необходимо обеспечить его работу. Для этого нужны трубы, циркуляционный насос и расширительный бак отопления.

Если собственник дома решит произвести подбор труб отопления самостоятельно, можно воспользоваться справочной литературой и подобрать требуемый диаметр по таблицам. Протяженность труб рассчитывается по проектной документации. Для этого на схеме строения просто прокладывается дополнительно схема разводки системы отопления и производится подсчет длины трубопровода.

Если схемы дома по какой-либо причине нет, ее придется нарисовать самостоятельно, а затем, с ее помощью, рассчитать протяженность трубопровода.

Зная протяженность трубопровода, диаметр труб и имея технические данные приборов отопления, рассчитывается внутренний объем системы отопления, по которому подбирается расширительный бак и циркуляционный насос.

Правильный гидравлический расчет необходим также для того, чтобы все тепло, вырабатываемое котлом, равномерно распределялось по дому и доходило в полном объеме до потребителя.

Подведем итоги

Количество тепла, необходимое для отопления дома, напрямую зависит от его тепловых потерь. Уменьшить тепловые потери можно с помощью дополнительной тепловой изоляции, установке качественных окон и утепленных дверей, а также при использовании рекуперации в системе вентиляции.

Величина тепловых потерь определяет мощность котла отопления. Суммарная мощность приборов отопления должна быть равна мощности котла. Для обеспечения качественной работы котла и радиаторов производится гидравлический расчет отопления, в ходе которого определяется диаметр труб, их протяженность, внутренний объем отопления. По этим данным подбирается циркуляционный насос и расширительный бак отопления.

На случай сильный морозов котел покупают с запасом мощности не менее 20%.

Потеря тепла происходит из-за:

  • проникновения холодной температуры с наружных стен помещения, через оконные щели,
  • плохой герметизации оконных рам.

Устанавливая отопительные системы, нужно учесть региональную особенность температуры за окном и исходя из полученных параметров, выбирать тот или иной вид нагревательного оборудования. Но даже самая эффективная нагревательная техника не даст желаемого результата, если не избавиться от так называемых «точек утечки тепла». При установке оконных рам следует один раз потратиться на качественные, и обладающие высоким коэффициентом сохранения тепла. Чтобы эффективно провести утеплительные работы стен, рынок теплоизоляционных материалов представляет большой выбор.

Расход тепла на отопление будет в разы уменьшаться, если работы по герметизации помещения проведены качественно. Любое современное отопительное оборудование можно регулировать, контролируя поступление теплых масс воздуха в помещение. Мощность нагревательных приборов возрастает по мере уменьшения поступлений холодного воздуха.

Для полного комфорта необходимо выполнить два условия:

  • обеспечить оптимальную температуру в помещении в 20-22 градуса;
  • разница температуры воздуха внутри помещения и наружной стены должна быть не более 4 градусов, при этом температура стены должна быть выше температуры точки росы.

Точка росы – это охлаждение наружного воздуха до начала конденсации и превращения его паров в росу. Такого легко достигнуть при наличии мощного котла. Но немаловажно при этом уменьшить расходы на отопление.

Расход тепла на отопление имеет два варианта нормы потребления:

  1. Первый – установленная норма на сопротивление теплоподачи наружных стен, оконных рам и т.д.
  2. Второй – определяется норматив расхода энергии на отопление дома. Второй способ позволяет уменьшать сопротивление теплоподаче ограждающих конструкций. Таким образом, можно выбрать оптимальную толщину стен помещения.

 

Профессиональные строители зачастую используют первый вариант. Воздвигая бетонные стены, им они выполняют работы по дополнительному утеплению различными теплоизоляционными материалами. Такой способ существенно усложняет процесс и повышает стоимость работ.

При построении частных домов не обязательно утеплять наружные стены, достаточно создать более утепленный слой на чердаке и в подполье. Также следует придать дому форму, которая является энергосберегающей, учитывая компактность строения. Для большего утепления к дому пристраивают веранды, лоджии, оконные рамы делают меньше по размерам и т.д. Таким образом, расход тепла на отопление во много раз уменьшается.

Ликвидировав все недостатки, можно приступать к выбору отопительного оборудования. Стоит обратить внимание на параметры отопительной системы, которая будет установлена в помещении. От качества материалов, из которых будут изготовлены теплоносители, радиаторы и котлы отопительного оборудования, зависит и состояние температуры в доме. Современные системы отопления имеют в резерве большой список новых технологически оснащенных приборов для сбережения тепла. Автоматические контроллеры для поддержания оптимальной температуры в комнате будут главными помощниками в плане расхода теплоэнергии на отопление.

При построении энергосберегающего дома или заказа уже готового проекта внимательно стоит рассмотреть вопросы по утеплению здания с привлечением опытных специалистов. Работа требует комплексного подхода и только в таком случае можно построить комфортный, теплый и уютный дом.

Радиаторы отопления и терморегуляторы

В радиаторах температура теплоносителя не должна превышать 90 градусов. При выборе мощных и стойких радиаторов такая температура вполне подходит для холодных зим. Чтобы атмосфера в комнате была приемлемой для всех, нужно установить терморегуляторы. Их существует два вида – механический и автоматический. Механический нужно постоянно регулировать вручную, не упуская момента смены тепловых величин. Открытое положение регулятора обеспечивает максимальный режим, закрытое – минимальный. При потере подачи горячей воды батарея быстро остывает.

Автоматический терморегулятор, в свою очередь, требует меньшего внимания. Достаточно зафиксировать на шкале необходимую отметку, и автомат сам подгоняет температурный уровень. Использование терморегулятора возможно только при параллельном положении труб, использование установленных друг за другом регуляторов блокирует циркуляцию теплоносителя в трубах.

Расход тепловой энергии на отопление несет в себе немалые затраты, если система отопления установлена без учета других затрат, например бойлер, кухня, ванная.

Найти «течь»

Чтобы больше сэкономить, при подведении отопительной системы нужно учесть все «больные» места утечки тепла. Не лишним будет сказать, что окна должны быть герметизированы. Толщина стен позволяет удержать теплоту, теплые полы сохраняют температурный фон на положительной отметке. Расход тепловой энергии на отопление в помещении зависит от высоты потолков, типа вентиляционной системы, строительных материалов при постройке здания.

После вычета всех теплопотерь, нужно серьезно подойти к выбору отопительного котла. Здесь главное – бюджетная часть вопроса. В зависимости от мощности и универсальности варьируется и цена прибора. Если в доме уже проведен газ, то идет экономия на электричестве (стоимость которого немалая), и вместе с приготовлением, например, ужина, заодно и прогревается система.

Еще одним моментом в сохранении тепла является тип обогревателя – конвектор, радиатор, батарея и т.д. Самое подходящее решение вопроса – радиатор, количество секций которого высчитывается при помощи несложной формулы. Одна секция (ребро) радиатора имеет мощность в 150 Вт, для комнаты в 10 метров достаточно 1700 Вт. Путем разделения получаем 13 секций, необходимых для комфортного обогрева помещения.

Установка теплых полов решит наполовину вопрос экономии энергии. По подсчетам специалистов, количество потребленной теплоэнергии сокращается в 2-3 раза. Экономный расход тепловой энергии на отопление налицо.

При установке отопительной системы путем размещения радиаторов можно сразу же подключить систему теплых полов. Постоянная циркуляция теплоносителя создает равномерную температуру во всем помещении.

При расчете расхода тепла на вентиляцию дома необходимо учесть коэффициент инфильтрации, санитарные нормы воздухообмена и величину бытовых тепловыделений.  Вот об этом и пойдет речь в данном посте. Здравствуйте, дорогие друзья! От того как будет выполнено отопление и вентиляция жилого дома, будет во многом зависеть его пригодность к проживанию. Воздушно-тепловой режим в жилом доме является одним из основных факторов, определяющих уровень комфорта, и неудовлетворительный микроклимат делает его непригодными для проживания. В данном посте я предлагаю вам произвести расчет расхода тепла на вентиляцию жилого дома. Данный расчет состоит из 11 пунктов и выполнять их необходимо в строгой последовательности. Выполнив их, мы ответим на вопрос – в каких случаях расход тепла на вентиляцию жилых зданий не учитывается при выборе мощности котла. Для комфортных условий проживания важен не только приток свежего воздуха и его температура, но и скорость движения воздушных потоков в помещении, и чем эта скорость меньше, тем комфортнее нам находиться в этом доме. В соответствии со СНиП 2.08.01-89 «Жилые здания», в жилом доме вытяжные решетки должны устанавливаться в ванных комнатах, туалетах и на кухнях, а приток воздуха должен поступать через форточки и приточные клапаны, расположенные в жилых комнатах (см.рис.1). При этом выделяют три зоны движения приточного воздуха: зона притока воздуха, зона перетока воздуха,  зона вытяжки воздуха.

Рис.1. Расчет расхода тепла на вентиляцию дома. Схема организации воздухообмена в доме

Кроме организованного притока воздуха в помещение, есть еще не организованный приток. Инфильтрация – это и есть не организованное поступление воздуха в дом через неплотности в ограждениях дома под действием теплового и ветрового давления. Для обеспечения свободного движения воздушных масс, двери внутри квартиры обязательно должны иметь зазор между плоскостью пола и нижней частью дверного полотна или специальную решетку в нижней части двери. Успешно такая вентиляционная система с естественной тягой может работать только при соблюдении баланса между количеством поступающего и удаляемого воздуха.

Дорогие друзья, на данном этапе расчета тепловой нагрузки на источник тепла (котельную), нам не особо важно как будет выполнена технически вентиляционная система дома. Будет ли она с естественной тягой или механической, какие размеры будут иметь вентиляционные каналы и где они будут проложены, как будет нагреваться приточный воздух и т.д. Нам важно сейчас определить величину тепловой нагрузки на вентиляцию дома, то есть определить расход тепла на вентиляцию (нагрев приточного воздуха).

И самое главное, мы должны будем ответить на вопрос – почему расход тепла на вентиляцию жилых зданий отдельно не учитывается, якобы он уже включен в отопительную характеристику дома (Щекин С.М. «Справочник по теплоснабжению и вентиляции», стр.339). Ну, да же если и так, нам все равно придется разбивать общие теплопотери дома на теплопотери с вентиляцией, с инфильтрацией и через ограждающие конструкции дома. Это просто необходимо по дальнейшим конструктивным соображениям.

Небольшое отступление от темы. Дорогие друзья, нижеприведенная ссылка приведет Вас на обучающий курс Зинаиды Лукьяновой Фотошоп с нуля в видеоформате 3.0. Курс содержит 82 урока, которые прекрасны по содержанию и понятны новичку. Здесь же приведены 5 бесплатных урока, просмотрев которые, я оформил заявку на полный курс и не жалею.

Я рекомендую данный курс всем, кому не чуждо чувство прекрасного и кто хочет попробовать себя в удаленной работе по профессии Дизайнер. При,обретя данный курс, вы не будете вечерами ходить из угла в угол, вы не будете чесать пузо, лежа перед телевизором – вы будете работать, создавая прекрасное. И, как сказать, может это и станет вашим смыслом жизни. Я искренне желаю Вам удачи. Вот эта ссылка. Дерзайте!           http://o.cscore.ru/28gig49/disc149

ПОРЯДОК РАСЧЕТА РАСХОДА ТЕПЛА НА ВЕНТИЛЯЦИЮ

Итак, в различных источниках приведены следующие данные: расход тепла на вентиляцию равен 10-15% от теплопотерь через ограждения дома, а коэффициент инфильтрации – 5-7%. Давайте попробуем получить эти проценты расчетным путем. Чтобы не запутаться и чтобы соблюдалась логичность в наших рассуждениях, расчет расхода тепла на вентиляцию будем производить в в следующем порядке:

1. Во первых, определим расход тепла на инфильтрацию по формуле

Qи = Qт * μ, кВт;

Qи = Qт * μ = 11,85 * 0,0535= 0,634 кВт = 634 Вт.

теплопотери инфильтрацией из-за поступления в помещение через неплотности наружных ограждений холодного воздуха;

Qт – теплопотери теплопередачей через наружные ограждения дома Qт = 11,85 кВт;
μ — коэффициент инфильтрации.
2. Коэффициент инфильтрации определяется по формуле

μ = b * [2 *g * H * (1 – Tн/ Tв) +wв2 ]0,5

μ =0,01 * [2* 9,81 * 5 * (1 – 233/ 293) +32 ]0,5 = 0,0535 или 5,35%

H – свободная высота здания, м;
tв, tн – внутренняя и наружная температура воздуха, оС;
g – ускорение свободного падения, м/с2;
wв – скорость ветра, м/с;
b – постоянная инфильтрации, c/м.
3. Расход инфильтрационного воздуха определим его по формуле

Lи = Qи /0,279 * p * (tв — tн), м3

Lи = 634 /0,279 * 1,2 * (20 – (-40)) = 31,6 м³/ч

Достаточно или нет этого воздуха для вентиляции нашего дома? Чтобы ответить на данный вопрос, мы должны будем обратиться к СНиП 2.08.01-89 «Жилые здания». Минимальная производительность системы вентиляции дома в режиме обслуживания должна определяться из расчета не менее однократного обмена объема воздуха в течение одного часа в помещениях с постоянным пребыванием людей. Из кухни в режиме обслуживания должно удаляться не менее 60 м³ воздуха в час, из ванны, уборной — 25 м³ воздуха в час. Кратность воздухообмена в других помещениях, а также во всех вентилируемых помещениях в нерабочем режиме должна составлять не менее 0,2 объема помещения в час.

4. Расчет требуемого количества свежего воздуха предусматривает   определение его тремя различными способами:

Первый способ. Он основан на нормировании удаляемого объема воздуха, речь идет о суммарном значении объемов воздуха, удаляемых через вытяжки в ванной комнате, туалете и на кухне. Значение этих нормируемых объемов воздуха для нашего дома составит:

— от электроплиты с 4-мя комфорками — 60 м3/ч;

— от 2-ух совмещенных туалетов – 2 * 25 = 50 м3/ч.

Итак, суммарный нормируемый объем воздуха по вытяжке составит: Lвыт = 60 + 2 * 25 = 110 м3/ч.

Второй способ. Данный способ основан на нормировании приточного воздуха из расчета не менее однократного обмена объема воздуха в течение одного часа в помещениях с постоянным пребыванием людей. Помещения с постоянным пребыванием людей, эти те помещения, где человек находится более 2 часов непрерывно. Поступим следующим образом – 50% от общей жилой площади (Fжил. =73,5 м2) отнесем к помещением с постоянным пребыванием, а остальные 50% с частичным пребыванием. Тогда минимальная производительность системы вентиляции дома по притоку составит:

Lприт = 73,5/2 *2,5 *1 + 73,5/2 *2,5 *0,2 = 73,5/2 *2,5 * (1 + 0,2)= 110,25 м3

Третий способ. Ну и наконец, по санитарным нормам воздухообмена, требуемый воздухообмен в доме должен быть не менее 30 м3/ч на человека. Если в доме проживают 4-е человека, то воздухообмен составит: Lс.н = 30 * 4 =120 м3/ч.

