В какой период суток расход тепла на горячее водоснабжение максимальный жилой дом

Обновлено: 10.01.2025

Расчет количества тепловой энергии на горячее водоснабжение

Количество тепловой энергии, потребляемой системами отопления, вентиляции и горячего водоснабжения здания, является необходимым показателем при определении тепловой эффективности зданий, проведении энергоаудита, деятельности энергосервисных организаций, сравнении фактического теплопотребления здания, измеренного теплосчетчиком, с требуемым исходя из фактических теплотехнических характеристик здания и степени автоматизации системы отопления и во многих других случаях. В этом номере редакция публикует пример расчета количества тепловой энергии на горячее водоснабжение жилого здания*.

Исходные данные

Объект (здание):

количество этажей в здании – 16;
количество секций в здании – 4;
количество квартир в здании – 256.

Отопительный период:

продолжительность отопительного периода, z_ht = 214 сут.;
средняя за период температура внутреннего воздуха в здании, t_int = 20 °C;
cредняя за период температура наружного воздуха, t_ht = – 3,1 °C;
расчетная температура наружного воздуха, t_ext = – 28 °C;
средняя за период скорость ветра, v = 3,8 м/с.

Горячее водоснабжение:

тип системы горячего водоснабжения: с неизо-лированными стояками и с полотенцесушителями;
наличие сетей горячего водоснабжения: при наличии сетей горячего водоснабжения после ЦТП;
средний расход воды одним пользователем, g = 105 л/сут.;
количество дней отключения горячего водоснабжения, m = 21 сут.

Порядок расчета

1. Средний расчетный за сутки отопительного периода объем потребления горячей воды в жилом здании V_hw определяют по формуле:

где g – средний за отопительный период расход воды одним пользователем (жителем), равный 105 л/сут. для жилых зданий с централизованным горячим водоснабжением и оборудованных устройствами стабилизации давления воды на минимальном уровне (регуляторы давления на вводе в здание, зонирование системы по высоте, установка квартирных регуляторов давления); для других потребителей – см. СНиП 2.04.01–85* «Внутренний водопровод и канализация зданий»;
m_ч – число пользователей (жителей), чел.

V_hw = 105 • 865 • 10 –3 = 91 м 3 /сут.

В случае проведения расчета для многоквартирного дома с учетом оснащенности квартир водосчетчиками из условия, что при квартирном учете происходит 40 %-е сокращение водопотребления, расчет потребления горячей воды будет производиться по формуле:

где K_уч – количество квартир, оснащенных водосчетчиками;
K_кв – количество квартир в заднии.

2. Среднечасовой за отопительный период расход тепловой энергии на горячее водоснабжение Qhw, кВт, определяют согласно СНиП 2.04.01–85*. Допускается определение среднечасового расхода Q_hw по формуле:

где V_hw – средний расчетный за сутки отопительного периода объем потребления горячей воды в жилом здании, м 3 /сут.; определяют по формуле (1);
t_wc – температура холодной воды, °C, принимают t_wc = 5 °C;
k_hl – коэффициент, учитывающий потери теплоты трубопроводами систем горячего водоснабжения, принимают по табл. 1;
ρ_w – плотность воды, кг/л, ρ_w = 1 кг/л;
c_w – удельная теплоемкость воды, Дж/ (кг • °C); c_w = 4,2 Дж/ (кг • °C).

Определение расхода теплоты на горячее водоснабжение

3.1 Средний расход тепла на горячее водоснабжение промышленных зданий, Q ср _г.в.с., Вт

Q_г.в.с. ср =

3.2. Средний расход теплоты на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий, Q_г.в.с., Вт

Q_г.в= ; кВт

N – количество посадочных мест;

3.3. Максимальный расход теплоты на горячее водоснабжение, ,Вт

3.4. Средний тепловой поток на горячее водоснабжение в летний (неотопительный период), Вт

Таблица 2. – Сводная ведомость тепловых нагрузок

№ п/п	Наименование потребителей	Этажность, n	Объем, V, м 3	Кол-во проживающих m, человек	Удельная характеристика здания, Вт/м 3 С	Норма расхода горячей воды, а, л/сут.
q_о	q_в
Котельная
Аптека
поликлиника
Школа
9-ти этажный дом
9-ти этажный дом
общежитие
Детский сад

Продолжение таблицы 2

Температура внутри помещения t_в, о С	Расчетная температура	Расход теплоты,Q,Вт	Суммарный расход теплоты, Q, Вт.
для отоп ления	для вентиляции	на отопление	на вентиляцию	г.в.с.

ИТОГО

3.5. Средний расход тепла за отопительный период при характерных наружных температурах.

Кроме расчетных (максимальных расходов тепла) для построения графиков теплопотребления, необходимо определить средний расход, при характерных наружных температурах (t_но, t_нв – 5 0 С; – 10 0 С; – 15 0 С; – 20 0 С; 0 0 С; +5 0 С; +8 0 С).

, кВт

где t_вн – расчетная температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий в 0 С, принимая для жилых и общественных зданий +18 0 С (берется из таблицы 1);

t_но – расчетная температура наружного воздуха (см. табл. I, с.6)

б) На вентиляцию

, кВт

t_нв – расчетная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции (см. табл. I, с.6)

в) На горячее водоснабжение в отопительный период

, кВт

где t_x_.л. – температура холодной водопроводной воды в летнее время (принимают +15 0 С)

β – коэффициент, учитывающий снабжение среднечасового расхода на горячее водоснабжение в летний период (при отсутствии данных принимают β – 0,8).