Общее правило вентиляции гласит — сколько воздуха удалено из дома, столько в него нужно и подать, а требуемый воздухообмен мы должны принять наибольший из трех выше рассчитанных значений, то есть Lтр. =120 м3/ч, по санитарным нормам воздухообмена. Вот мы и ответили на вопрос – достаточно или нет воздухообмена для нашего дома только за счет инфильтрации (Lи = 31,6 м3/ч). Явно, что воздухообмена за счет инфильтрации не достаточно (Lтр.=120 м3/ч). Разницу в  Lв = Lтр. — Lи = 120 – 31,6 = 88,4 м3/ч мы должны восполнить за счет организованной вентиляции. Как мы ее выполним – это чисто технический вопрос.

5. Теперь мы должны ответить на следующий вопрос – а сколько же тепла потребуется на нагрев инфильтрационного воздуха и воздуха за счет вентиляции. Количество тепла на нагрев инфильтрационного воздуха мы посчитали ранее и оно равно Qи = 634 Вт. Определим расход тепла на нагрев вентиляционного воздуха по формуле

Qв.= 0,279 * L *ρв. * (tв— tн), Вт

Qв.= 0,279 * 88,4 *1,2. * (20 – (-40)) = 1776 Вт

Qв. – расчетный расход тепла на вентиляцию, Вт;
L – расчетный (нормируемый) расход воздуха на вентиляцию, м3/ч;
ρв– плотность воздуха. Плотность сухого воздуха при 20°С равна 1,2 кг/м3;
tв – температура подогретого воздуха °С;
tн – температура наружного воздуха, °С.
Общий расход тепла на нагрев вентиляционного воздуха в нашем случае составит

Σ Q = Qи + Qв = 634 + 1776 = 2410 Вт

6. А вот теперь, а это многие упускают из виду, для того чтобы определить расчетный расход тепла на вентиляцию дома, мы должны учесть величину внутренних бытовых тепловыделений дома (электроприборы, люди, солнечная радиация и т.д.) Qтв. Данная величина, согласно СНиП 23-02-2003, составляет от 10 до 17 Вт на 1 м2 площади жилых помещений. Для расчета примем среднее значение, то есть 13 Вт/м2. Тогда искомая величина будет равна — Qтв = 13 * 73,5 = 956 Вт.

7. И наконец, расчетный расход тепла на вентиляцию нашего дома будет равен Qв.р = Qи + Qв — Qтв =634 + 1776 – 956 = 1454 Вт или 1,46 кВт, что составляет 1,46/11,85 * 100 = 12,3 % от расчетной тепловой нагрузки на отопление при потребительском подходе Qо.р =11,85 кВт. Общая тепловая нагрузка на отопление и вентиляцию будет равна Qобщ. = Qо.р + Qв.р = 11,85 + 1,46 = 13,31 кВт. А сейчас внимательно посмотрите на значения расчетных тепловых нагрузок, которые мы определили в предыдущем посте.  Вот мы с вами и ответили на главный вопрос – почему расход тепла на вентиляцию жилых зданий отдельно не учитывается и заложен в отопительную характеристику жилого дома.

Для подогрева свежего воздуха в зимнее время использует как электроэнергию, так и тепло отопительной системы. Во втором случае увеличивают площадь отопительных приборов в тех помещениях, где организован приток свежего воздуха. Увеличивают (добавляют несколько секций радиаторов отопления) пропорционально расходу приточного воздуха. Схема естественной вентиляции жилого дома см. Рис.2. Цифрами обозначены: 1 – вертикальный канал естественной вентиляции 1-ого этажа; 2- клапана приточной вентиляции в рамах или стенах дома; 3 — вертикальный канал на чердаке с дефлектором.

Рис.2. Расчет расхода тепла на вентиляцию дома. Схема естественной вентиляции жилого дома

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАСЧЕТУ РАСХОДА ТЕПЛА НА ВЕНТИЛЯЦИЮ ДОМА

Я бы рекомендовал следующий порядок расчета и анализа расчетной нагрузки на вентиляцию жилого дома:

1. Изучить и понять требования к вентиляционным системам жилых зданий по СНиП 2.08.01-89 «Жилые здания». Отопление и вентиляция жилого дома, эти понятия неразрывны – говоря об отоплении дома, думай о вентиляции и наоборот.

2.При расчете расхода тепла на вентиляцию, тепловую нагрузку на отопление принять как при потребительском подходе, в нашем случае она равна Qо.р =11,85 кВт.

3. Рассчитать коэффициент инфильтрации, в нашем случае он равен μ = 5,35%. Если не хотите считать по формуле, то примите его в размере μ = 5 – 7% и не ошибетесь.

4. Определите теплопотери инфильтрацией из-за поступления в помещение через неплотности наружных ограждений холодного воздуха, в нашем случае они равны Qи = 634 Вт. Объем инфильтрационного воздуха при этом равен Lи = 31,6 м3/ч.

5. Согласно СНиП 2.08.01-89, определяем нормируемый воздухообмен тремя способами: по вытяжке, по притоку, по санитарной норме воздухообмена и принять наибольшее значение. В нашем случае эти величины равны: Lвыт =110 м3/ч; Lприт = 110,25 м3/ч; Lс.н =120 м3/ч. В дальнейший расчет принимаем Lтр. =120 м3/ч.

6. Делаем вывод, что объема инфильтрационного воздуха для нормируемого воздухообмена не хватает. Поэтому разницу в   Lв = Lтр. — Lи = 120 – 31,6 = 88,4 м3/ч мы должны восполнить за счет организованной вентиляции.
7. Расход тепла на нагрев вентиляционного воздуха за счет организованной вентиляции (88,4 м3/ч) определяем по формуле. В нашем случае он равен Qв. = 1776 Вт.

8. Общий требуемый расход тепла на нагрев вентиляционного воздуха в нашем случае составит Qи + Qв = 634 + 1776 = 2410 Вт.
9. Определяем величину бытовых тепловыделений дома, в нашем случае она равна Qтв = 956 Вт.

10. Расчетный расход тепла на вентиляцию нашего дома будет равен Qв.р = Qи + Qв — Qтв =634 + 1776 – 956 = 1454 Вт или 1,46 кВт, что составляет 1,46/11,85 * 100 = 12,3 % от расчетной тепловой нагрузки на отопление при потребительском подходе Qо.р =11,85 кВт.

11. Только после определения воздухообмена жилого дома, сможем мы выбрать схему реализации системы вентиляции, а так же произвести расчет воздуховодов системы вентиляции (см. Рис.2).

Дорогие друзья! Я надеюсь, что вы поняли – почему при определении мощности источника тепла для жилого дома, не учитывается отдельно расход тепла на вентиляцию (он включен в отопительную характеристику жилого дома). Но, если вам предстоит рассчитать систему вентиляции жилого дома (диаметры воздуховодов и шахт, подбор вентиляторов и т.д.), то вам придется выделить из общего расхода тепла на отопление дома, расход тепла на вентиляцию. Итак, на данный момент нам известен: расчетный расход тепла на отопление Qо.р =11,85 кВт и расчетный расход тепла на вентиляцию Qв.р = 1,46 кВт. Расчетную нагрузку на горячее водоснабжение мы определим с вами в следующем посте. Сегодня мы с вами выполнили 3-ий пункт нашего плана по расчету системы отопления  дома  — произвели расчет расхода тепла на вентиляцию дома. Кто еще не успел — присоединяйтесь!

С уважением, Григорий Володин

Как рассчитать отопление цеха? Как рассчитать расход тепла на отопление склада?

Пример расчет расхода тепла на отопление цеха (склада) и энергосбережение смотри, здесь.

Лучистая  тепловая  нагрузка —  это количество инфракрасной энергии, необходимое для отопления данной области; это выражается в кВт на квадратный метр (кВт / м 2).

Расчет тепла на отопление

Наш онлайн калькулятор лучистого отопления произведет расчет необходимой лучистой тепловой нагрузки для помещения с учетом его размеров и строительных материалов.  Итоговый отчет содержит сравнение энергозатрат и тепловую нагрузку для лучистых обогревателей и тепловых пушек.

Для ручного расчета расхода тепла на отопление на здание, необходимо определить его площадь (в квадратных метрах) и умножить на коэффициенты, приведенные в таблице ниже:

Коэффициент лучистой энергии длинноволновых обогревателей Билюкс
Тип зданияКоэффициент усиления
Небольшое здание с хорошей изоляцией или подвесной потолок0.08
Большая комната или зона с хорошей изоляцией, до 3 метров высота потолков0.1
Плохо изолированная зона с высоким потолком и бетонный пол0.15
Неизолированные здание, где требуется разумный уровень комфорта0.2
Основное отопления в большом здании или конференц-зале0.25
Зоны нагрева для области практически без отопления0.45

 

Как рассчитать отопление

Шаг первый

Вычислить площадь для отопления в квадратных метрах.

Площадь (м2) = Длина (м) х Ширина (м)

Шаг второй

Из приведенной выше таблицы, выберите фактор, который наиболее близко соответствует тип здания.

Тепловая нагрузка (кВт) = площадь (м2) X Коэффициет усиления

Шаг третий

Выберите  Инфракрасные обогреватели , которые соответствуют или незначительно превышают необходимую тепловую нагрузку.

Практические соображения

Для равномерного распределения тепла лучше использовать несколько меньшей мощности. Инфракрасные обогреватели установлены на противоположных стенах лучше, чем один — но большой мощности. См. схемы оптимального распределения лучистой энергии установка инфракрасных обогревателей (стр. 60).

Пример расчета системы отопления

Небольшой промышленный цех  должен быть отоплен с использованием инфракрасных  обогревателей  Билюкс.  Здание состоит из двух областей. Основная область (А,В), в которой большие ворота, которые часто остаются открытыми, и меньшая область офисных площадей (С).

Как рассчитать отопление

Для целей оптимального расчета лучистой тепловой нагрузки Основная площадь цеха была разделена кирпичной перегородкой на две части, помеченные буквой (А) и (В) на чертеже. Это сделано, чтобы не расходовать энергию на дополнительный обогрев, чтобы противодействовать сквознякам.

Клиент хочет знать эксплуатационные расходы Инфракрасных обогревателей. Сколько он заплатит за  электроэнергию, при стоимости одной единицы электроэнергии  0,80 грн за кВт/час.

Лучистая тепловая нагрузка для зоны (А):

Площадь (A) = 5 м х 5 м = 25м2

Коэффициент  для Зоны нагрева (А) выбирается из таблицы  с учетом дополнительного тепла для компенсации в воротах.

Тепловая нагрузка на площадь (А) = 25 х 0,45 = 11.25kW

Три обогревателя Билюкс П4000 по 4 кВт.

Расчет тепловой нагрузки для района (В)

Площадь (B) = 10 х 5 м = 50м2

Площадь (В) плохо изолированных с бетонным полом, так что из таблицы коэффициент в размере 0,15 выбран.

Тепловая нагрузка на площадь (B) = 50 х 0,15 = 7,5 кВт

Для того, чтобы обеспечить равномерное распределение тепла четыре П2000 потолочные Инфракрасные обогреватели выбраны.

Радиант тепловой нагрузки для района (С)

Площадь (С) = 5 м х 5 м = 25м2

Площадь (С) хорошо изолирована и высота потолка 2,5 м, поэтому коэффициент выбран 0,1 .

Тепловая нагрузка на площадь (C) = 25 х 0,1 = 2,5 кВт

Поскольку Инфракрасные обогреватели работают лучше всего, когда они расположены вдоль наружных стен и на противоположных стенах — выбраны два Б1350.

 

Для промышленного отопления цеха с общей лучистой тепловой нагрузкой 21.25kW использовано 8 потолочных Инфракрасных обогревателей, которые можно крепить на стене под углом 30°.

 

Почасовая эксплуатация расходов

Для расчета эксплуатационных расходов в час, необходимо сложить мощность лучистых нагревателей и умножить на стоимость единицы электроэнергии.

Всего лучистая Мощность нагрева = (2 х 6) + (4 х 2) + (2 х 1,5) = 23KW

Эксплуатационных расходов в час = 23 х 0,8 = 18,4 грн/час

Фактических эксплуатационных расходов, будет меньше. Выбрав Системы контроля и терморегуляции, потолочные Инфракрасные обогреватели  будут включены в случае необходимости. *После прогрева пола и стен — они будут работать 1/3 часа или 30% отопительного периода.

Также эксплутационный расход за отопительный сезон, можно расчитать по формуле:

Е = Эксплуатационных расходов в час Х количество часов Х количество дней отопительного периода Х 0,3* Х 0,5**

Лучистое отопление является очень экономичным

      Лучистый обогрев является недорогим для установки и запуска. Это идеальное решение для промышленных зданий, с высокими потолками, открытыми воротами, большими потерями тепла и т.д. Так как его лучи могут быть направлены именно туда, где это необходимо, энергия не тратится на отопление неиспользуемых площадей. При использовании энергосберегающих приборов управления, которые в свою очередь заставляют Инфракрасные обогреватели включаться только тогда, когда это необходимо – эксплуатационные расходы сведены к минимуму. Для получения дополнительной информации см. длинноволновое лучистое отопления.

 

видео-инструкция по монтажу своими руками, особенности использования дров, нормы, цена, фото

Что это такое – удельный расход тепла на отопление? В каких величинах измеряется удельный расход тепловой энергии на отопление здания и, главное, откуда берутся его значения для расчетов? В этой статье нам предстоит познакомиться с одним из основных понятий теплотехники, а заодно изучить несколько смежных понятий. Итак, в путь.

Осторожно, товарищ! Вы входите в дебри теплотехники.

Что это такое

Определение

Определение удельного расхода тепла дается в СП 23-101-2000. Согласно документу, так называется количество тепла, нужное для поддержания в здании нормируемой температуры, отнесенное к единице площади или объема и к еще одному параметру – градусо-суткам отопительного периода.

Для чего используется этот параметр? Прежде всего – для оценки энергоэффективности здания (или, что то же самое, качества его утепления) и планирования затрат тепла.

Собственно, в СНиП 23-02-2003прямо говорится: удельный (на квадратный или кубический метр) расход тепловой энергии на отопление здания не должен превышать приведенных значений.
Чем лучше теплоизоляция, тем меньше энергии требует обогрев.

Градусо-сутки

Как минимум один из использованных терминов нуждается в разъяснении. Что это такое – градусо-сутки?

Это понятие прямо относится к количеству тепла, необходимому для поддержания комфортного климата внутри отапливаемого помещения в зимнее время. Она вычисляется по формуле GSOP=Dt*Z, где:

  • GSOP – искомое значение;
  • Dt – разница между нормированной внутренней температурой здания (согласно действующим СНиП она должна составлять от +18 до +22 С) и средней температурой самых холодных пяти дней зимы.
  • Z – длина отопительного сезона (в сутках).

Как несложно догадаться, значение параметра определяется климатической зоной и для территории России варьируются от 2000 (Крым, Краснодарский край) до 12000 (Чукотский АО, Якутия).

Зима в Якутии.

Единицы измерения

В каких величинах измеряется интересующий нас параметр?

  • В СНиП 23-02-2003 используются кДж/(м2*С*сут) и, параллельно с первой величиной, кДж/(м3*С*сут).
  • Наряду с килоджоулем могут использоваться другие единицы измерения тепла – килокалории (Ккал), гигакалории (Гкал) и киловатт-часы (КВт*ч).

Как они связаны между собой?

  • 1 гигакалория = 1000000 килокалорий.
  • 1 гигакалория = 4184000 килоджоулей.
  • 1 гигакалория = 1162,2222 киловатт-часа.

На фото – теплосчетчик. Приборы учета тепла могут использовать любые из перечисленных единиц измерения.

Нормированные параметры

Они содержатся в приложениях к СНиП 23-02-2003, таб. 8 и 9. Приведем выдержки из таблиц.

Для одноквартирных одноэтажных отдельностоящих домов

Отапливаемая площадьУдельный расход тепла, кДж/(м2*С*сут)
До 60140
100125
150110
250100

Для многоквартирных домов, общежитий и гостиниц

ЭтажностьУдельный расход тепла, кДж/(м2*С*сут)
1 – 3По таблице для одноквартирных домов
4 – 585
6 – 780
8 – 976
10 – 1172
12 и выше70

Обратите внимание: с увеличением количества этажей норма расхода тепла уменьшается.
Причина проста и очевидна: чем больше объект простой геометрической формы, тем больше отношение его объема к площади поверхности.
По той же причине удельные расходы на отопление загородного дома уменьшаются с увеличением отапливаемой площади.

Обогрев единицы площади большого дома обходится дешевле, чем маленького.

Вычисления

Точное значение потерь тепла произвольным зданием вычислить практически невозможно. Однако давно разработаны методики приблизительных расчетов, дающих в пределах статистики достаточно точные средние результаты. Эти схемы вычислений часто упоминается как расчеты по укрупненным показателям (измерителям).

Наряду с тепловой мощностью часто возникает необходимость рассчитать суточный, часовой, годичный расход тепловой энергии или среднюю потребляемую мощность. Как это сделать? Приведем несколько примеров.

Часовой расход тепла на отопление по укрупненным измерителям вычисляется по формуле Qот=q*a*k*(tвн-tно)*V, где:

  • Qот – искомое значение к килокалориях.
  • q – удельная отопительная величина дома в ккал/(м3*С*час). Она ищется в справочниках для каждого типа зданий.

Удельная отопительная характеристика привязана к размерам, возрасту и типу здания.

  • а – коэффициент поправки на вентиляцию (обычно равен 1,05 – 1,1).
  • k – коэффициент поправки на климатическую зону (0,8 – 2,0 для разных климатических зон).
  • tвн – внутренняя температура в помещении (+18 – +22 С).
  • tно – уличная температура.
  • V – объем здания вместе с ограждающими конструкциями.

Чтобы вычислить приблизительный годовой расход тепла на отопление в здании с удельным расходом в 125 кДж/(м2*С*сут) и площадью 100 м2, расположенном в климатической зоне с параметром GSOP=6000, нужно всего-то умножить 125 на 100 (площадь дома) и на 6000 (градусо-сутки отопительного периода). 125*100*6000=75000000 кДж, или примерно 18 гигакалорий, или 20800 киловатт-часов.

Чтобы пересчитать годичный расход в среднюю тепловую мощность отопительного оборудования, достаточно разделить его на длину отопительного сезона в часах. Если он длится 200 дней, средняя тепловая мощность отопления в приведенном выше случае составит 20800/200/24=4,33 КВт.

Энергоносители

Как своими руками вычислить затраты энергоносителей, зная расход тепла?

Достаточно знать теплотворную способность соответствующего топлива.

Проще всего вычислить расход электроэнергии на отопление дома: он в точности равен произведенному прямым нагревом количеству тепла.

Электрокотел преобразует в тепло всю потребляемую электроэнергию.

Так, средняя мощность электрического котла отопления в последнем рассмотренном нами случае будет равна 4,33 киловатта. Если цена киловатт-часа тепла равна 3,6 рубля, то в час мы будем тратить 4,33*3,6=15,6 рубля, в день – 15*6*24=374 рубля и так далее.

Владельцам твердотопливных котлов полезно знать, что нормы расхода дров на отопление составляют около 0,4 кг/КВт*ч. Нормы расхода угля на отопление вдвое меньше – 0,2 кг/КВт*ч.

Уголь обладает достаточно высокой теплотворной способностью.


Расчет расхода тепла на отопление

Частный дом можно рассматривать как термодинамическую систему, обладающую внутренней энергией и ведущую теплообмен с окружающей средой. Энергия, которую дом получает или теряет в ходе теплообмена, называют теплотой. Источником теплоты в частном доме является теплогенератор: котел, конвектор, печь, нагревательный элемент и т.д.

Чем интенсивнее идет теплообмен между домом и окружающей средой, тем быстрее «уходит» тепло дома и тем интенсивнее должен работать источник тепловой энергии, компенсирующий потери. Понятно, что интенсивная работа котла сопряжена с большим расходом топлива, что ведет к росту расходов на отопление.

Но не это главное: понятие комфорта в жилище в холодное время года неразрывно связано с теплом в доме, что возможно только при равновесии между потерями тепловой энергии и ее производством.

Однако возможности любого теплогенератора ограничены его конструктивными особенностями. Это значит, что для обеспечения тепла и комфорта в доме котел или иной источник тепловой энергии нужно подбирать в соответствии с тепловыми потерями строения, делая при этом некоторый запас (обычно 20%) на случай ветреной погоды или сильных морозов.

Итак, мы определились: прежде чем выбрать котел для обогрева дома нужно определить его (дома) тепловые потери.

Определяем тепловые потери

Теплопотери здания можно рассчитывать отдельно для каждой комнаты, имеющей внешнюю часть, контактирующую с окружающей средой. Затем полученные данные суммируются. Для частного дома удобнее определять тепловые потери всего строения в целом, считая потери тепла отдельно через стены, кровлю, и поверхность пола.

Следует отметить, что расчет тепловых потерь дома достаточно сложный процесс, требующий специальных знаний. Менее точный, но при этом вполне достоверный результат можно получить на основе онлайн калькулятора расчета тепловых потерь.

При выборе онлайн калькулятора предпочтение лучше отдавать моделям, учитывающим все возможные варианты потери тепла. Вот их перечень:

  • поверхность наружных стен

  • поверхность кровли

  • поверхность пола

  • окна

  • двери

  • вентиляционная система

Решив воспользоваться калькулятором, необходимо знать геометрические размеры строения, характеристики материалов, из которых сделан дом, а также их толщину. Наличие теплоизоляционного слоя и его толщина учитываются отдельно.

На основании перечисленных исходных данных онлайн калькулятор выдает общее значение тепловых потерь дома. Определить, насколько точные получены результаты можно разделив полученный результат на общий объем здания и получив при этом удельные потери тепла, величина которых должна находиться в интервале от 30 до 100 Вт.

Если цифры, полученные с помощью онлайн калькулятора, выходят далеко за пределы указанных значений, можно предположить, что в расчет закралась ошибка. Чаще всего причиной ошибок в расчетах является несоответствие размерности используемых в расчете величин.

Немаловажный факт: данные онлайн калькулятора актуальны только для домов и строений с качественными окнами и хорошо работающей системой вентиляции, в которых нет места сквознякам и иным потерям тепла.

Для уменьшения потерь тепла можно выполнить дополнительную тепловую изоляцию строения, а также использовать подогрев воздуха, поступающего в помещение.

Тепловые потери знаем, что дальше?

На следующем этапе производится выбор отопительного агрегата (котла). Его тепловая мощность должна превосходить значение тепловых потерь не менее чем на 20%. Если котел используется еще и для горячего водоснабжения, выбирается тепловой агрегат с дополнительным запасом мощности. Для этого необходимо произвести дополнительный расчет, учитывающий потребности в горячем водоснабжении.

Затем подбираются отопительные приборы, суммарная мощность которых должна соответствовать мощности котла отопления без учета горячего водоснабжения.

Гидравлический расчет системы отопления

Подобрав оборудование, необходимо обеспечить его работу. Для этого нужны трубы, циркуляционный насос и расширительный бак отопления.

Если собственник дома решит произвести подбор труб отопления самостоятельно, можно воспользоваться справочной литературой и подобрать требуемый диаметр по таблицам. Протяженность труб рассчитывается по проектной документации. Для этого на схеме строения просто прокладывается дополнительно схема разводки системы отопления и производится подсчет длины трубопровода.

Если схемы дома по какой-либо причине нет, ее придется нарисовать самостоятельно, а затем, с ее помощью, рассчитать протяженность трубопровода.

Зная протяженность трубопровода, диаметр труб и имея технические данные приборов отопления, рассчитывается внутренний объем системы отопления, по которому подбирается расширительный бак и циркуляционный насос.

Правильный гидравлический расчет необходим также для того, чтобы все тепло, вырабатываемое котлом, равномерно распределялось по дому и доходило в полном объеме до потребителя.

Подведем итоги

Количество тепла, необходимое для отопления дома, напрямую зависит от его тепловых потерь. Уменьшить тепловые потери можно с помощью дополнительной тепловой изоляции, установке качественных окон и утепленных дверей, а также при использовании рекуперации в системе вентиляции.

Величина тепловых потерь определяет мощность котла отопления. Суммарная мощность приборов отопления должна быть равна мощности котла. Для обеспечения качественной работы котла и радиаторов производится гидравлический расчет отопления, в ходе которого определяется диаметр труб, их протяженность, внутренний объем отопления. По этим данным подбирается циркуляционный насос и расширительный бак отопления.

На случай сильный морозов котел покупают с запасом мощности не менее 20%.

Потеря тепла происходит из-за:

  • проникновения холодной температуры с наружных стен помещения, через оконные щели,
  • плохой герметизации оконных рам.

Устанавливая отопительные системы, нужно учесть региональную особенность температуры за окном и исходя из полученных параметров, выбирать тот или иной вид нагревательного оборудования. Но даже самая эффективная нагревательная техника не даст желаемого результата, если не избавиться от так называемых «точек утечки тепла». При установке оконных рам следует один раз потратиться на качественные, и обладающие высоким коэффициентом сохранения тепла. Чтобы эффективно провести утеплительные работы стен, рынок теплоизоляционных материалов представляет большой выбор.

Расход тепла на отопление будет в разы уменьшаться, если работы по герметизации помещения проведены качественно. Любое современное отопительное оборудование можно регулировать, контролируя поступление теплых масс воздуха в помещение. Мощность нагревательных приборов возрастает по мере уменьшения поступлений холодного воздуха.

Для полного комфорта необходимо выполнить два условия:

  • обеспечить оптимальную температуру в помещении в 20-22 градуса;
  • разница температуры воздуха внутри помещения и наружной стены должна быть не более 4 градусов, при этом температура стены должна быть выше температуры точки росы.

Точка росы – это охлаждение наружного воздуха до начала конденсации и превращения его паров в росу. Такого легко достигнуть при наличии мощного котла. Но немаловажно при этом уменьшить расходы на отопление.

Расход тепла на отопление имеет два варианта нормы потребления:

  1. Первый – установленная норма на сопротивление теплоподачи наружных стен, оконных рам и т.д.
  2. Второй – определяется норматив расхода энергии на отопление дома. Второй способ позволяет уменьшать сопротивление теплоподаче ограждающих конструкций. Таким образом, можно выбрать оптимальную толщину стен помещения.

 

Профессиональные строители зачастую используют первый вариант. Воздвигая бетонные стены, им они выполняют работы по дополнительному утеплению различными теплоизоляционными материалами. Такой способ существенно усложняет процесс и повышает стоимость работ.

При построении частных домов не обязательно утеплять наружные стены, достаточно создать более утепленный слой на чердаке и в подполье. Также следует придать дому форму, которая является энергосберегающей, учитывая компактность строения. Для большего утепления к дому пристраивают веранды, лоджии, оконные рамы делают меньше по размерам и т.д. Таким образом, расход тепла на отопление во много раз уменьшается.

Ликвидировав все недостатки, можно приступать к выбору отопительного оборудования. Стоит обратить внимание на параметры отопительной системы, которая будет установлена в помещении. От качества материалов, из которых будут изготовлены теплоносители, радиаторы и котлы отопительного оборудования, зависит и состояние температуры в доме. Современные системы отопления имеют в резерве большой список новых технологически оснащенных приборов для сбережения тепла. Автоматические контроллеры для поддержания оптимальной температуры в комнате будут главными помощниками в плане расхода теплоэнергии на отопление.

При построении энергосберегающего дома или заказа уже готового проекта внимательно стоит рассмотреть вопросы по утеплению здания с привлечением опытных специалистов. Работа требует комплексного подхода и только в таком случае можно построить комфортный, теплый и уютный дом.

Радиаторы отопления и терморегуляторы

В радиаторах температура теплоносителя не должна превышать 90 градусов. При выборе мощных и стойких радиаторов такая температура вполне подходит для холодных зим. Чтобы атмосфера в комнате была приемлемой для всех, нужно установить терморегуляторы. Их существует два вида – механический и автоматический. Механический нужно постоянно регулировать вручную, не упуская момента смены тепловых величин. Открытое положение регулятора обеспечивает максимальный режим, закрытое – минимальный. При потере подачи горячей воды батарея быстро остывает.

Автоматический терморегулятор, в свою очередь, требует меньшего внимания. Достаточно зафиксировать на шкале необходимую отметку, и автомат сам подгоняет температурный уровень. Использование терморегулятора возможно только при параллельном положении труб, использование установленных друг за другом регуляторов блокирует циркуляцию теплоносителя в трубах.

Расход тепловой энергии на отопление несет в себе немалые затраты, если система отопления установлена без учета других затрат, например бойлер, кухня, ванная.

Найти «течь»

Чтобы больше сэкономить, при подведении отопительной системы нужно учесть все «больные» места утечки тепла. Не лишним будет сказать, что окна должны быть герметизированы. Толщина стен позволяет удержать теплоту, теплые полы сохраняют температурный фон на положительной отметке. Расход тепловой энергии на отопление в помещении зависит от высоты потолков, типа вентиляционной системы, строительных материалов при постройке здания.

После вычета всех теплопотерь, нужно серьезно подойти к выбору отопительного котла. Здесь главное – бюджетная часть вопроса. В зависимости от мощности и универсальности варьируется и цена прибора. Если в доме уже проведен газ, то идет экономия на электричестве (стоимость которого немалая), и вместе с приготовлением, например, ужина, заодно и прогревается система.