Результаты расчетов расходов тепла в зависимости от температуры наружного воздуха сводятся в таблицу 3.

Таблица 3.- Расчётный расход тепла

Обозначение расходов тепла	Размерность	Расходы тепла при переменных температурах
t _но, 0 С	t _нв, 0 С	-20 0 С	-15 0 С	-10 0 С	-5 0 С	0 0 С	+8 0 С	летом
	кВт	+	+	+	+	+	+	+	+
	кВт	+	+	+	+	+	+	+	+
	кВт	+
Итого	+	+	+	+	+	+	+	+	+

3.6. Годовые расходы тепла жилыми и общественными зданиями

;

б) На вентиляцию

;

в) На горячее водоснабжение

где n_о, n_r – соответственно продолжительность отопительного периода и длительность работы системы горячего водоснабжения в сек/год, (час/год).

Обычно n_r = 30,2·10 5 с-год (8400ч/год);

t_r – температура горячей воды.

Для обеспечения качественного горячего водоснабжения и требований техники безопасности температура воды для бытового горячего водоснабжения ограничивается диапазоном 60≤ t_r ≤ 75 0 С.В расчетах обычно принимается t_r = 65 0 С.

г) Суммарный годовой расход тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение

Методика расчета удельного годового расхода тепловой энергии на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий

В СП 30.13330 приводятся таблицы А.2 и А.3 нормируемых средних за год суточных расходов воды, в том числе горячей, л/сут, на 1 жителя в жилых домах и на 1 потребителя в зданиях общественного и производственного назначения. Для определения годового теплопотребления на горячее водоснабжение эти показатели должны быть пересчитаны на средние за отопительный период расчетные расходы воды.

1. Средний расчетный за сутки отопительного периода расход горячей воды на одного жителя в жилом здании g_{гв.ср.от.п.ж}, л/сут, определяется по формуле:

То же в общественном и производственном зданиях:

2. Удельный среднечасовой за отопительный период расход тепловой энергии на горячее водоснабжение q_гв, Вт/м 2 , определяется по формуле:

Таблица П.2.1. Значение коэффициента k_hl, учитывающего потери теплоты трубопроводами систем горячего водоснабжения

Тип системы горячего водоснабжения

при наличии сетей гвс после ЦТП

без сетей горячего

С изолированными стояками без полотенцесушителей

То же, с полотенцесушителями

С неизолированными стояками и полотенцесушителями

Таблица П.2.2. Нормы суточного расхода горячей воды потребителями и удельной часовой величины тепловой энергии на ее нагрев в средние за отопительный период сутки, а также значения удельного годового расхода тепловой энергии на горячее водоснабжение, исходя из нормативной площади на 1-го измерителя для центрального региона с z_от.= 214 суток.

Норма расхода горячей воды из табл.А.2 СП 30. 13330. 2012 за год a_гвс, л/сутки

Норма общей, полез-ной площа-ди на 1 изме-ритель Sа, м 2 /чел.

Удельный средне-часовой расход тепловой энергии на гвс за отопител. период q_гв, Вт/м 2

Удельный годовой расход тепловой энергии на гвс q_гв. год _, кВт·ч/м 2 общей площади

Жилые дома независимо от этаж-ности с централизованным горя-чим водоснабжением оборудован-ные умывальниками, мойками и ваннами, с квартирными регуля-торми давления КРД

То же с умывальниками, мойками и душем с КРД

Жилые дома с водопроводом, ка-нализацией и ваннами с газовыми водонагревателями

То же с водонагревателями, рабо-тающими на твердом топливе

Гостиницы и пансионаты с ван-нами во всех отдельных номерах

То же с душами во всех отдельных номерах

То же с общими ваннами и душами

Больницы с санитарными узла-ми, приближенными к палатам

То же с общими ваннами и душами

Поликлиники и амбулатории

(10 м 2 на одного медработника, работа в 2 смены и 6 пациентов на 1 работника)

1боль-ной в смену

Детские ясли-сады с дневным пребыванием детей и столовыми, работающими на полуфабрикатах

То же с круглосуточным пребыванием детей

То же со столовыми, работаю-щими на сырье, и прачечными

Общеобразовательные школы с

душевыми при гимнастических за -лах и столовыми на п/фабрикатах

Физкультурно-оздоровительные комплексы со столовыми на полуфабрикатах

Кинотеатры, залы собраний // театры, клубы и досугово-развлекательные учреждения

Административные здания

Предприятияобщественного пи-тания для приготовления пищи, реализуемой в обеденном зале

1блю-до на 1 место

Магазины продовольственные

Магазины промтоварные

Производственные цеха и техно-парки с тепловыдел. менее 84 кДж

Склады

1. Нормы расхода воды в графе 3 установлены для I и II климатических районов, для III и IV районов следует принимать с учетом коэффициента из табл. А.2 СП 30.13330.