Еще одним моментом в сохранении тепла является тип обогревателя – конвектор, радиатор, батарея и т.д. Самое подходящее решение вопроса – радиатор, количество секций которого высчитывается при помощи несложной формулы. Одна секция (ребро) радиатора имеет мощность в 150 Вт, для комнаты в 10 метров достаточно 1700 Вт. Путем разделения получаем 13 секций, необходимых для комфортного обогрева помещения.

Установка теплых полов решит наполовину вопрос экономии энергии. По подсчетам специалистов, количество потребленной теплоэнергии сокращается в 2-3 раза. Экономный расход тепловой энергии на отопление налицо.

При установке отопительной системы путем размещения радиаторов можно сразу же подключить систему теплых полов. Постоянная циркуляция теплоносителя создает равномерную температуру во всем помещении.

При расчете расхода тепла на вентиляцию дома необходимо учесть коэффициент инфильтрации, санитарные нормы воздухообмена и величину бытовых тепловыделений.  Вот об этом и пойдет речь в данном посте. Здравствуйте, дорогие друзья! От того как будет выполнено отопление и вентиляция жилого дома, будет во многом зависеть его пригодность к проживанию. Воздушно-тепловой режим в жилом доме является одним из основных факторов, определяющих уровень комфорта, и неудовлетворительный микроклимат делает его непригодными для проживания. В данном посте я предлагаю вам произвести расчет расхода тепла на вентиляцию жилого дома. Данный расчет состоит из 11 пунктов и выполнять их необходимо в строгой последовательности. Выполнив их, мы ответим на вопрос – в каких случаях расход тепла на вентиляцию жилых зданий не учитывается при выборе мощности котла. Для комфортных условий проживания важен не только приток свежего воздуха и его температура, но и скорость движения воздушных потоков в помещении, и чем эта скорость меньше, тем комфортнее нам находиться в этом доме. В соответствии со СНиП 2.08.01-89 «Жилые здания», в жилом доме вытяжные решетки должны устанавливаться в ванных комнатах, туалетах и на кухнях, а приток воздуха должен поступать через форточки и приточные клапаны, расположенные в жилых комнатах (см.рис.1). При этом выделяют три зоны движения приточного воздуха: зона притока воздуха, зона перетока воздуха,  зона вытяжки воздуха.

Рис.1. Расчет расхода тепла на вентиляцию дома. Схема организации воздухообмена в доме

Кроме организованного притока воздуха в помещение, есть еще не организованный приток. Инфильтрация – это и есть не организованное поступление воздуха в дом через неплотности в ограждениях дома под действием теплового и ветрового давления. Для обеспечения свободного движения воздушных масс, двери внутри квартиры обязательно должны иметь зазор между плоскостью пола и нижней частью дверного полотна или специальную решетку в нижней части двери. Успешно такая вентиляционная система с естественной тягой может работать только при соблюдении баланса между количеством поступающего и удаляемого воздуха.

Дорогие друзья, на данном этапе расчета тепловой нагрузки на источник тепла (котельную), нам не особо важно как будет выполнена технически вентиляционная система дома. Будет ли она с естественной тягой или механической, какие размеры будут иметь вентиляционные каналы и где они будут проложены, как будет нагреваться приточный воздух и т.д. Нам важно сейчас определить величину тепловой нагрузки на вентиляцию дома, то есть определить расход тепла на вентиляцию (нагрев приточного воздуха).

И самое главное, мы должны будем ответить на вопрос – почему расход тепла на вентиляцию жилых зданий отдельно не учитывается, якобы он уже включен в отопительную характеристику дома (Щекин С.М. «Справочник по теплоснабжению и вентиляции», стр.339). Ну, да же если и так, нам все равно придется разбивать общие теплопотери дома на теплопотери с вентиляцией, с инфильтрацией и через ограждающие конструкции дома. Это просто необходимо по дальнейшим конструктивным соображениям.

Небольшое отступление от темы. Дорогие друзья, нижеприведенная ссылка приведет Вас на обучающий курс Зинаиды Лукьяновой Фотошоп с нуля в видеоформате 3.0. Курс содержит 82 урока, которые прекрасны по содержанию и понятны новичку. Здесь же приведены 5 бесплатных урока, просмотрев которые, я оформил заявку на полный курс и не жалею.

Я рекомендую данный курс всем, кому не чуждо чувство прекрасного и кто хочет попробовать себя в удаленной работе по профессии Дизайнер. При,обретя данный курс, вы не будете вечерами ходить из угла в угол, вы не будете чесать пузо, лежа перед телевизором – вы будете работать, создавая прекрасное. И, как сказать, может это и станет вашим смыслом жизни. Я искренне желаю Вам удачи. Вот эта ссылка. Дерзайте!           http://o.cscore.ru/28gig49/disc149

ПОРЯДОК РАСЧЕТА РАСХОДА ТЕПЛА НА ВЕНТИЛЯЦИЮ

Итак, в различных источниках приведены следующие данные: расход тепла на вентиляцию равен 10-15% от теплопотерь через ограждения дома, а коэффициент инфильтрации – 5-7%. Давайте попробуем получить эти проценты расчетным путем. Чтобы не запутаться и чтобы соблюдалась логичность в наших рассуждениях, расчет расхода тепла на вентиляцию будем производить в в следующем порядке:

1. Во первых, определим расход тепла на инфильтрацию по формуле

Qи = Qт * μ, кВт;

Qи = Qт * μ = 11,85 * 0,0535= 0,634 кВт = 634 Вт.

теплопотери инфильтрацией из-за поступления в помещение через неплотности наружных ограждений холодного воздуха;

Qт – теплопотери теплопередачей через наружные ограждения дома Qт = 11,85 кВт;
μ — коэффициент инфильтрации.
2. Коэффициент инфильтрации определяется по формуле

μ = b * [2 *g * H * (1 – Tн/ Tв) +wв2 ]0,5

μ =0,01 * [2* 9,81 * 5 * (1 – 233/ 293) +32 ]0,5 = 0,0535 или 5,35%

H – свободная высота здания, м;
tв, tн – внутренняя и наружная температура воздуха, оС;
g – ускорение свободного падения, м/с2;
wв – скорость ветра, м/с;
b – постоянная инфильтрации, c/м.
3. Расход инфильтрационного воздуха определим его по формуле

Lи = Qи /0,279 * p * (tв — tн), м3

Lи = 634 /0,279 * 1,2 * (20 – (-40)) = 31,6 м³/ч

Достаточно или нет этого воздуха для вентиляции нашего дома? Чтобы ответить на данный вопрос, мы должны будем обратиться к СНиП 2.08.01-89 «Жилые здания». Минимальная производительность системы вентиляции дома в режиме обслуживания должна определяться из расчета не менее однократного обмена объема воздуха в течение одного часа в помещениях с постоянным пребыванием людей. Из кухни в режиме обслуживания должно удаляться не менее 60 м³ воздуха в час, из ванны, уборной — 25 м³ воздуха в час. Кратность воздухообмена в других помещениях, а также во всех вентилируемых помещениях в нерабочем режиме должна составлять не менее 0,2 объема помещения в час.

4. Расчет требуемого количества свежего воздуха предусматривает   определение его тремя различными способами:

Первый способ. Он основан на нормировании удаляемого объема воздуха, речь идет о суммарном значении объемов воздуха, удаляемых через вытяжки в ванной комнате, туалете и на кухне. Значение этих нормируемых объемов воздуха для нашего дома составит:

— от электроплиты с 4-мя комфорками — 60 м3/ч;

— от 2-ух совмещенных туалетов – 2 * 25 = 50 м3/ч.

Итак, суммарный нормируемый объем воздуха по вытяжке составит: Lвыт = 60 + 2 * 25 = 110 м3/ч.

Второй способ. Данный способ основан на нормировании приточного воздуха из расчета не менее однократного обмена объема воздуха в течение одного часа в помещениях с постоянным пребыванием людей. Помещения с постоянным пребыванием людей, эти те помещения, где человек находится более 2 часов непрерывно. Поступим следующим образом – 50% от общей жилой площади (Fжил. =73,5 м2) отнесем к помещением с постоянным пребыванием, а остальные 50% с частичным пребыванием. Тогда минимальная производительность системы вентиляции дома по притоку составит:

Lприт = 73,5/2 *2,5 *1 + 73,5/2 *2,5 *0,2 = 73,5/2 *2,5 * (1 + 0,2)= 110,25 м3

Третий способ. Ну и наконец, по санитарным нормам воздухообмена, требуемый воздухообмен в доме должен быть не менее 30 м3/ч на человека. Если в доме проживают 4-е человека, то воздухообмен составит: Lс.н = 30 * 4 =120 м3/ч.

Общее правило вентиляции гласит — сколько воздуха удалено из дома, столько в него нужно и подать, а требуемый воздухообмен мы должны принять наибольший из трех выше рассчитанных значений, то есть Lтр. =120 м3/ч, по санитарным нормам воздухообмена. Вот мы и ответили на вопрос – достаточно или нет воздухообмена для нашего дома только за счет инфильтрации (Lи = 31,6 м3/ч). Явно, что воздухообмена за счет инфильтрации не достаточно (Lтр.=120 м3/ч). Разницу в  Lв = Lтр. — Lи = 120 – 31,6 = 88,4 м3/ч мы должны восполнить за счет организованной вентиляции. Как мы ее выполним – это чисто технический вопрос.

5. Теперь мы должны ответить на следующий вопрос – а сколько же тепла потребуется на нагрев инфильтрационного воздуха и воздуха за счет вентиляции. Количество тепла на нагрев инфильтрационного воздуха мы посчитали ранее и оно равно Qи = 634 Вт. Определим расход тепла на нагрев вентиляционного воздуха по формуле

Qв.= 0,279 * L *ρв. * (tв— tн), Вт

Qв.= 0,279 * 88,4 *1,2. * (20 – (-40)) = 1776 Вт

Qв. – расчетный расход тепла на вентиляцию, Вт;
L – расчетный (нормируемый) расход воздуха на вентиляцию, м3/ч;
ρв– плотность воздуха. Плотность сухого воздуха при 20°С равна 1,2 кг/м3;
tв – температура подогретого воздуха °С;
tн – температура наружного воздуха, °С.
Общий расход тепла на нагрев вентиляционного воздуха в нашем случае составит

Σ Q = Qи + Qв = 634 + 1776 = 2410 Вт

6. А вот теперь, а это многие упускают из виду, для того чтобы определить расчетный расход тепла на вентиляцию дома, мы должны учесть величину внутренних бытовых тепловыделений дома (электроприборы, люди, солнечная радиация и т.д.) Qтв. Данная величина, согласно СНиП 23-02-2003, составляет от 10 до 17 Вт на 1 м2 площади жилых помещений. Для расчета примем среднее значение, то есть 13 Вт/м2. Тогда искомая величина будет равна — Qтв = 13 * 73,5 = 956 Вт.

7. И наконец, расчетный расход тепла на вентиляцию нашего дома будет равен Qв.р = Qи + Qв — Qтв =634 + 1776 – 956 = 1454 Вт или 1,46 кВт, что составляет 1,46/11,85 * 100 = 12,3 % от расчетной тепловой нагрузки на отопление при потребительском подходе Qо.р =11,85 кВт. Общая тепловая нагрузка на отопление и вентиляцию будет равна Qобщ. = Qо.р + Qв.р = 11,85 + 1,46 = 13,31 кВт. А сейчас внимательно посмотрите на значения расчетных тепловых нагрузок, которые мы определили в предыдущем посте.  Вот мы с вами и ответили на главный вопрос – почему расход тепла на вентиляцию жилых зданий отдельно не учитывается и заложен в отопительную характеристику жилого дома.

Для подогрева свежего воздуха в зимнее время использует как электроэнергию, так и тепло отопительной системы. Во втором случае увеличивают площадь отопительных приборов в тех помещениях, где организован приток свежего воздуха. Увеличивают (добавляют несколько секций радиаторов отопления) пропорционально расходу приточного воздуха. Схема естественной вентиляции жилого дома см. Рис.2. Цифрами обозначены: 1 – вертикальный канал естественной вентиляции 1-ого этажа; 2- клапана приточной вентиляции в рамах или стенах дома; 3 — вертикальный канал на чердаке с дефлектором.

Рис.2. Расчет расхода тепла на вентиляцию дома. Схема естественной вентиляции жилого дома

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАСЧЕТУ РАСХОДА ТЕПЛА НА ВЕНТИЛЯЦИЮ ДОМА

Я бы рекомендовал следующий порядок расчета и анализа расчетной нагрузки на вентиляцию жилого дома:

1. Изучить и понять требования к вентиляционным системам жилых зданий по СНиП 2.08.01-89 «Жилые здания». Отопление и вентиляция жилого дома, эти понятия неразрывны – говоря об отоплении дома, думай о вентиляции и наоборот.

2.При расчете расхода тепла на вентиляцию, тепловую нагрузку на отопление принять как при потребительском подходе, в нашем случае она равна Qо.р =11,85 кВт.

3. Рассчитать коэффициент инфильтрации, в нашем случае он равен μ = 5,35%. Если не хотите считать по формуле, то примите его в размере μ = 5 – 7% и не ошибетесь.

4. Определите теплопотери инфильтрацией из-за поступления в помещение через неплотности наружных ограждений холодного воздуха, в нашем случае они равны Qи = 634 Вт. Объем инфильтрационного воздуха при этом равен Lи = 31,6 м3/ч.

5. Согласно СНиП 2.08.01-89, определяем нормируемый воздухообмен тремя способами: по вытяжке, по притоку, по санитарной норме воздухообмена и принять наибольшее значение. В нашем случае эти величины равны: Lвыт =110 м3/ч; Lприт = 110,25 м3/ч; Lс.н =120 м3/ч. В дальнейший расчет принимаем Lтр. =120 м3/ч.

6. Делаем вывод, что объема инфильтрационного воздуха для нормируемого воздухообмена не хватает. Поэтому разницу в   Lв = Lтр. — Lи = 120 – 31,6 = 88,4 м3/ч мы должны восполнить за счет организованной вентиляции.
7. Расход тепла на нагрев вентиляционного воздуха за счет организованной вентиляции (88,4 м3/ч) определяем по формуле. В нашем случае он равен Qв. = 1776 Вт.

8. Общий требуемый расход тепла на нагрев вентиляционного воздуха в нашем случае составит Qи + Qв = 634 + 1776 = 2410 Вт.
9. Определяем величину бытовых тепловыделений дома, в нашем случае она равна Qтв = 956 Вт.

10. Расчетный расход тепла на вентиляцию нашего дома будет равен Qв.р = Qи + Qв — Qтв =634 + 1776 – 956 = 1454 Вт или 1,46 кВт, что составляет 1,46/11,85 * 100 = 12,3 % от расчетной тепловой нагрузки на отопление при потребительском подходе Qо.р =11,85 кВт.

11. Только после определения воздухообмена жилого дома, сможем мы выбрать схему реализации системы вентиляции, а так же произвести расчет воздуховодов системы вентиляции (см. Рис.2).