2. Нормы расхода воды установлены для основных потребителей и включают все дополнительные расходы (обслуживающим персоналом, посетителями, душевыми для обслуживающего персонала, на уборку помещений и т.п.). Потребление воды в групповых душевых и на ножные ванны в бытовых помещениях производственных предприятий, на приготовление пищи на предприятиях общественного питания, а также на водолечебные процедуры в водолечебницах и приготовление пищи, входящих в состав больниц, санаториев и поликлиник, надлежит учитывать дополнительно.

3. Для водопотребителей гражданских зданий, сооружений и помещений, не указанных в таблице, нормы расхода воды следует принимать как для потребителей, аналогичных по характеру водопотребления.

4. На предприятиях общественного питания количество блюд (^), реализуемых за один рабочий день, допускается определять по формуле U = 2,2·n·m_n·T·ψ;

5. В настоящей таблице удельный часовой норматив тепловой энергии q_hw, Вт/м 2 на нагрев нормы расхода горячей воды в средние сутки отопительного периода с учетом потерь теплоты в трубопроводах системы и полотенцесушителях соответствует указанной в соседнем столбце принятой величине общей площади квартиры в жилом доме на одного жителя или полезной площади помещений в общественном здании на одного больного, работающего, учащегося или ребенка, Sа, м 2 /чел.. Если в действительности окажется иная величина общей или полезной площади на одного человека, Sа.i, то удельный норматив тепловой энергии данного конкретного дома q_hw_._i следует пересчитать по следующей зависимости: q_hw_._i = q_hw_. · Sа / Sа.i

3. Удельный годовой расход тепловой энергии, потребляемой системой горячего водоснабжения на м 2 площади квартир или полезной площади помещений в общественных и производственных зданиях q_гв. год , кВт·ч/м 2 , рассчитывается по формуле (П.4) и приведен в табл. П.2 :

После подстановки в формулу (П.2.4) известных постоянных величин вместо обозначений, она будет иметь следующий вид.

а) для жилых домов с централизованной системой гвс и ИТП:

б) для жилых домов с гвс от квартирных водонагревателей

в) для гостиниц с душами и полотенцесушителями в отдельных номерах и больниц с санитарными узлами, приближенными к палатам:

г) для гостиниц и больниц с общими ваннами и душами без полотенцесушителей и других общественных и производственных зданий:

Примечания.

*Ливчак В.И. Гармонизация исходных данных европейских норм для выполнения расчета энерго-потребления зданий в России. «АВОК», №1-2014г.

Как правильно определять нагрузку на горячее водоснабжение?

На протяжении всего 2004 г. в нашу организацию поступали заявки на разработку технических предложений по котельным для теплоснабжения жилых и общественных зданий, в которых нагрузки на горячее водоснабжение сильно отличались (в меньшую сторону) от тех, которые запрашивались ранее для идентичных потребителей. Это послужило поводом для анализа методик определения нагрузок на горячее водоснабжение (ГВС), которые приведены в действующих СНиПах, и возможных ошибок, возникающих при их применении на практике.

Табл. 1 (табл. 1.14 справочника «Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей»)

Внастоящее время порядок определения тепловых нагрузок на ГВС регламентируется нормативным документом СНиП 2.04.01–85* «Внутренний водопровод и канализация зданий», переизданный в 2000 г. со всеми изменениями и поправками. Методика определения расчетных расходов горячей воды (максимального секундного, максимального часового и среднего часового) и тепловых потоков (тепловой мощности) в течение часа при среднем и при максимальном водопотреблении в соответствии с разделом 3 СНиП 2.04.01–85* основывается на расчете соответствующих расходов через водоразборные приборы (или группы однотипных приборов с последующим усреднением) и определении вероятности их одновременного использования.

Все служебные таблицы с данными по различным удельным нормам расхода и т.п., приведенные в СНиПе, применяются только для расчета расхода через отдельные приборы и вероятности их действия. Они не применимы для определения расходов исходя из количества потребителей, путем умножения количества потребителей на удельный расход! Именно в этом заключается основная ошибка, допускаемая многими расчетчиками при определении тепловой нагрузки на ГВС. Должен заметить, что изложение методики расчета в 3-м разделе СНиП 2.04.01–85* не отличается простотой. Введение многочисленных надстрочных и подстрочных латинских индексов (образованных от соответствующих терминов в английском языке) еще больше затрудняет понимание смысла расчета.

Не совсем понятно, зачем это сделано в российском СНиПе, — ведь далеко не все владеют английским и с легкостью ассоциируют индекс «h» (от английского hot — горячий), индекс «c» (от английского cold — холодный) и «tot» (от английского total — итог) с соответствующими русскими понятиями. Для иллюстрации стандартной ошибки, встречающейся в расчетах потребности тепла и топлива, приведу простой пример. Необходимо определить нагрузку ГВС для 45-квартирного жилого дома при числе жителей 114 человек. Температура воды в подающем трубопроводе ГВС — 55°С, температура холодной воды в зимний период — 5°С. Для наглядности предположим, что в каждой квартире установлено по две однотипных водоразборных точки (мойка на кухне и умывальник в ванной).

Вариант I расчета — неправильный (мы неоднократно сталкивались с таким способом расчета): По таблице «Нормы расхода воды потребителями» обязательного Приложения 3 СНиП 2.04.01–85* определяем для «Жилых домов квартирного типа: с ваннами длиной от 1500 до 1700 мм, оборудованных душами» расход горячей воды на одного жителя в час наибольшего водопотребления равен qh hr,u = 10 л/ч.