Дорогие друзья! Я надеюсь, что вы поняли – почему при определении мощности источника тепла для жилого дома, не учитывается отдельно расход тепла на вентиляцию (он включен в отопительную характеристику жилого дома). Но, если вам предстоит рассчитать систему вентиляции жилого дома (диаметры воздуховодов и шахт, подбор вентиляторов и т.д.), то вам придется выделить из общего расхода тепла на отопление дома, расход тепла на вентиляцию. Итак, на данный момент нам известен: расчетный расход тепла на отопление Qо.р =11,85 кВт и расчетный расход тепла на вентиляцию Qв.р = 1,46 кВт. Расчетную нагрузку на горячее водоснабжение мы определим с вами в следующем посте. Сегодня мы с вами выполнили 3-ий пункт нашего плана по расчету системы отопления  дома  — произвели расчет расхода тепла на вентиляцию дома. Кто еще не успел — присоединяйтесь!

С уважением, Григорий Володин

Как рассчитать отопление цеха? Как рассчитать расход тепла на отопление склада?

Пример расчет расхода тепла на отопление цеха (склада) и энергосбережение смотри, здесь.

Лучистая  тепловая  нагрузка —  это количество инфракрасной энергии, необходимое для отопления данной области; это выражается в кВт на квадратный метр (кВт / м 2).

Расчет тепла на отопление

Наш онлайн калькулятор лучистого отопления произведет расчет необходимой лучистой тепловой нагрузки для помещения с учетом его размеров и строительных материалов.  Итоговый отчет содержит сравнение энергозатрат и тепловую нагрузку для лучистых обогревателей и тепловых пушек.

Для ручного расчета расхода тепла на отопление на здание, необходимо определить его площадь (в квадратных метрах) и умножить на коэффициенты, приведенные в таблице ниже:

Коэффициент лучистой энергии длинноволновых обогревателей Билюкс
Тип зданияКоэффициент усиления
Небольшое здание с хорошей изоляцией или подвесной потолок0.08
Большая комната или зона с хорошей изоляцией, до 3 метров высота потолков0.1
Плохо изолированная зона с высоким потолком и бетонный пол0.15
Неизолированные здание, где требуется разумный уровень комфорта0.2
Основное отопления в большом здании или конференц-зале0.25
Зоны нагрева для области практически без отопления0.45

 

Как рассчитать отопление

Шаг первый

Вычислить площадь для отопления в квадратных метрах.

Площадь (м2) = Длина (м) х Ширина (м)

Шаг второй

Из приведенной выше таблицы, выберите фактор, который наиболее близко соответствует тип здания.

Тепловая нагрузка (кВт) = площадь (м2) X Коэффициет усиления

Шаг третий

Выберите  Инфракрасные обогреватели , которые соответствуют или незначительно превышают необходимую тепловую нагрузку.

Практические соображения

Для равномерного распределения тепла лучше использовать несколько меньшей мощности. Инфракрасные обогреватели установлены на противоположных стенах лучше, чем один — но большой мощности. См. схемы оптимального распределения лучистой энергии установка инфракрасных обогревателей (стр. 60).

Пример расчета системы отопления

Небольшой промышленный цех  должен быть отоплен с использованием инфракрасных  обогревателей  Билюкс.  Здание состоит из двух областей. Основная область (А,В), в которой большие ворота, которые часто остаются открытыми, и меньшая область офисных площадей (С).

Как рассчитать отопление

Для целей оптимального расчета лучистой тепловой нагрузки Основная площадь цеха была разделена кирпичной перегородкой на две части, помеченные буквой (А) и (В) на чертеже. Это сделано, чтобы не расходовать энергию на дополнительный обогрев, чтобы противодействовать сквознякам.

Клиент хочет знать эксплуатационные расходы Инфракрасных обогревателей. Сколько он заплатит за  электроэнергию, при стоимости одной единицы электроэнергии  0,80 грн за кВт/час.

Лучистая тепловая нагрузка для зоны (А):

Площадь (A) = 5 м х 5 м = 25м2

Коэффициент  для Зоны нагрева (А) выбирается из таблицы  с учетом дополнительного тепла для компенсации в воротах.

Тепловая нагрузка на площадь (А) = 25 х 0,45 = 11.25kW

Три обогревателя Билюкс П4000 по 4 кВт.

Расчет тепловой нагрузки для района (В)

Площадь (B) = 10 х 5 м = 50м2

Площадь (В) плохо изолированных с бетонным полом, так что из таблицы коэффициент в размере 0,15 выбран.

Тепловая нагрузка на площадь (B) = 50 х 0,15 = 7,5 кВт

Для того, чтобы обеспечить равномерное распределение тепла четыре П2000 потолочные Инфракрасные обогреватели выбраны.

Радиант тепловой нагрузки для района (С)

Площадь (С) = 5 м х 5 м = 25м2

Площадь (С) хорошо изолирована и высота потолка 2,5 м, поэтому коэффициент выбран 0,1 .

Тепловая нагрузка на площадь (C) = 25 х 0,1 = 2,5 кВт

Поскольку Инфракрасные обогреватели работают лучше всего, когда они расположены вдоль наружных стен и на противоположных стенах — выбраны два Б1350.

 

Для промышленного отопления цеха с общей лучистой тепловой нагрузкой 21.25kW использовано 8 потолочных Инфракрасных обогревателей, которые можно крепить на стене под углом 30°.

 

Почасовая эксплуатация расходов

Для расчета эксплуатационных расходов в час, необходимо сложить мощность лучистых нагревателей и умножить на стоимость единицы электроэнергии.

Всего лучистая Мощность нагрева = (2 х 6) + (4 х 2) + (2 х 1,5) = 23KW

Эксплуатационных расходов в час = 23 х 0,8 = 18,4 грн/час

Фактических эксплуатационных расходов, будет меньше. Выбрав Системы контроля и терморегуляции, потолочные Инфракрасные обогреватели  будут включены в случае необходимости. *После прогрева пола и стен — они будут работать 1/3 часа или 30% отопительного периода.

Также эксплутационный расход за отопительный сезон, можно расчитать по формуле:

Е = Эксплуатационных расходов в час Х количество часов Х количество дней отопительного периода Х 0,3* Х 0,5**

Лучистое отопление является очень экономичным

      Лучистый обогрев является недорогим для установки и запуска. Это идеальное решение для промышленных зданий, с высокими потолками, открытыми воротами, большими потерями тепла и т.д. Так как его лучи могут быть направлены именно туда, где это необходимо, энергия не тратится на отопление неиспользуемых площадей. При использовании энергосберегающих приборов управления, которые в свою очередь заставляют Инфракрасные обогреватели включаться только тогда, когда это необходимо – эксплуатационные расходы сведены к минимуму. Для получения дополнительной информации см. длинноволновое лучистое отопления.

 

видео-инструкция по монтажу своими руками, особенности использования дров, нормы, цена, фото

Что это такое – удельный расход тепла на отопление? В каких величинах измеряется удельный расход тепловой энергии на отопление здания и, главное, откуда берутся его значения для расчетов? В этой статье нам предстоит познакомиться с одним из основных понятий теплотехники, а заодно изучить несколько смежных понятий. Итак, в путь.

Осторожно, товарищ! Вы входите в дебри теплотехники.

Что это такое

Определение

Определение удельного расхода тепла дается в СП 23-101-2000. Согласно документу, так называется количество тепла, нужное для поддержания в здании нормируемой температуры, отнесенное к единице площади или объема и к еще одному параметру – градусо-суткам отопительного периода.

Для чего используется этот параметр? Прежде всего – для оценки энергоэффективности здания (или, что то же самое, качества его утепления) и планирования затрат тепла.

Собственно, в СНиП 23-02-2003прямо говорится: удельный (на квадратный или кубический метр) расход тепловой энергии на отопление здания не должен превышать приведенных значений.
Чем лучше теплоизоляция, тем меньше энергии требует обогрев.

Градусо-сутки

Как минимум один из использованных терминов нуждается в разъяснении. Что это такое – градусо-сутки?

Это понятие прямо относится к количеству тепла, необходимому для поддержания комфортного климата внутри отапливаемого помещения в зимнее время. Она вычисляется по формуле GSOP=Dt*Z, где:

  • GSOP – искомое значение;
  • Dt – разница между нормированной внутренней температурой здания (согласно действующим СНиП она должна составлять от +18 до +22 С) и средней температурой самых холодных пяти дней зимы.
  • Z – длина отопительного сезона (в сутках).

Как несложно догадаться, значение параметра определяется климатической зоной и для территории России варьируются от 2000 (Крым, Краснодарский край) до 12000 (Чукотский АО, Якутия).

Зима в Якутии.

Единицы измерения

В каких величинах измеряется интересующий нас параметр?

  • В СНиП 23-02-2003 используются кДж/(м2*С*сут) и, параллельно с первой величиной, кДж/(м3*С*сут).
  • Наряду с килоджоулем могут использоваться другие единицы измерения тепла – килокалории (Ккал), гигакалории (Гкал) и киловатт-часы (КВт*ч).

Как они связаны между собой?

  • 1 гигакалория = 1000000 килокалорий.
  • 1 гигакалория = 4184000 килоджоулей.
  • 1 гигакалория = 1162,2222 киловатт-часа.

На фото – теплосчетчик. Приборы учета тепла могут использовать любые из перечисленных единиц измерения.

Нормированные параметры

Они содержатся в приложениях к СНиП 23-02-2003, таб. 8 и 9. Приведем выдержки из таблиц.

Для одноквартирных одноэтажных отдельностоящих домов

Отапливаемая площадьУдельный расход тепла, кДж/(м2*С*сут)
До 60140
100125
150110
250100

Для многоквартирных домов, общежитий и гостиниц

ЭтажностьУдельный расход тепла, кДж/(м2*С*сут)
1 – 3По таблице для одноквартирных домов
4 – 585
6 – 780
8 – 976
10 – 1172
12 и выше70

Обратите внимание: с увеличением количества этажей норма расхода тепла уменьшается.
Причина проста и очевидна: чем больше объект простой геометрической формы, тем больше отношение его объема к площади поверхности.
По той же причине удельные расходы на отопление загородного дома уменьшаются с увеличением отапливаемой площади.

Обогрев единицы площади большого дома обходится дешевле, чем маленького.

Вычисления

Точное значение потерь тепла произвольным зданием вычислить практически невозможно. Однако давно разработаны методики приблизительных расчетов, дающих в пределах статистики достаточно точные средние результаты. Эти схемы вычислений часто упоминается как расчеты по укрупненным показателям (измерителям).

Наряду с тепловой мощностью часто возникает необходимость рассчитать суточный, часовой, годичный расход тепловой энергии или среднюю потребляемую мощность. Как это сделать? Приведем несколько примеров.

Часовой расход тепла на отопление по укрупненным измерителям вычисляется по формуле Qот=q*a*k*(tвн-tно)*V, где:

  • Qот – искомое значение к килокалориях.
  • q – удельная отопительная величина дома в ккал/(м3*С*час). Она ищется в справочниках для каждого типа зданий.

Удельная отопительная характеристика привязана к размерам, возрасту и типу здания.

  • а – коэффициент поправки на вентиляцию (обычно равен 1,05 – 1,1).
  • k – коэффициент поправки на климатическую зону (0,8 – 2,0 для разных климатических зон).
  • tвн – внутренняя температура в помещении (+18 – +22 С).
  • tно – уличная температура.
  • V – объем здания вместе с ограждающими конструкциями.

Чтобы вычислить приблизительный годовой расход тепла на отопление в здании с удельным расходом в 125 кДж/(м2*С*сут) и площадью 100 м2, расположенном в климатической зоне с параметром GSOP=6000, нужно всего-то умножить 125 на 100 (площадь дома) и на 6000 (градусо-сутки отопительного периода). 125*100*6000=75000000 кДж, или примерно 18 гигакалорий, или 20800 киловатт-часов.

Чтобы пересчитать годичный расход в среднюю тепловую мощность отопительного оборудования, достаточно разделить его на длину отопительного сезона в часах. Если он длится 200 дней, средняя тепловая мощность отопления в приведенном выше случае составит 20800/200/24=4,33 КВт.

Энергоносители

Как своими руками вычислить затраты энергоносителей, зная расход тепла?

Достаточно знать теплотворную способность соответствующего топлива.

Проще всего вычислить расход электроэнергии на отопление дома: он в точности равен произведенному прямым нагревом количеству тепла.

Электрокотел преобразует в тепло всю потребляемую электроэнергию.

Так, средняя мощность электрического котла отопления в последнем рассмотренном нами случае будет равна 4,33 киловатта. Если цена киловатт-часа тепла равна 3,6 рубля, то в час мы будем тратить 4,33*3,6=15,6 рубля, в день – 15*6*24=374 рубля и так далее.

Владельцам твердотопливных котлов полезно знать, что нормы расхода дров на отопление составляют около 0,4 кг/КВт*ч. Нормы расхода угля на отопление вдвое меньше – 0,2 кг/КВт*ч.

Уголь обладает достаточно высокой теплотворной способностью.

Таким образом, чтобы своими руками подсчитать среднечасовой расход дров при средней тепловой мощности отопления 4,33 КВт, достаточно умножить 4,33 на 0,4: 4,33*0,4=1,732 кг. Та же инструкция действует для других теплоносителей – достаточно лишь залезь в справочники.

Заключение

Надеемся, что наше знакомство с новым понятием, пусть даже несколько поверхностное, смогло удовлетворить любопытство читателя. Прикрепленное к этому материалу видео, как обычно.предложит дополнительную информацию. Успехов!

Методы оценки расхода пара

Компоненты нагрева и потери тепла

В любом процессе нагрева компонент нагрева будет уменьшаться по мере повышения температуры продукта, а разница температур на нагревательной спирали уменьшается. Однако компонент тепловых потерь будет увеличиваться по мере повышения температуры продукта и емкости, и больше тепла будет потеряно в окружающую среду от емкости или трубопроводов. Общая потребность в тепле в любой момент времени складывается из этих двух компонентов.

Если размер поверхности нагрева подбирается только с учетом компонента нагрева, возможно, что для процесса будет недостаточно тепла для достижения ожидаемой температуры. Нагревательный элемент, если его размер определяется суммой средних значений обоих этих компонентов, обычно должен быть в состоянии удовлетворить общую потребность в тепле в приложении.

Иногда, например, с очень большими резервуарами для хранения нефти, имеет смысл поддерживать температуру выдержки ниже требуемой температуры перекачки, так как это снизит тепловые потери с поверхности резервуара.Можно использовать другой метод нагрева, например, вытяжной нагреватель, как показано на рисунке 2.6.4.

Нагревательные элементы заключены в металлический кожух, выступающий в резервуар, и сконструированы таким образом, что только масло в непосредственной близости всасывается и нагревается до температуры откачки. Таким образом, тепло требуется только при откачке масла, а поскольку температура в баке понижается, часто можно обойтись без запаздывания. Размер выходного нагревателя будет зависеть от температуры сыпучего масла, температуры откачки и скорости откачки.