Далее все, казалось бы, совсем просто. Общий расход горячей воды на дом в час наибольшего водопотребления исходя из количества жителей 114 человек: 10 . 114 = 1140 л/ч. Тогда, расход тепла в час наибольшего водопотребления будет равен: Qh hr = qh hr,u . U . . . с . . (th – tс) = 1,2 ккал/ч, где U — число жителей в доме; . — плотность воды, 1 кг/л; с — теплоемкость воды, 1 ккал/(кг•°С); th — температура горячей воды, 55°С; tс — температура холодной воды, 5°С. QГВСmax = Qh hr = 1140 . 1 . 1 . . (55 – 5) . 1,2 = 68 400 ккал/ч = = 0,0684 Гкал/ч = 79,55 кВт.

Котельная, реально построенная на основании данного расчета, явно не справлялась с нагрузкой ГВС в моменты пиковых разборов горячей воды, о чем свидетельствуют многочисленные жалобы жителей этого дома. Где же здесь ошибка? Она заключается в том, что если внимательно прочитать раздел 3 СНиП 2.04.01–85*, то выясняется, что показатель q h hr,u, приведенный в Приложении 3, используется в методике расчета только для определения вероятности действия санитарно-технических приборов , а максимальный часовой расход горячей воды определяется совсем иначе.

Вариант расчета II — в строгом соответствии с методикой СНиПа:

Определяем вероятность действия прибора. Р = (qh hr,u . U)/(qh 0 . N . 3600), где qh hr,u = 10 л — согласно Приложению 3 для данного вида водопотребителей; U = 114 человек — число жителей в доме; qh 0 = 0,2 л/с — в соответствии с п. 3.2 для жилых и общественных зданий, допускается принимать это значение при отсутствии технических характеристик приборов; N — число санитарно-технических приборов с горячей водой, исходя из принятых нами двух точек водоразбора в каждой квартире: N = 45 . 2 = 90 приборов. Таким образом, получаем: Р = (10 . 114)/(0,2 . 90 . 3600) = 0,017.
Теперь определим вероятность использования санитарно-технических приборов (возможность подачи прибором нормированного часового расхода воды) в течение расчетного часа: Рh = (3600 . P . qh 0 )/qh 0,hr , где P — вероятность действия прибора, определенная в предыдущем пункте, — P = 0,017; qh 0 = 0,2 л/с — секундный расход воды, отнесенный к одному прибору (также уже использовался в предыдущем пункте); qh 0,hr — часовой расход воды прибором, в соответствии с п. 3.6 при отсутствии технических характеристик конкретных приборов допускается принимать qh 0,hr = 200 л/ч, тогда: Ph = (3600 . 0,017 . 0,2)/200 = = 0,0612 < 0,1.
Так как Ph меньше 0,1, применяем далее табл. 2 Приложения 4, по которой определяем: при N . Phr = 90 . 0,0612 = 5,508, .hr = 2,727.
Теперь мы можем определить максимальный часовой расход горячей воды: qh hr = 0,005 . qh 0,hr . .hr, м3/ч; qh hr = 0,005 . 200 . . 2,727 = 2,727 м3/ч.
И, наконец, определяем максимальную тепловую нагрузку ГВС (тепловой поток за период максимального водопотребления в течение часа максимального потребления): Qh hr = 1,163 . qh hr . . (55 – t c) + Qht, кВт, где: Qht — тепловые потери. Учтем тепловые потери, приняв их за 5% от расчетной нагрузки. Qh hr = 1,163 . 2,727 . (55 – 5) . 1,05 = = 166,5 кВт (143 168 ккал/ч).

Мы получили результат более чем в два раза превышающий результат первого расчета! Как показывает практический опыт, этот результат намного ближе к реальным потребностям в горячей воде для 45-квартирного жилого дома. Можно привести для сравнения результат расчета по старой методике, которая приводится в большинстве справочной литературы.

Вариант III. Расчет по старой методике. Максимально-часовой расход тепла на нужды горячего водоснабжения для жилых зданий, гостиниц и больниц общего типа по числу потребителей (в соответствии со СНиП II-Г.8–62) определялся следующим образом: Qh hr = kч . n1 . . . . (65 – tх)/24, ккал/ч, где kч — коэффициент часовой неравномерности потребления горячей воды, принимаемый, например, по табл. 1.14

; справочника «Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей» (см. табл. 1); n1 — расчетное число потребителей; . — норма расхода горячей воды на 1 потребителя, принимается по соответствующим таблицам СНиПа II-Г.8–62 и для жилых зданий квартирного типа, оборудованных ванными длиной от 1500 до 1700 мм, составляет 110–130 л/сутки; 65 — температура горячей воды, °С; tх — температура холодной воды, °С, принимаем tх = 5°С. Таким образом, максимально-часовой расход тепла на ГВС будет равен: Qh hr = 4,45 . 114 . 110 . (65 – 5)/24 = = 139 508 ккал/ч = 162,25 кВт. Легко заметить, что данный результат почти совпадает с результатом, полученным по действующей методике.

Применение нормы расхода горячей воды на одного жителя в час наибольшего водопотребления (например, для «Жилых домов квартирного типа с ваннами длиной от 1500 до 1700 мм» qh hr = = 10 л/ч), приведенного в обязательном Приложении 3 СНиП 2.04.01–85* «Внутренний водопровод и канализация зданий», неправомерно для определения расхода тепла на нужды ГВС, путем умножения его на количество жителей и разность температур (энтальпий) горячей и холодной воды. Данный вывод подтверждается как приведенным примером расчета, так и прямым указанием на это в учебной литературе. Например, в учебнике для ВУЗов «Теплоснабжение» под ред. А.А. Ионина (М., «Стройиздат», 1982) на стр. 14 читаем: «…Максимальный часовой расход воды Gч.max нельзя смешивать с приводимым в нормах расходом воды в час наибольшего водопотребления Gи.ч.

Последний как некоторый предел применяется для определения вероятности действия водоразборных приборов и становится равным Gч.max только при бесконечно большом числе водоразборных приборов». Расчет по старой методике дает гораздо более точный результат при условии применения суточных норм расхода горячей воды по нижней границе диапазонов, приведенных в соответствующих таблицах старого СНиПа, чем «упрощенный» расчет, который выполняют многие расчетчики с использованием действующего СНиП. Данные из таблицы Приложения 3 СНиП 2.04.01–85* необходимо применять именно для расчета вероятности действия водоразборных приборов, как того требует методика, изложенная в разделе 3 данного СНиПа, а затем определять .hr и вычислять расход тепла на нужды ГВС.

В соответствии с примечанием в пункте 3.8 СНиП 2.04.01–85*, для вспомогательных зданий промышленных предприятий значение qhr допускается определять как сумму расходов воды на пользование душами и хозяйственно-питьевые нужды, принимаемых по обязательному Приложению 3 по числу водопотребителей в наиболее многочисленной смене.

Определение расхода теплоты на горячее водоснабжение

Q_г.в.с. ср =

где a - норма расхода горячей воды (л/сут) на единицу измерения (СниП 2.04.01.-85),

m - количество единиц измерений;

c - теплоемкость воды °С = 4187 Дж/кг × °С;

t_г, t_х - температура горячей воды, соответственно подаваемой в систему горячего водоснабжения и холодной воды, °С;

h - расчетная длительность подачи тепла на горячее водоснабжение, С/сутки, ч/сутки.

3.2. Средний расход теплоты на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий, Q_г.в.с., Вт

где m - число человек,

a - норма расхода воды на г.в.с. при температуре 55 °С на одного человека в сутки (СНиП 2.04.01-85, приложение 3)

в - норма расхода воды на горячее водоснабжение принимаемая 25 л/сутки на 1 человека;

t_х - температура холодной воды (водопроводной) в отопительный период (при отсутствии данных принимается равной 5°С)

с - теплоемкость воды, С = 4,187 кДж/(кг°С) для бань, прачечных и предприятий общественного питания

Q_г.в= ; кВт

где m - пропускная способность в час, для предприятий общественного питания m = 2,2·N·P;

N – количество посадочных мест;

P - количество посадок в час (обычно 2-3 посадки).

3.3. Максимальный расход теплоты на горячее водоснабжение, ,Вт

3.4. Средний тепловой поток на горячее водоснабжение в летний (неотопительный период), Вт

где t_х.л. - температура холодной воды в летний период (принимают 15°С)

b - коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода воды на г.в.с. в неотопительный период по отношению к отопительному периоду (для предприятий -1,0; для жилищно-коммунального сектора - 0,8). Результаты расчёта занести в таблицу 2

Таблица 2. – Сводная ведомость тепловых нагрузок

№ п/п	Наименование потребителей	Этажность, n	Объем, V, м 3	Кол-во проживающих m, человек	Удельная характеристика здания, Вт/м 3 С	Норма расхода горячей воды, а, л/сут.
q_о	q_в
Котельная
Аптека
поликлиника
Школа
9-ти этажный дом
9-ти этажный дом
общежитие
Детский сад

Продолжение таблицы 2

Температура внутри помещения t_в, о С	Расчетная температура	Расход теплоты,Q,Вт	Суммарный расход теплоты, Q, Вт.
для отоп ления	для вентиляции	на отопление	на вентиляцию	г.в.с.

ИТОГО

3.5. Средний расход тепла за отопительный период при характерных наружных температурах.

, кВт

- текущая характерная наружная температура 0 С;

t_но – расчетная температура наружного воздуха (см. табл. I, с.6)

б) На вентиляцию

, кВт

t_нв – расчетная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции (см. табл. I, с.6)

в) На горячее водоснабжение в отопительный период

, кВт

где t_x_.л. – температура холодной водопроводной воды в летнее время (принимают +15 0 С)

Результаты расчетов расходов тепла в зависимости от температуры наружного воздуха сводятся в таблицу 3.

Таблица 3.- Расчётный расход тепла

Обозначение расходов тепла	Размерность	Расходы тепла при переменных температурах
t _но, 0 С	t _нв, 0 С	-20 0 С	-15 0 С	-10 0 С	-5 0 С	0 0 С	+8 0 С	летом
	кВт	+	+	+	+	+	+	+	+
	кВт	+	+	+	+	+	+	+	+
	кВт	+
Итого	+	+	+	+	+	+	+	+	+

3.6. Годовые расходы тепла жилыми и общественными зданиями

;

б) На вентиляцию

;

в) На горячее водоснабжение

Обычно n_r = 30,2·10 5 с-год (8400ч/год);

t_r – температура горячей воды.