Добавление материалов в технологические резервуары с открытым верхом также можно рассматривать как компонент тепловых потерь, который увеличит потребность в тепле. Эти материалы будут действовать как теплоотвод при погружении, и их необходимо учитывать при определении размера поверхности нагрева.

В любом случае, когда необходимо рассчитать поверхность теплопередачи, сначала необходимо оценить общую среднюю скорость теплопередачи. Исходя из этого, можно определить потребность в тепле и паровую нагрузку для полной нагрузки и запуска.Это позволит выбрать размер регулирующего клапана в зависимости от любого из этих двух условий.

Сколько тепла вам нужно

Большинство проблем с электрическим нагревом можно легко решить, определив количество тепла, необходимое для выполнения работы. Требуемое количество тепла должно быть преобразовано в электрическую энергию, после чего можно выбрать наиболее практичный обогреватель для работы. Независимо от того, является ли проблема нагревом твердых тел, жидкостей или газов, метод или подход к определению потребляемой мощности одинаков.

Ваша проблема с отоплением должна быть четко обозначена, уделяя особое внимание определению рабочих параметров. Прежде чем двигаться дальше, убедитесь, что у вас есть следующая информация:

Тепловая система, которую вы проектируете, может не учитывать все возможные или непредвиденные требования к обогреву, поэтому помните о коэффициенте безопасности. Коэффициент безопасности увеличивает мощность нагревателя сверх расчетных требований.

Полная требуемая тепловая энергия (кВтч или британских тепловых единиц) представляет собой либо количество тепла, необходимое для запуска, либо количество тепла, необходимое для поддержания заданной температуры.Это зависит от того, какой расчетный результат больше.

Требуемая мощность (кВт) — это значение тепловой энергии (кВтч), деленное на необходимое время запуска или рабочего цикла. Мощность обогревателя в кВт будет больше из этих значений плюс коэффициент безопасности.

Расчет требований к запуску и эксплуатации состоит из нескольких отдельных частей, которые лучше всего обрабатывать отдельно. Однако можно использовать краткий метод для быстрой оценки необходимой тепловой энергии.

Коэффициент безопасности обычно составляет от 10 до 35 процентов в зависимости от области применения.

A = Ватты, необходимые для повышения температуры материала и оборудования до рабочей точки в течение требуемого времени

B = Ватты, необходимые для повышения температуры материала во время рабочего цикла

Вес материала (фунты) ) x Удельная теплоемкость материала (° F) x повышение температуры (° F)

––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––412

D = Ватты, необходимые для плавления или испарения материала во время рабочего цикла

Уравнение для C и D (поглощенные ватты при плавлении или испарении)

Вес материала (фунты) x теплота плавления или испарение (БТЕ / фунт)

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– –––

Время запуска или цикла (часы) x 3.412

L = Ватт, потерянный поверхностями из-за использования теплопроводности, кривых тепловых потерь при использовании излучения или кривых тепловых потерь при использовании конвекции

Теплопроводность материала или изоляции (БТЕ x дюйм / фут 2 x ° F x час) x Площадь поверхности (футы 2 ) x Темп. дифференциал к температуре окружающей среды (° F)

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––

Толщина материала или изоляции (дюйм.) х 3,412

Расчет мощности

Поглощенная энергия, тепло, необходимое для повышения температуры материала

Поскольку все вещества нагреваются по-разному, для изменения температуры требуется разное количество тепла. Удельная теплоемкость вещества — это количество тепла, необходимое для повышения температуры единицы вещества на один градус. Называя количество добавленного тепла Q, которое вызовет изменение температуры ∆T на массу вещества W, при удельной теплоемкости материала Cp, тогда Q = w x Cp x ∆T.

Поскольку все вычисления производятся в ваттах, вводится дополнительное преобразование 3,412 британских тепловых единиц = 1 Вт-час.

Q A или Q B = w x Cp x ∆T

–––––––––

3,412

QA = тепло, необходимое для повышения температуры материалов во время нагрева (Втч)

QB = тепло, необходимое для повышения температуры обрабатываемых материалов в рабочем цикле (Вт · ч)

w = Вес материала (фунты)

Cp = удельная теплоемкость материала (БТЕ / фунт x ° F)

∆T = Повышение температуры материала (T Final — T Initial ) (° F)

Тепло, необходимое для плавления или испарения материала

Тепло, необходимое для плавления материала, называется скрытой теплотой плавления и обозначается H f .Другое изменение состояния связано с испарением и конденсацией. Скрытая теплота парообразования H v вещества — это энергия, необходимая для превращения вещества из жидкости в пар. Такое же количество энергии выделяется, когда пар конденсируется обратно в жидкость.

Q C или Q D = ш x в в или в

–––––

3,412

Q C = Тепло, необходимое для плавления / испарения материалов во время нагрева (Втч)

Q D = Тепло, необходимое для плавления / испарения материалов, обрабатываемых в рабочем цикле (Вт · ч)

w = Вес материала (фунты)

H f = Скрытая теплота плавления (БТЕ / фунт)

H v = скрытая теплота испарения (БТЕ / фунт)

Теплопроводность потерь

Теплопередача за счет теплопроводности — это контактный обмен теплом от одного тела с более высокой температурой к другому телу с более низкой температурой или между частями одного и того же тела при разных температурах.

Q L1 = k x A x ∆T x te [1]

–––––––––––

3,412 x L

Q L1 = Потери тепла за счет теплопроводности (Вт · ч)

k = теплопроводность (британские тепловые единицы x дюйм / фут 2 x ° F x час)

A = Площадь поверхности теплопередачи (футы 2 )

L = толщина материала (дюйм.)

∆T = разница температур в материале (T 2 -T 1 ) ° F

te = Время выдержки (час)

Конвекционные тепловые потери

Конвекция — это особый случай проводимости. Конвекция определяется как передача тепла из высокотемпературной области в газе или жидкости в результате движения масс жидкости.

Q L2 = A • F SL • C F

Q L2 = Конвекционные тепловые потери (Вт · ч)

A = Площадь поверхности (дюйм2)

F SL = Коэффициент потерь при вертикальной поверхностной конвекции (Вт / дюйм2), рассчитанный при температуре поверхности

C F = Фактор ориентации поверхности: нагретая поверхность обращена горизонтально вверх (1.29), вертикально (1,00), нагреваемая поверхность обращена горизонтально вниз (0,63)

Радиационные тепловые потери

Радиационные потери не зависят от ориентации поверхности. Коэффициент излучения используется для корректировки способности материала излучать тепловую энергию.

Q L3 = A x F SL x e

Q L3 = Потери тепла на излучение (Втч)

A = Площадь поверхности (дюйм2)

F SL = Коэффициент потерь на излучение черного тела при температуре поверхности (Вт / дюйм2)

e = коэффициент поправки на излучательную способность поверхности материала

Комбинированные потери тепла конвекцией и излучением

Если требуется только конвекционная составляющая, то радиационная составляющая должна определяться отдельно и вычитаться из комбинированной кривой.

Q L4 = A x F SL

Q L4 = Потери тепла на поверхности в сочетании с конвекцией и излучением (Вт · ч)

A = Площадь поверхности (в 2 )

F SL = комбинированный коэффициент поверхностных потерь при температуре поверхности (Вт / дюйм 2 )

Общие тепловые потери

Суммарные потери тепла на теплопроводность, конвекцию и излучение суммируются, чтобы учесть все потери в уравнениях мощности.

Q L = Q L1 + Q L2 + Q L3 Если конвекционные и радиационные потери рассчитываются отдельно. (Поверхности изолированы неравномерно, и потери следует рассчитывать отдельно.)

ИЛИ

Q L = Q L1 + Q L4 Если используются комбинированные кривые излучения и конвекции. (Трубы, воздуховоды, равномерно изолированные тела.)

Оценка мощности

После расчета требований к пусковой и рабочей мощности необходимо провести сравнение и оценить различные варианты.

В ссылке 1 показаны пусковые и рабочие ватты в графическом формате, чтобы помочь вам увидеть, как складываются требования к мощности. С учетом этого графического средства возможны следующие оценки:

Сравните начальную мощность с рабочей мощностью.

Оцените влияние увеличения времени запуска таким образом, чтобы мощность запуска равнялась рабочим Вт (используйте таймер для запуска системы перед сменой).

Признайте, что существует больше тепловой мощности, чем используется. (Требование короткого времени запуска требует большей мощности, чем процесс в ваттах.)

Определите, куда уходит большая часть энергии, и измените конструкцию или добавьте изоляцию, чтобы снизить требования к мощности.

После рассмотрения всей системы необходимо проанализировать время запуска, производственные мощности и методы изоляции. Как только у вас будет необходимое количество тепла, вы должны учитывать факторы применения вашего обогревателя.

Оценка потребления тепловой энергии в жилых зданиях в Хевроне, Палестина

Основные моменты

Палестинские домохозяйства тратят 3,5–21,6% своего ежемесячного дохода на отопление помещений в зимний период.

Средняя номинальная отапливаемая площадь палестинских домов составляет лишь 9,2% от общей площади жилья в зимний день.

Регрессионная модель для оценки отопления помещений разработана с использованием 14 социально-экономических и физических параметров.

Реферат

Домашний сектор потребляет большую часть энергии, потребляемой в Палестине. Палестинское центральное статистическое бюро (ЦСБП) периодически ведет статистику среднего энергопотребления домашних хозяйств, но актуальной разбивки энергопотребления в жилом секторе нет. Основными проблемами палестинского энергетического сектора являются высокие цены на топливо, отсутствие устойчивого потребления и отсутствие энергетической безопасности. Для разработки энергетической политики и изучения потенциала перехода к более независимым и устойчивым источникам энергии необходимо четкое понимание текущего потребления энергии.Опрос был использован для сбора соответствующих количественных и качественных данных. Общее количество домохозяйств в Хевроне, ответивших на опрос, составило 322 домохозяйства. Обследование охватывало физические характеристики жилищ, социально-экономические особенности домашних хозяйств, а также схему отопления помещений, количество и тип топлива, используемого для отопления. В среднем домохозяйства отапливают в зимние дни лишь 9,2% общей площади своих домов. Опрос показал, что домохозяйства тратят 3.5–21,6% их ежемесячного дохода на отопление помещений зимой. Основным вкладом в понимание этого документа является регрессионная модель для оценки энергопотребления на основе данных, собранных в результате опроса. Регрессионная модель разработана с учетом R 2 , скорректированного на 0,606, что указывает на точность 60,6% прогнозируемой энергии, потребляемой для отопления. Модель регрессии зависит от 14 параметров, которые включают тип поселения, физические характеристики жилища, то есть типологию жилья, уровень теплоизоляции стен, основные строительные материалы и возраст жилья.Это также зависит от социально-экономических параметров, таких как ежемесячный доход семьи и период проживания. Более того, тип используемой системы отопления, количество отапливаемых месяцев и номинальная отапливаемая площадь были определяющими параметрами в этой модели. Значение этой статьи проистекает из методологии, которая предлагает альтернативу методам энергоаудита и моделирования. Предлагаемый метод может использоваться в контекстах, где используется комбинация энергоресурсов без надлежащей системы учета и при отсутствии точных данных, необходимых для моделирования.

Ключевые слова

Тепловая энергия

Типология жилья

Потребление энергии

Тип поселения

Номинальная отапливаемая площадь

Модель регрессии

Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

Полный текст

© 2018 Elsevier Ltd. Все права защищены .

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Интернет-курсы PDH. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.

«Мне нравится широта ваших курсов по HVAC; не только экологичность или экономия энергии

курсов.»

Russell Bailey, P.E.

Нью-Йорк

«Это укрепило мои текущие знания и научило меня еще нескольким новым вещам.

, чтобы познакомить меня с новыми источниками

информации. «

Стивен Дедак, П.Е.

Нью-Джерси

«Материал был очень информативным и организованным.Я многому научился и они были

очень быстро отвечает на вопросы.

Это было на высшем уровне. Будет использовать

снова. Спасибо. «

Blair Hayward, P.E.

Альберта, Канада

«Простой в использовании веб-сайт. Хорошо организованный. Я действительно буду снова пользоваться вашими услугами.

проеду по вашей компании

имя другим на работе.»

Roy Pfleiderer, P.E.

Нью-Йорк

«Справочные материалы были превосходными, и курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что я уже знаком с

с деталями Канзас

Городская авария Хаятт «

Майкл Морган, P.E.

Техас

«Мне очень нравится ваша бизнес-модель.Мне нравится просматривать текст перед покупкой. Нашел класс

информативно и полезно

в моей работе ».

Вильям Сенкевич, П.Е.

Флорида

«У вас большой выбор курсов, а статьи очень информативны. You

— лучшее, что я нашел ».

Рассел Смит, П.E.

Пенсильвания

«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, давая время на просмотр

материал «

Хесус Сьерра, П.Е.

Калифорния

«Спасибо, что позволили мне просмотреть неправильные ответы. На самом деле

человек узнает больше

от сбоев.»

John Scondras, P.E.

Пенсильвания

«Курс составлен хорошо, и использование тематических исследований является эффективным.

способ обучения. «

Джек Лундберг, P.E.

Висконсин

«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы, т. Е. Разрешение

студент для ознакомления с курсом

материалов до оплаты и

получает викторину.»

Арвин Свангер, П.Е.

Вирджиния

«Спасибо за то, что вы предложили все эти замечательные курсы. Я определенно выучил и

получил огромное удовольствие «.

Мехди Рахими, П.Е.

Нью-Йорк

«Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска.

на связи

курсов.»

Уильям Валериоти, P.E.

Техас

«Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. По курсу было легко следовать. Фотографии в основном обеспечивали хорошее наглядное представление о

обсуждаемых тем ».

Майкл Райан, P.E.

Пенсильвания

«Именно то, что я искал. Потребовался 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»

Джеральд Нотт, П.Е.

Нью-Джерси

«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых мне кредитов PDH. Это было

информативно, выгодно и экономично.

Я очень рекомендую

всем инженерам. »

Джеймс Шурелл, П.Е.

Огайо

«Я понимаю, что вопросы относятся к« реальному миру »и имеют отношение к моей практике, и

не на основе какой-то неясной раздел

законов, которые не применяются

до «нормальная» практика.»

Марк Каноник, П.Е.

Нью-Йорк

«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы перенести его на свой медицинский прибор.

организация «

Иван Харлан, П.Е.

Теннесси

«Материалы курса имели хорошее содержание, не слишком математическое, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».

Юджин Бойл, П.E.

Калифорния

«Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо изложенной,

а онлайн-формат был очень

Доступно и просто

использовать. Большое спасибо. «

Патрисия Адамс, P.E.

Канзас

«Отличный способ добиться соответствия требованиям PE Continuing Education в рамках ограничений по времени лицензиата.»

Джозеф Фриссора, P.E.