г) Суммарный годовой расход тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение

Расчет годовых и месячных расходов тепловой энергии теплоснабжения

Расходы тепловой энергии в ГДж или Гкал на отопление зданий за определенный период (месяц или отопительный сезон) определяются по следующей формуле:

где 24 - количество часов работы отопления в сутки;

N - число суток в расчетном периоде или продолжительность отопительного сезона N_о или число дней в конкретном месяце N_мес; например, при пятидневной рабочей неделе N_м.в= N_мес×5/7, а N_в = N_о×5/7;

Q_ор - расчетная тепловая нагрузка (максимальный часовой расход) в МДж/ч или Мкал/ч на отопление;

t_вн - средняя температура воздуха в здании, °С;

t_н.ср - средняя температура наружного воздуха за рассматриваемый период (отопительный сезон или конкретный месяц), °С, принимаемая по прил.2;

t_нр - расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления (температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92).

Сентябрь: N = 9, t_н.ср = + 2,6 °С.

Октябрь: N = 31, t_н.ср = + 2,5 °С.

Ноябрь: N = 30, t_н.ср = - 3,6 °С.

Декабрь: N = 31, t_н.ср = - 9,2 °С.

Январь: N = 31, t_н.ср = - 11,2 °С.

Февраль: N = 28, t_н.ср = - 11,4 °С.

Апрель: N = 30, t_н.ср = + 2,1 °С.

Сентябрь: Q_о = 0,001×24×9×14,7147×(21 - 2,6)/(21 + 32) = 1,103 Гкал/мес.

Октябрь: Q_о = 0,001×24×31×14,7147×(21 - 2,5)/(21 + 32) = 3,821 Гкал/мес.

Декабрь: Q_о = 0,001×24×31×14,7147×(21 + 9,2)/(21 + 32) = 6,238 Гкал/мес.

Февраль: Q_о = 0,001×24×28×14,7147×(21 + 11,4)/(21 + 32) = 6,045 Гкал/мес.

Январь: Q_о = 0,001×24×31×225,51×(21 + 11,2)/(21 + 32) = 101,93 Гкал/мес.

Февраль: Q_о = 0,001×24×28×225,51×(21 + 11,4)/(21 + 32) = 92,64 Гкал/мес.

Февраль: Q_о = 0,001×24×28×95,447×(21 + 11,4)/(21 + 32) = 39,21 Гкал/мес.

Октябрь: Q_о = 0,001×24×31×114,345×(10 - 2,5)/(10 + 32) = 15,19 Гкал/мес.

Декабрь: Q_о = 0,001×24×31×114,345×(10 + 9,2)/(10 + 32) = 38,89 Гкал/мес.

Февраль: Q_о = 0,001×24×28×114,345×(10 + 11,4)/(10 + 32) = 39,15 Гкал/мес.

Расход тепловой энергии в ГДж/год или Гкал/год на вентиляцию за определённый период определяется по формуле:

где Q_вр – число часов работы системы вентиляции в сутки, например:

1 смена – 8часов,

2 смены – 16 часов;

N - число рабочих суток системы вентиляции в рассматриваемом периоде;

Q_вр - максимальный часовой расход теплоты на вентиляцию здания, рассчитывается по формуле 3.

Детский сад: Z_в = 8ч, N = 152

Q_вент = 0,001×8 × 152 ×4,2595 × (21 + 4,1)/(21 + 32) = 2,453 Гкал/год

Q_вент = 0,001×8× 152 × 13,044 × (16 + 4,1)/(16 + 32) = 6,642 Гкал/год

Поликлиника: Z_в = 8ч, N = 152

Q_вент = 0,001×8 × 152 × 74,237 × (21 + 4,1)/(21 + 32) = 42,752 Гкал/год

Деревообрабатывающий цех: Z_в = 16ч, N = 152

Q_вент = 0,001×16 × 152 × 65,34× (18 + 4,1)/(18 + 32) = 70,2368 Гкал/год

Q_вент = 0,001×8 × 152 × 148,6485× (10 + 4,1)/(10 + 32) = 60,68 Гкал/год

Годовой расход теплоты на горячее водоснабжение Q_гв.год в ГДж/год или Гкал/год определяется по формуле:

где Q_сут - суточный расход теплоты на горячее водоснабжение здания в МДж/сут или Мкал/сут, вычисленный по формуле (4);

N_з - число суток потребления горячей воды в здании за отопительный (зимний) период; для жилых домов, больниц, продуктовых магазинов и других зданий с ежедневной работой систем горячего водоснабжения N_з принимается равным продолжительности отопительного сезона N_о; для предприятий и учреждений N_з - это число рабочих дней в течение отопительного периода, например при пятидневной рабочей неделе N_з= N_о×5/7;

N_л - число суток потребления горячей воды в здании за летний период; для жилых домов, больниц, продуктовых магазинов и других зданий с ежедневной работой систем горячего водоснабжения N_л = 350 - N_о, где 350 - расчетное число суток в году работы систем ГВ; для предприятий и учреждений N_л - это число рабочих дней в течение летнего периода, например при пятидневной рабочей неделе N_л = (350 - N_о) × 5/7;

K_л - коэффициент, учитывающий снижение расхода теплоты на ГВ из-за более высокой начальной температуры нагреваемой воды, которая зимой равна t_хз=5 °С, а летом в среднем t_хл = 15 °С; при этом коэффициент K_л будет равен

K_л= (t_г - t_х.л)/(t_г - t_х.з) = (60 - 15)/(60 - 5) = 0,8; при заборе воды из скважин может оказаться t_х.л = t_х.з и тогда K_л = 1,0;

b - коэффициент, учитывающий возможное уменьшение количества потребителей горячей воды в летнее время в связи с отъездом части жителей из города на отдых и принимаемый для жилищно-коммунального сектора равным b = 0,8 (для курортных и южных городов b = 1,5), а для предприятий b = 1,0.

N_л = 350 - 231 = 119 сут.

Q_гв.год = 0,001×70,499 × (231 + 119 × 0,8 × 0,8) = 21,65 Гкал/год.

Q_гв.год = 0,001×740,2395× (231 + 119 × 0,8 × 0,8) = 227,372 Гкал/год.

Q_гв.год = 0,001× 16,92× (231 + 119 × 0,8 × 0,8) = 5,197 Гкал/год.

Q_гв.год = 0,001× 18,33× (231 + 119 × 0,8 × 0,8) = 5,63 Гкал/год.

Расчет тепловой нагрузки на ГВС

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

Расчет тепловой нагрузки на горячее водоснабжение

Вероятность действия санитарно-технических приборов

P = (q h _hr_,_u x U) / (q h ₀ x N x 3600) = (4 x 12) / (0,1 х 9 х 3600) =0,0148,

q h ₀ = 0,1 л/с;

Вероятность использования санитарно-технических приборов.

P_hr = (3600 х P х q h ₀) / q h _0,_hr = (3600 х 0,0148 x 0,1) / 40 = 0,0888,

где: q h _0,_hr = 40;

При P_hr < 0,1.

Тогда а_hr = 0,328

Средний часовой расход воды.

q_t = q h _u x U/ 1000 x T = 28,1 x 12/ 1000 x 24 = 0,01405 м 3 /час

Максимальный часовой расход воды.

q_hr = 0,005 х q h _0,_hr х а_hr = 0,005 х 40 х 0,328 = 0,0656 м 3 /час

Тепловой поток.

а) в течении среднего часа

Q h _T = 1,16 х q h _T х (65 – t c ) + Q ht = 1,16 х 0,01405 х (65 – 5) + 0,048894 = 1,026774 кВт x 859,8 = 882,820 ккал /ч (0,00088282 Гкал/ч)

б) в течение часа максимального потребления

Q h _hr = 1,16 х q h _hr х (65 – t c ) + Q ht = 1,16 х 0,0656 х (65 – 5) + 0,228288 = 4,794048 кВт x 859,8 = 4121,9225 ккал /ч (0,00412192 Гкал/ч)

где: Q ht = 1,16 х q h _hr х (65 – t c ) х 0,05 = 1,16 х 0,0656 х (65 – 5) х 0,05=0,228288 кВт.

Q_h год = g_um h ´ m ´ с ´ r ´ [(65 – t_с з )´ Z_з]´ (1+ K_т.п) ´ 10 -6 = 28,1 ´ 12 ´ 1 ´ 1 ´ [(65 – 5) ´ 365] ´ (1+ 0,05) ´ 10 -6 = 7,753914 Гкал/год

где: g_um h = 28,1 л/сутки

Так как в расчетной формуле Q_h год не учитывается количество дней отключения горячего водоснабжения в год; температура холодной воды в летний период времени, коэффициент тепловых потерт K_т.п принимаем равным доле потерь тепловой энергии в наружных тепловых сетях горячего водоснабжения в размере 5% от годовой тепловой нагрузки.

Техническое заключение

В результате выполненных расчетов тепловой нагрузки на горячее водоснабжение нежилых помещений получены такие результаты:

Расход воды на нужды горячего водоснабжения, нормы

РАСЧЕТ ЧАСОВОГО МАКСИМАЛЬНОГО РАСХОДА ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ ЧАСТНОГО ДОМА

Практически, с помощью секундомера и мерной емкости, определяем расход горячей воды, л/мин при заполнении ванны

Расчет часового максимального расхода горячей воды в час его максимального водопотребления

Для расчета данного расхода, давайте обратимся к нормам расхода горячей воды (по главе СНиП 2-34-76), см таблицу 1.

Нормы расхода горячей воды (по главе СНиП 2-34-76)

Таблица 1

g_и.с – средняя за отопительный период, л/сут;

g_и.ч – наибольшего водопотребления, л/ч.

Дорогие друзья, я хочу вас предостеречь от одной распространенной ошибки. Многие застройщики, да и молодые неопытные проектировщики, выполняют расчет часового максимального расхода горячей воды по формуле

G макс = g_и.ч _* U, кг/ч

g_и.ч – норма расхода горячей воды, л/ч, наибольшего водопотребления, принимается по таблице 1; U – число потребителей горячей воды, U=4 чел.