Нью-Джерси

«Должен признаться, я действительно многому научился. Помогает напечатанная викторина во время

обзор текстового материала. Я

также оценил просмотр

фактических случаев «.

Жаклин Брукс, П.Е.

Флорида

«Документ» Общие ошибки ADA в проектировании объектов «очень полезен.

испытание действительно потребовало исследования в

документ но ответы были

в наличии «

Гарольд Катлер, П.Е.

Массачусетс

«Я эффективно использовал свое время. Спасибо за широкий выбор вариантов.

в транспортной инженерии, что мне нужно

для выполнения требований

Сертификат ВОМ.»

Джозеф Гилрой, П.Е.

Иллинойс

«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для моих требований PG в Делавэре».

Ричард Роудс, P.E.

Мэриленд

«Я многому научился с защитным заземлением. До сих пор все курсы, которые я прошел, были отличными.

Надеюсь увидеть больше 40%

курсов со скидкой.»

Кристина Николас, П.Е.

Нью-Йорк

«Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением жду возможности сдать дополнительный

курсов. Процесс прост, и

намного эффективнее, чем

в пути «.

Деннис Мейер, P.E.

Айдахо

«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для Professional

Инженеры получат блоки PDH

в любое время.Очень удобно »

Пол Абелла, P.E.

Аризона

«Пока все отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня мало

пора искать где

получить мои кредиты от. «

Кристен Фаррелл, P.E.

Висконсин

«Это было очень познавательно и познавательно.Легко для понимания с иллюстрациями

и графики; определенно делает это

легче поглотить все

теорий. «

Виктор Окампо, P.Eng.

Альберта, Канада

«Хороший обзор принципов работы с полупроводниками. Мне понравилось пройти курс по

.

мой собственный темп во время моего утром

до метро

на работу.»

Клиффорд Гринблатт, П.Е.

Мэриленд

«Просто найти интересные курсы, скачать документы и взять

викторина. Я бы очень рекомендовал

вам на любой PE, требующий

CE единиц. «

Марк Хардкасл, П.Е.

Миссури

«Очень хороший выбор тем из многих областей техники.»

Randall Dreiling, P.E.

Миссури

«Я заново узнал то, что забыл. Я также рад оказать финансовую помощь

по ваш промо-адрес электронной почты который

сниженная цена

на 40%. «

Конрадо Казем, П.E.

Теннесси

«Отличный курс по разумной цене. Воспользуюсь вашими услугами в будущем».

Charles Fleischer, P.E.

Нью-Йорк

«Это был хороший тест и фактически подтвердил, что я прочитал профессиональную этику

кодов и Нью-Мексико

правил. «

Брун Гильберт, П.E.

Калифорния

«Мне очень понравились занятия. Они стоили потраченного времени и усилий».

Дэвид Рейнольдс, P.E.

Канзас

«Очень доволен качеством тестовых документов. Буду использовать CEDengineerng

.

при необходимости дополнительно

сертификация. «

Томас Каппеллин, П.E.

Иллинойс

«У меня истек срок действия курса, но вы все же выполнили свое обязательство и дали

мне то, за что я заплатил — много

оценено! «

Джефф Ханслик, P.E.

Оклахома

«CEDengineering предлагает удобные, экономичные и актуальные курсы.

для инженера »

Майк Зайдл, П.E.

Небраска

«Курс был по разумной цене, а материал краток.

хорошо организовано. «

Глен Шварц, П.Е.

Нью-Джерси

«Вопросы подходили для уроков, а материал урока —

.

хороший справочный материал

для деревянного дизайна. «

Брайан Адамс, П.E.

Миннесота

«Отлично, я смог получить полезные рекомендации по простому телефонному звонку.»

Роберт Велнер, P.E.

Нью-Йорк

«У меня был большой опыт работы в прибрежном строительстве — проектирование

Building курс и

очень рекомендую

Денис Солано, P.E.

Флорида

«Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса этики Нью-Джерси были очень хорошими

хорошо подготовлен. «

Юджин Брэкбилл, P.E.

Коннектикут

«Очень хороший опыт. Мне нравится возможность загружать учебные материалы на

.

обзор везде и

всякий раз, когда.»

Тим Чиддикс, P.E.

Колорадо

«Отлично! Сохраняю широкий выбор тем на выбор».

Уильям Бараттино, P.E.

Вирджиния

«Процесс прямой, никакой ерунды. Хороший опыт».

Тайрон Бааш, П.E.

Иллинойс

«Вопросы на экзамене были зондирующими и демонстрировали понимание

материала. Полная

и комплексное. »

Майкл Тобин, P.E.

Аризона

«Это мой второй курс, и мне понравилось то, что мне предлагали курс

поможет по моей линии

работ.»

Рики Хефлин, П.Е.

Оклахома

«Очень быстро и легко ориентироваться. Я определенно буду использовать этот сайт снова».

Анджела Уотсон, П.Е.

Монтана

«Легко выполнить. Нет путаницы при подходе к сдаче теста или записи сертификата».

Кеннет Пейдж, П.E.

Мэриленд

«Это был отличный источник информации о солнечном нагреве воды. Информативный

и отличное освежение ».

Луан Мане, П.Е.

Conneticut

«Мне нравится, как зарегистрироваться и читать материалы в автономном режиме, а затем

Вернуться, чтобы пройти викторину «

Алекс Млсна, П.E.

Индиана

«Я оценил объем информации, предоставленной для класса. Я знаю

это вся информация, которую я могу

использование в реальных жизненных ситуациях »

Натали Дерингер, P.E.

Южная Дакота

«Обзорные материалы и образец теста были достаточно подробными, чтобы позволить мне

успешно завершено

курс.»

Ира Бродская, П.Е.

Нью-Джерси

«Веб-сайт прост в использовании, вы можете скачать материалы для изучения, а затем вернуться.

и пройдите викторину. Очень

удобно а на моем

собственный график «

Майкл Глэдд, P.E.

Грузия

«Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет.»

Деннис Фундзак, П.Е.

Огайо

«Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать PDH

сертификат. Спасибо за создание

процесс простой. »

Фред Шейбе, P.E.

Висконсин

«Положительный опыт.Быстро нашел курс, который соответствовал моим потребностям, и закончил

один час PDH в

один час. «

Стив Торкильдсон, P.E.

Южная Каролина

«Мне понравилось загружать документы для проверки содержания

и пригодность, до

имея платить за

материал

Ричард Вимеленберг, P.E.

Мэриленд

«Это хорошее напоминание об ЭЭ для инженеров, не занимающихся электричеством».

Дуглас Стаффорд, П.Е.

Техас

«Всегда есть возможности для улучшения, но я ничего не могу придумать в вашем

процесс, которому требуется

улучшение.»

Thomas Stalcup, P.E.

Арканзас

«Мне очень нравится удобство участия в онлайн-викторине и получение сразу

сертификат. «

Марлен Делани, П.Е.

Иллинойс

«Учебные модули CEDengineering — это очень удобный способ доступа к информации по номеру

.

много различные технические зоны за пределами

по своей специализации без

приходится путешествовать.»

Гектор Герреро, П.Е.

Грузия

Временные ряды потребности в тепле и эффективности теплового насоса для моделирования энергосистемы

В этом разделе описывается методология, лежащая в основе набора данных When2Heat. Сначала вводятся данные, которые служат входными данными для расчета потребности в тепле и временного ряда COP. Далее подробно представлены процедуры, применяемые для подготовки временных рядов потребности в тепле и временных рядов COP, соответственно.Наконец, указывается доступность кода.

Входные данные

Временные ряды настоящего набора данных основаны на данных о погоде из архива ERA-Interim, глобального атмосферного реанализа Европейского центра среднесрочных прогнозов погоды (ECMWF) 11 . Используются следующие параметры:

Температурные параметры извлекаются за период с 2008 по 2018 год с шестичасовым временным разрешением, а данные скорости ветра за все доступные годы (1979–2018 годы) извлекаются с месячным разрешением.Все параметры имеют пространственную сетку 0,75 × 0,75 °, что эквивалентно прибл. 28 × 17 км. Что касается скорости ветра, для каждого местоположения определяется среднее значение всех отопительных периодов с октября по апрель с 1979 по 2018 год, что служит для их классификации в следующих местах на «нормальные» и «ветреные».

Для пространственного агрегирования местные временные ряды взвешиваются по геоданным населения из набора данных Eurostat GEOSTAT (http://ec.europa.eu/eurostat/web/gisco/geodata/reference-data/population-distribution-demography/geostat ).Эти данные изначально имеют разрешение 1 км² и, таким образом, изначально отображаются в сетке 0,75 × 0,75 ° данных ERA-Interim. Для окончательного масштабирования профилей спроса годовые данные о конечном потреблении энергии для отопления помещений и нагрева воды в жилых и нежилых зданиях извлекаются из базы данных ЕС по зданиям (http://ec.europa.eu/energy/en/). eu-Building-database).

Временной ряд потребности в тепле

Временные профили потребности в тепле определяются тремя факторами: погодными условиями, свойствами здания и поведением людей.Его расчет может выполняться либо статистическими методами, включая стандартные и эталонные профили нагрузки, либо физическими подходами (для обзора см. Fischer и др. . 12 ). Для набора данных When2Heat была выбрана немецкая статистическая методология расчета стандартных профилей нагрузки газа, которая постоянно используется поставщиками газа для потребителей, не измеряющих ежедневные дозировки. Профили явно относятся к обогреву помещений и воды, и предполагается, что (1) работа газового котла соответствует первоначальной потребности в тепле и (2) здания, отапливаемые газом, являются репрезентативными для всего строительного фонда.

Методология стандартного профиля нагрузки газа была представлена ​​BGW 7 и обновлена ​​BDEW 8 . Хотя расчет дневных эталонных температур в равной степени включен в обе ссылки, расчет дневной потребности был уточнен в BDEW 8 , а расчет средней скорости ветра (для назначения различных профилей) и расчет почасовая потребность описана исключительно в BGW 7 . {\ circ} C + {b} _ {вода} \ end {array} \ right \}, $$

(2)

с T 0 = 40 ° C .BDEW 8 представляет наборы параметров функции профиля, A, B, C, D , м пространство , b пространство , м вода , b вода , для различных типов зданий, а именно для односемейных домов, многоквартирных домов и коммерческих зданий. Параметры для более или менее чувствительных к температуре профилей предоставляются для различных региональных погодных условий, которые связаны с местной скоростью ветра 7 .Таким образом, все местоположения сгруппированы на основе усредненных данных скорости ветра ERA-Interim: для средних значений выше 4,4 м / с применяются сигмовидные функции для «ветреных» местоположений. В противном случае локации относятся к «нормальной» категории. На рис. 4 показан набор функций результирующего профиля.

Рис. 4

Коэффициенты суточной потребности в тепле в зависимости от эталонной температуры. Примерные функции профиля для односемейных домов (SFH), многоквартирных домов (MFH) и коммерческих зданий (COM), а также для односемейных домов в ветреных местах (SFH_windy).Кроме того, отображаются коэффициенты суточной потребности в отоплении воды для частных домов (SFH_water).

Временные ряды почасовой потребности выводятся для каждого местоположения из дневных значений с помощью почасовых факторов спроса. BGW 7 представляет эти коэффициенты для различных типов зданий, десяти различных диапазонов температур и — в случае коммерческих зданий — различных дней недели (см. Стр. 55 для одно- и многоквартирных домов и стр. 85–86 для коммерческих зданий). . Обратите внимание, что разные классы различаются долей старых зданий и типом торговли, но здесь учитывается средний показатель по Германии.Эти факторы спроса можно интерпретировать как почасовые доли ежедневного спроса, то есть они составляют 100% в день. Для коммерческих зданий BGW 7 дополнительно выводит коэффициенты дня недели, которые масштабируют дневную потребность в соответствии с днем ​​недели. На рисунке 5 показан выбор почасовых факторов спроса, в которые уже включены факторы буднего дня, т.е. почасовые факторы каждого дня суммируются с фактором буднего дня в случае коммерческих зданий.

Рис. 5

Факторы почасовой нагрузки при различных диапазонах температур.Примеры функций для односемейных домов (SFH), многоквартирных домов (MFH) и коммерческих зданий (COM). Обратите внимание, что только факторы коммерческих построек зависят от дня недели.

Отдельные временные ряды для отопления помещений и воды представляют интерес, например, чтобы учесть их различные уровни температуры для расчета COP. В BDEW 8 независимый от температуры компонент сигмовидной функции, параметр D , и линейная функция для нагрева воды, \ ({m} _ {water} \ cdot {T} _ {d, l} ^ { ref} + {b} _ {water} \), связаны с расходом газа на нагрев воды.{\ circ} C \ end {array} \ right. $$

(3)

Что касается почасовых факторов спроса, то в BGW 7 нет такого явного различия между обогревом помещений и воды. Однако, если предположить, что при высоких температурах окружающего воздуха обогрев помещений не происходит, почасовые коэффициенты потребления для самого высокого диапазона температур (выше 25 ° C) связаны с нагревом воды. Следовательно, суточные коэффициенты нагрева воды умножаются на коэффициенты почасовой потребности при высоких температурах (включая коэффициенты рабочих дней для коммерческих зданий) для расчета временных рядов потребности в нагреве воды для каждого типа здания.Потребность в отоплении помещения рассчитывается как разница между общей потребностью в тепле и потребностью в нагреве воды. Таким образом, летом при почасовом разрешении возникают некоторые отрицательные значения, которые установлены на ноль.

Наконец, результирующие временные ряды пространственного спроса взвешиваются с использованием геоданных Евростата по населению, агрегируются по странам и нормализуются к среднему годовому спросу в один ТВт-час. Таким образом, погодные изменения за год приводят к тому, что точная годовая сумма нормализованного временного ряда колеблется около одного ТВтч.Для 2008–2013 годов, данные по которым доступны из базы данных ЕС по зданиям, профили дополнительно масштабируются с учетом годового конечного потребления энергии для отопления. Для жилого сектора временные ряды спроса на одно- и многоквартирные дома агрегированы с учетом соотношения 70:30. После масштабирования временные ряды для жилого и нежилого секторов агрегируются отдельно для отопления помещений и нагрева воды. Затем конечное потребление энергии для отопления преобразуется в полезную потребность в тепле, предполагая, что средняя эффективность преобразования равна 0.9, а временные ряды скорректированы с учетом перехода на летнее время и разных часовых поясов. Временные ряды по отоплению помещений и водонагревателям в конечном итоге агрегируются, но в набор данных также включаются отдельные временные ряды.

Временной ряд COP

COP тепловых насосов обычно зависит от температуры и условий теплопередачи в источнике тепла и на радиаторе, которые, в свою очередь, связаны с техническими характеристиками и изменяющимися погодными условиями.

Температурная зависимость COP для термодинамически идеального процесса описывается КПД Карно, который может быть уменьшен с коэффициентом качества для моделирования реальных процессов теплового насоса 13 .{2}, & WSHP \ end {array} \ right. $$

(4)

Для простоты ASHP с регулируемой скоростью не учитывались в регрессии, то есть включены только двухпозиционные модулирующие тепловые насосы. Обратите внимание, что эта лабораторная параметризация COP скорректирована с учетом реальной неэффективности в следующем.

Рис. 6

Расчет кривых COP. Квадратичные регрессии выполняются по данным производителя 9 , различая тепловые насосы с воздушным источником (ASHP), тепловые насосы с грунтовым источником (GSHP) и тепловые насосы с грунтовыми водами (WSHP).{источник}. $$

(5)

Что касается температуры источника, различают разные типы тепловых насосов. Для ASHP напрямую используется температура окружающего воздуха из набора данных ERA-Interim. Для GSHP данные производителя относятся к температуре рассола, а не к температуре грунта. Чтобы учесть передачу тепла от земли к рассолу, разница температур в 5 K вычитается из температуры грунта ERA-Interim. Для WSHP учитываются постоянная температура 10 ° C и разница температур 5 K для возможных промежуточных теплообменников.{amb}, & пол \, отопление \ end {array} \ right. $$

(6)

В случае водяного отопления предполагается постоянная температура радиатора 50 ° C в соответствии с немецкими полевыми измерениями 10 .

Рис. 7

Расчет кривых нагрева. Собственные предположения сравниваются с литературными данными из Fischer и др. . 14 и Набе и др. . 15 , различающие радиаторы и системы теплого пола.HT: высокотемпературный; LT: низкотемпературный. {- 1}, $$

(7)

где \ ({\ dot {Q}} _ {h, l} \) и \ ({\ dot {Q}} _ {h, c} \) обозначают временные ряды пространственного и национального спроса на тепло, которые рассчитывается, как описано выше. P h, c — потребление электроэнергии тепловыми насосами в стране. Для простоты временные ряды COP не различают разные типы зданий, и здесь используется сумма нормализованных временных рядов потребности в тепле для разных типов зданий. Временные ряды COP для систем напольного и радиаторного отопления пространственно агрегированы относительно временных рядов потребности в отоплении помещений, тогда как временные ряды COP для водяного отопления пространственно агрегированы с использованием временных рядов потребности в водяном отоплении.

Постоянный поправочный коэффициент применяется ко всем временным рядам COP для учета таких реальных эффектов. Как показано в разделе «Техническая проверка», полученные временные ряды COP значительно отличаются от полевых измерений. Это можно объяснить предположением, что данные производителя, которые используются для регрессии кривой COP, получены в идеальных условиях эксплуатации, и в реальных условиях будут возникать дополнительные потери. Например, идеальные условия предполагают установившуюся работу при полной нагрузке, тогда как в реальном мире регулировка работы теплового насоса в соответствии с текущими потребностями будет сопряжена с потерями.Дальнейшая неэффективность может возникнуть из-за откачки грунтовых вод для WSHP и рассола для GSHP. Величина поправочного коэффициента установлена ​​на 0,85, что соответствует полевым измерениям от Günther и др. . 10 .

COSC 325

Конспект № 1 6

ГОДОВОЙ РАСЧЕТ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ

(Это дополнительная информация. См. Также Глава 19)

1.00. Прогнозирование потребности в энергии: Энергетические потребности и расход топлива системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха при длительной эксплуатации связан с комбинированным влиянием многие факторы: погодные условия (солнечный свет, ветер, влажность, температура), здание режимы работы и тепловые характеристики, которые могут изменяться со временем. Это трудно чтобы точно предвидеть, как эти факторы будут меняться и как они будут взаимодействовать. Записи о предыдущем опыте эксплуатации, если таковые имеются, обеспечивают наиболее надежную основу для точное прогнозирование будущих потребностей в энергии.Когда прошлые энергетические рекорды не в наличии, необходима некоторая форма расчета. Есть два способа приблизиться к необходимые вычисления.

1,01 Одношаговый метод: Основывается на средних значениях энергопотребления за время, приближения и упрощения. Результат — ежемесячный или сезонный требование. Один из таких методов расчета включает использование дней степени.

  • Температура точки баланса: Необходимо понимать концепция температуры точки баланса, чтобы понять концепцию градусо-дней.Космос отопление не требуется до тех пор, пока наружная температура не упадет до точки, при которой притока тепла недостаточно для удовлетворения потребностей в отоплении. Эта наружная температура называется температурой точки баланса. Потери тепла в здании соответствуют его приросту при этом точка.
    • Формула для температуры точки баланса:
    • T b

      = T i — (Q i / UA), где T b = температура точки баланса, T i = средняя температура в помещении за 24 часа.в зима, Q i = норма внутреннего тепла прирост (BTUH-кв.фут), UA = скорость потери тепла (BTUH-F-sqft).
  • Метод градусо-дня для расчета использования тепловой энергии: Простейший метод расчета потребности в топливе. Предполагается, что энергия, необходимая для Поддержание комфорта является функцией одного параметра: температуры по сухому термометру наружного воздуха. Месячные градусо-дни отопления определяются как количество градусов в среднем за месяц. температуры ниже точки баланса, умноженной на количество дней в месяц.Годовые дни для получения степени — это сумма дней для получения ученой степени за месяц.
    • Расчет градусо-дней отопления (HDD): DD для конкретного климата получается путем вычитания средней температуры за каждый день из точки баланса температура; этот результат — количество жестких дисков за этот день. (HDDX или DDX относятся к средним температурам ниже или выше точки баланса X.) Если средняя наружная температура по сухому термометру равна или выше, чем температура точки баланса, тогда HDD будет равен 0.
    • Расчет градусо-дней охлаждения (CDD): Cooling DD для конкретного климата получается путем вычитания температуры точки баланса из средней температуры каждого дня; этот результат — количество НПК на тот день. Если средняя наружная температура по сухому термометру равна или ниже температуры точки баланса, то CDD будет равняться 0.
    • Энергопотребление: Энергопотребление с использованием метода градусо-дня, дается следующей формулой:
    • H = PHL * 24 * HDD / TD (для годовой тепловой нагрузки)

      C = PCL * 24 * CDD / TD (для годовой охлаждающей нагрузки)

      , где H = годовая или общая тепловая нагрузка в BTUH

      C = Годовая или общая холодопроизводительность в BTUH

      PHL = пиковая тепловая нагрузка в BTUH

      PCL = пиковая охлаждающая нагрузка в BTUH

      HDD = Градус нагрева дней

      CDD = градус охлаждения, дни

      TD = разница температур

    • Расход топлива: Количество топлива, необходимое для вышеуказанного потребление энергии составляет:
    • F = H / (e * FHC)

      F = C / (SEER * 1000)

      где F = расход топлива

      H = общая тепловая нагрузка

      C = общая холодопроизводительность

      e = КПД отопительного агрегата (COP в случае перегрева насос)

      FHC = теплосодержание топлива

      SEER = сезонный коэффициент энергоэффективности

    • Стоимость топлива: $ = F * стоимость единицы (единицей является галлон, терм, кВт, и т.п.)

1.02 Многоступенчатые методы: Эти методы включают повторяющиеся расчет мгновенных нагрузок с часовыми или суточными интервалами при определенных условиях погодные условия, работа системы HVAC, реакция конструкции на тепловое воздействие и внутренние нагрузки. Требуют широкого использования компьютеров для автоматической обработки данных. Большое разнообразие для этой цели доступны энергетические программы.


Спрос и потребление — Анализ энергетической сертификации зданий

Глядя на определения HEC и спроса на тепловую тепловую энергию, соответственно, становится ясно, что эти две цифры нельзя сравнивать напрямую.Причина в том, что потребление зависит от таких факторов, как годовые колебания атмосферных условий, потребление горячей воды и эффективность системы отопления, тогда как потребность — это просто «нормальное потребление», рассчитанное на основе физических характеристик здания. На рисунке 1 показана разница между этими двумя показателями. В левом столбце представлена ​​потребность, которая состоит из потерь тепла на пропускание через оболочку здания и потерь на вентиляцию, вызванных утечками в оболочке здания, а также естественной или искусственной вентиляцией.Прибыль тепла от солнечного излучения и от внутренних источников тепла, таких как пассажиры или электронное оборудование, которое выделяет тепло, снижает DTH. Правый столбец показывает HEC. Коэффициент усиления солнечной энергии, внутренний коэффициент усиления, потери на вентиляцию и потери пропускания такие же, как в столбце спроса. Различия возникают в отношении потерь в системе отопления, «выигрышей» или «потерь» из-за погодных условий и, в некоторых случаях, в отношении горячего водоснабжения.

Рисунок 1:

Сравнение спроса и потребления

Для сопоставления двух показателей необходимо рассчитать поправку на погоду и потери из-за системы отопления и горячего водоснабжения.

HEC ​​ прил. — скорректированное потребление тепловой энергии, HEC погода потребление тепловой энергии регулируется погодными условиями, а HL и теплопотери в системе отопления.

В следующих параграфах описывается, как различные факторы учитываются в расчетах.

С учетом годового изменения погоды

Естественно, количество потребляемой энергии зависит также от температуры во время отопительного периода, поскольку потребление тепловой энергии в относительно «холодную» зиму, вероятно, будет значительно выше, чем в «норме». ‘или’ теплая ‘зима.Расчет энергетической сертификации здания основан на «зимних нормах». Следовательно, периоды нагрева в годы обследования (2000–2005 гг.) Должны быть скорректированы до нормальной температуры, которая используется для расчета DTH. Для вывода коэффициента корректировки DTH и HEC мы использовали индикатор, который называется градусо-днем (HGT). Этот показатель ежегодно публикуется ZAMG (Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik: ZAMG, 2006) для всех австрийских деревень. Градусо-дни зависят от двух параметров: теоретической температуры в помещении и предела отопления для температуры наружного воздуха, а также средней дневной температуры наружного воздуха в соответствующем регионе (Schöngrundner, 2002).Чтобы приспособить HEC к температуре года проведения исследования, был рассчитан коэффициент путем деления нормы градусо-дней в регионе на градусо-дни соответствующих лет. Поскольку все здания в нашей выборке находятся в Инсбруке, мы использовали один и тот же коэффициент для всех зданий (см. Таблицу 2):

Таблица 2 Коэффициенты эффективности систем производства энергии

HEC orig — скорректированное потребление тепловой энергии, HEC погода потребление тепловой энергии в зависимости от погодных условий, r dg коэффициент для корректировки изменения погоды, DGD norm — норма градусо-дней в соответствующем регионе и DGD 2000–2005 гг. — среднее количество градусо-дней в соответствующем регионе с 2000 по 2005 год.

В таблице 3 показаны характеристики нескольких зданий и соответствующие расчеты, которые потребовались для настройки HEC на DTH. Результатом этого расчета является скорректированное потребление тепловой энергии ( HEC adj ), который по своему содержанию сопоставим с DTH.

Таблица 3 Регулировка HEC

Потери энергии в системе отопления

Потери энергии в системе отопления возникают из-за системы выработки тепла (например, установки для сжигания), системы накопления тепла, системы распределения тепла и нагревательных элементов (Cerveny et al., 2004). Для регулировки HEC был получен коэффициент, который учитывает все потери в системе отопления (см. Следующую формулу). Допущения для расчета коэффициента подробно описаны в следующих параграфах.

HL — общие тепловые потери HEC погода потребление тепловой энергии с поправкой на изменение погоды, r he коэффициент, учитывающий потери через нагревательные элементы, r hds коэффициент, учитывающий потери при распределении тепла и накоплении тепла, r hg коэффициент, учитывающий потери при выработке тепла r hw коэффициент, учитывающий потери от горячего водоснабжения.r htot сумма всех факторов

Потери в системе теплогенерации (
r hg )

Основное различие в эффективности систем выработки тепла связано с используемым источником энергии. В Таблице 2 показаны различные типы систем производства тепла и факторы для нескольких систем.

Коэффициент полезного действия составляет от 0,022 до 0,152. Потери, которые учитываются в этом коэффициенте, являются результатом эксплуатационных потерь, потерь в режиме ожидания и превышения размеров системы генерации.Эксплуатационные потери зависят от типа системы выработки тепла. Потери в режиме ожидания и потери, вызванные чрезмерно габаритной системой, могут быть уменьшены, если система постоянно работает на номинальной мощности. Напротив, эти потери увеличиваются в случае высокой частоты пуска-останова системы.

Потери через систему распределения тепла и систему накопления тепла (
r hds )

Подробный сбор данных обо всех влияющих факторах системы распределения тепла и системы аккумулирования тепла в данном исследовании не проводился, так как это потребовало бы значительных усилий.Причем влияние этого фактора на HEC не является определяющим. Таким образом, были сделаны общие предположения на основе Vornorm ÖNORM H 5056-1 (2004), чтобы вывести общий коэффициент для этих потерь:

  • — Теплоизоляция трубопровода соответствует диаметру труб.

  • — Большая часть трубопроводов находится внутри отапливаемых частей здания, поэтому часть этих потерь «подлежит возмещению».

  • — Рабочая температура ниже 55 ° C.

  • — Ночью понижения температуры нет.

  • — При прямом обогреве помещения нет буферного накопителя и средства компенсации нагрузки.

Эти общие допущения представляют систему распределения тепла и систему хранения тепла обычного многоквартирного жилого дома в Австрии и приводят к коэффициенту 0.03.

Потери через ТЭНы (
r he )

Как и в предыдущем параграфе, расчет КПД для нагревательных элементов основан на Vornorm ÖNORM H 5056-1 (2004). Коэффициент зависит от следующих характеристик, которые не рассматриваются подробно для каждого предмета, а в общих предположениях:

  • — Под управляемостью нагревательных элементов понимается возможность регулирования регулятора температуры отопления помещения.В этом исследовании предполагается, что обычное жилое здание оборудовано однокомнатным контроллером и термостатическими клапанами.

  • — Теплоснабжение обеспечивается нагревательными элементами с небольшой поверхностью (например, радиаторами).

  • — Потребление тепловой энергии также зависит от того, учитывается ли оно в соответствии с реальным индивидуальным потреблением жильцов или в соответствии с фиксированной ставкой.В этом исследовании предполагается индивидуальная система бухгалтерского учета. Сноска 2

Согласно этим предположениям коэффициент потерь на нагревательные элементы равен 0,08.

Энергия для горячего водоснабжения (
r hw )

Существует два типа производства горячей воды: горячее водоснабжение может быть полностью отделено от системы отопления или может быть интегрировано в систему отопления помещения.Для первого типа у нас нет проблем с анализом HEC, потому что он не влияет на значение. Для второго типа мы должны дисконтировать количество энергии, которое идет на производство горячей воды. В этом случае проблема заключается в том, что количество тепловой энергии в помещении и количество энергии для горячего водоснабжения во многих случаях не измеряется отдельно. В нашей выборке 88% зданий имеют децентрализованную систему горячего водоснабжения; следовательно, регулировка не требуется.