G макс = 10 _* 4 = 40 кг/ч или 0,67 л/мин

Q_г.в макс = 40 _* 1 _* (55 – 5) = 2000 ккал/ч или 2,326 кВт

Рассчитав расход воды таким образом и выбрав мощность источника тепла на нагрев этого расхода вы успокоились. Но встав под душ, с удивлением обнаружите, что на вашу грязную и потную лысину всего капает лишь 3 капли воды в секунду. Ни руки помыть, ни посуду всполоснуть, не говоря уже о приеме ванны не может быть и речи. Так в чем же дело? А ошибка в том, что не правильно определен максимальный часовой расход воды за сутки наибольшего водопотребления. Оказывается, что все нормы расхода горячей воды по таблице 1 должны применяться только для расчета расхода через отдельные приборы и вероятности использования их действия. Эти нормы не применимы для определения расходов исходя из количества потребителей, путем умножения количества потребителей на удельный расход! Именно в этом заключается основная ошибка, допускаемая многими расчетчиками при определении тепловой нагрузки на систему ГВС.

Если нам необходимо определить производительность генераторов тепла (котла) или подогревателей при отсутствии у абонентов баков-аккумуляторов горячей воды (наш случай), то расчетную нагрузку на систему ГВС надо определять по максимальному часовому расходу горячей воды (тепла) за сутки наибольшего водопотребления по формуле

Q_г.в макс = G макс _* с _* (t_г.ср – t_х), ккал/ч

G макс – максимальный часовой расход горячей воды, кг/ч. Максимальный часовой расход горячей воды, G макс ,с учетом вероятности использования водоразборных приборов, должен определяться по формуле

g – норма расхода горячей воды, л/с водоразборными приборами. В нашем случае: для умывальника g_у = 0,07 л/с; для мойки g_м = 0,14 л/с; для душа g_д = 0,1 л/с; для ванны g_в = 0,2 л/с. Выбираем большее значение, то есть g = g_в = 0,2 л/с; К_и – безразмерный коэффициент использования водоразборного прибора за 1 ч наибольшего водопотребления. Для ванны, имеющей характерный (наибольший) расход горячей воды g_х = 200л/ч, данный коэффициент будет равен К_и = 0,28; α_ч – безразмерная величина, определяемая в зависимости от общего числа N водоразборных приборов и вероятности использования их Р_ч за 1 ч наибольшего водопотребления. В свою очередь, вероятность использования водоразборных приборов можно определить по формуле

Р_ч = g_и.ч _* U / 3600 _* К_и _* g _* N

g_и.ч – норма расхода горячей воды в час наибольшего водопотребления, л/ч. Она принимается по таблице 1, g_и.ч = 10л/ч; N – общее число водоразборных приборов установленных в доме, N = 4.

Р_ч = 10 _* 4 / 3600 _* 0,28 _* 0,2 _* 4 = 0,0496. При Р_ч < 0,1 и любом N по таблице (N _* Р_ч = 0,198) определяем α_ч = 0,44

G макс = 18 _* 0,2 _* 0,28 _* 0,44 _* 10 3 = 444 кг/ч или 7,4 л/мин.

Q_г.в макс = 444 _* 1 _* (55 – 5) = 22200 ккал/ч или 25,8 кВт

Как видите, дорогие друзья, расход воды и соответственно тепла увеличился примерно в 10 раз. Кроме того расход тепла на горячее водоснабжение (25,8 кВт) в 2 раза больше суммарного расхода тепла на отопление и вентиляцию дома (11,85 + 1,46 = 13,31 кВт). Если эти данные предъявить «Заказчику», то у него волосы встанут дыбом и он потребует что бы ему объяснили – в чем тут дело? Вот давайте и поможем ему. Нижеприведенные таблицы 2 и 3 помогут нам в этом. А сейчас давайте обратимся к таблице 2 и посчитаем часовой наибольший расход воды при загрузке всех водопотребителей одновременно. Сложив все характерные расходы, мы получим 530 л/ч. Как видим, суммарный характерный расход получился больше расчетного (444л/ч) на 86 л/ч. И это не удивительно, поскольку вероятность того, что все водоразборные приборы будут работать одновременно очень мала. У нас и так величина обеспечения потребности в горячей воде от максимума составляет 84%. В реальности эта величина равна еще меньше – порядка 50%. Давайте попробуем получить реальную величину, для этого используем таблицу 3. Не забываем, что нормы расхода горячей воды разработаны для потребителей при t_г.ср = 55 о С, мы же по таблице будем находить расходы при t_г.ср = 40 о С.

Минимальный суммарный расход горячей воды, при усредненной температуре воды равной t _г.в = 40 о С и одновременном действии всех водозаборных приборах с обеспеченностью данного расхода в 84%, будет равен G мин =[ (5 _* 1,5) + (20 _* 5) + (30 _* 6) +(120 _* 10) ] _* 0,84 = 342,3 л/ч (239,6 л/ч при t _г.в = 55 о С)

Максимальный суммарный расход горячей воды, при усредненной температуре воды равной 40 о С и одновременном действии всех водозаборных приборах с обеспеченностью данного расхода в 84%, будет равен G макс = [ (15 _* 3) + (30 _* 5) + (90 _* 6) +(200 _* 15) ] _* 0,84 = 869,4 л/ч (608,6 л/ч при t _г.в = 55 о С)

Средний расход при при t _г.в = 55 о С будет равен G сред = (G мин + G макс )/2 = (239,6 + 608,6)/2 = 424,1 л./ч. Вот мы и получили то, что искали – 424,1 л/ч вместо 444 л/ч по расчету.

Нормы расхода горячей воды водоразборными приборами (глава СНиП 2-34-76)

Читайте также: