Тепловой расчёт системы отопления: как грамотно сделать расчет нагрузки на систему

Понятие гидравлического расчета

Определяющим фактором технологического развития систем отопления стала обычная экономия на энергоноситель. Стремление сэкономить заставляет тщательней подходить к проектированию, выбору материалов, способов монтажа и эксплуатации отопления для жилища.

Поэтому, если вы решили создать уникальную и в первую очередь экономную систему отопления для своей квартиры или дома, тогда рекомендуем ознакомится с правила расчета и проектирования.

Перед тем как дать определение гидравлического расчёта системы, нужно ясно и четко понимать, что индивидуальная система отопления квартиры и дома расположена условно на порядок выше относительно центральной системы отопления большого здания.

Персональная отопительная система базируется на принципиально ином подходе к понятиям тепла и энергоресурса.

Суть гидравлического расчета заключается в том, что расход теплоносителя не задаются заранее с существенным приближением к реальным параметрам, а определяются путем увязки диаметров трубопровода с параметрами давления во всех кольцах системы

Достаточно провести тривиальное сравнение этих систем по следующим параметрам.

1. Центральная отопительная система (котельня-дом-квартира) основывается на стандартных типах энергоносителя – уголь, газ. В автономной системе можно использовать практический любое вещество, которое имеет высокую удельную теплоту сгорания, или же комбинацию из нескольких жидких, твёрдых, гранулированных материалов.
2. ЦОС построена на обычных элементах: металлические трубы, “топорные” батареи, запорная арматура. Индивидуальная же система отопления позволяет комбинировать самые разные элементы: многосекционные радиаторы с хорошей теплоотдачей, высокотехнологичные термостаты, разные виды труб (ПВХ и медные), краны, заглушки, фитинги и конечно собственные более экономичные котлы, циркуляционные насосы.
3. Если зайти в квартиру типичного панельного дома, построенного лет 20-40 назад, видим что система отопления сводиться к наличию 7-секционной батареи под окном в каждой комнате квартиры плюс вертикальную трубу через весь дом (стояк), с помощью которой можно “общаться” с соседями сверху/снизу. То ли дело автономная система отопления (АСО) – позволяет строить систему любой сложности с учётом индивидуальных пожеланий жильцов квартиры.
4. В отличи от ЦОС, отдельная система отопления учитывает достаточно внушительный список параметров, которые влияют на передачу, расход энергии и утери теплоты. Температурный режим окружающей среды, требуемый диапазон температуры в помещениях, площадь и объём помещения, количество окон и дверей, назначение помещений и т.д.

Таким образом, гидравлический расчет системы отопления (ГРСО) – это условный набор вычисляемых характеристик отопительной системы, который предоставляет исчерпывающую информацию о таких параметрах, как диаметр труб, количество радиаторов и клапанов.

Данный тип радиаторов устанавливался в большинстве панельных домов на постсоветском пространстве. Экономия на материалах и отсутствие конструкторской идеи “на лицо”

ГРСО позволяет правильно выбрать водно-кольцевой насос (отопительного котла) для транспортировки горячей воды к конечным элементам системы отопления (радиаторам) и, в конечном результате, иметь максимально уравновешенную систему, что напрямую влияет на финансовые вложения в части отопления жилища.

Еще один тип отопительного радиатора для ЦОС. Это более универсальное изделие, которое может иметь любое количество рёбер. Так можно увеличить или уменьшить площадь теплообмена

Точные расчеты тепловой нагрузки

Значение теплопроводности и сопротивление теплопередачи для строительных материалов

Но все же этот расчет оптимальной тепловой нагрузки на отопление не дает требуемую точность вычисления. Он не учитывает важнейший параметр – характеристики здания. Главной из них является сопротивление теплопередачи материал изготовления отдельных элементов дома – стен, окон, потолка и пола. Именно они определяют степень сохранения тепловой энергии, полученной от теплоносителя системы отопления.

Что же такое сопротивление теплопередачи (R )? Это величина, обратная теплопроводности (λ ) – возможности структуры материала передавать тепловую энергию. Т.е. чем больше значение теплопроводности – тем выше тепловые потери. Для расчета годовой нагрузки на отопление воспользоваться этой величиной нельзя, так как она не учитывает толщину материала (d ). Поэтому специалисты используют параметр сопротивление теплопередачи, который вычисляется по следующей формуле:

Расчет по стенам и окнам

Сопротивление теплопередачи стен жилых зданий

Существуют нормированные значения сопротивления теплопередачи стен, которые напрямую зависят от региона, где расположен дом.

В отличие от укрупненного расчета нагрузки на отопление сначала нужно вычислить сопротивление теплопередачи для наружных стен, окон, пола первого этажа и чердака. Возьмем за основу следующие характеристики дома:

• Площадь стен – 280 м². В нее включены окна – 40 м² ;
• Материал изготовления стен – полнотелый кирпич (λ=0.56 ). Толщина наружных стен – 0,36 м. Исходя из этого рассчитываем сопротивление телепередачи — R=0.36/0.56= 0,64 м²*С/Вт ;
• Для улучшения теплоизоляционных свойств был установлен наружный утеплитель – пенополистирол толщиной 100 мм. Для него λ=0,036. Соответственно R=0,1/0,036= 2,72 м²*С/Вт ;
• Общее значение R для наружных стен равно 0,64+2,72= 3,36 что является очень хорошим показателем теплоизоляции дома;
• Сопротивление теплопередачи окон — 0,75 м²*С/Вт (двойной стеклопакет с заполнением аргоном).

Фактически тепловые потери через стены составят:

(1/3,36)*240+(1/0.75)*40= 124 Вт при разнице температуры в 1°С

Температурные показатели возьмем такие же, как и для укрупненного вычисления нагрузки на отопление +22°С в помещении и -15°С на улице. Дальнейший расчет необходимо делать по следующей формуле:

Расчет по вентиляции

Затем необходимо вычислить потери через вентиляцию. Общий объем воздуха в здании составляет 480 м³. При этом его плотность примерно равна 1,24 кг/м³. Т.е. его масса равна 595 кг. В среднем за сутки (24 часа) происходит пятикратное обновление воздуха. В таком случае для вычисления максимальной часовой нагрузки для отопления нужно рассчитать тепловые потери на вентиляцию:

(480*40*5)/24= 4000 кДж или 1,11 кВт/час

Суммируя все полученные показатели можно найти общие тепловые потери дом:

Таким образом определяется точная максимальная тепловая нагрузка на отопление. Полученная величина напрямую зависит от температуры на улице. Поэтому для расчета годовой нагрузки на отопительную систему нужно учитывать изменение погодных условий. Если средняя температура в течение отопительного сезона составляет -7°С, то итоговая нагрузка на отопление будет равна:

(124*(22+7)+((480*(22+7)*5)/24))/3600)*24*150(дней отопительного сезона)=15843 кВт

Меняя температурные значения можно сделать точный расчет тепловой нагрузки для любой системы отопления.

К полученным результатам нужно прибавить значение тепловых потерь через крышу и пол. Это можно сделать поправочным коэффициентом 1,2 – 6,07*1,2=7,3 кВт/ч.

Полученная величина указывает на фактические затраты энергоносителя при работе системы. Существует несколько способов регулирования тепловой нагрузки отопления. Наиболее действенный из них – уменьшение температуры в комнатах, где нет постоянного присутствия жильцов. Это можно осуществить с помощью терморегуляторов и установленных датчиков температуры. Но при этом в здании должна быть установлена двухтрубная система отопления.

Для вычисления точного значения тепловых потерь можно воспользоваться специализированной программой Valtec. В видеоматериале показа пример работы с ней.

Анатолий Коневецкий, Крым, Ялта

Анатолий Коневецкий, Крым, Ялта

Уважаемая Ольга! Извините,что обращаюсь к Вам еще раз. Что-то у меня по Вашим формулам получается немыслимая тепловая нагрузка: Кир=0,01*(2*9,8*21,6*(1-0,83)+12,25)=0,84 Qот=1,626*25600*0,37*((22-(-6))*1,84*0,000001=0,793 Гкал/час По укрупненной формуле, приведенной выше, получается всего 0,149 Гкал/час. Не могу понять, в чем дело? Разъясните пожалуйста! Извините за беспокойство. Анатолий.

Анатолий Коневецкий, Крым, Ялта

Расчет панельных радиаторов

Технические характеристики панельных радиаторов PURMO Plan Ventil Compact FCV 22
Температура теплоносителя, не более, град. С	110
Избыточное рабочее давление, не более, МПа (г/кв. см)	1,0
Высота H, мм	300
Длина L, мм	700, 1200, 1300
Номинальная тепловая мощность при Тгр. 75/65/20°C, Вт	656, 1124, 1312

Температурный режим отопительной системы – 95/70/18.

Для определения фактической тепловой мощности системы, для каждого отопительного прибора, установленного в помещениях определённого функционального назначения учитывается поправочный коэффициент К, определяемый как:

K = Tнапор.ф / Tнапор.н

Где:     Тнапор.н – номинальный температурный напор принятый заводом изготовителем для определения теплоотдачи отопительного прибора при номинальных условиях;

Тнапор.ф – фактический температурный напор, ºС:

Tнапор.ф = (tвх + tвых) / 2 – tвн.в

Где: tвх, tвых, — температура теплоносителя на входе и выходе из отопительного прибора, tвн.в – проектная температура внутреннего воздуха, ºС;

С учётом значения температуры теплоносителя на входе и выходе из отопительного прибора, рассчитывается значение температурного напора и коэффициента К:

Tнапор.н = (75+65)/2-20 = 50

Tнапор.ф = (95+70)/2-18 = 64,5

К = 64,5/50 = 1,29

Тепловая мощность панельного радиатора при индивидуальной температуре в системе отопления;

Q = QS · К ,

где: QS – номинальная тепловая мощность панельного радиатора;

Панельные радиаторы PURMO Plan Ventil Compac FCV 22:

Q = (QS · К) ·n= (656 · 1,29) ·2 =  1692,48 (Вт) · 0,863 = 1460,61 (Ккал/ч)

Q = (QS · К) ·n= (1124 · 1,29) ·1 =  1449,96 (Вт) · 0,863 = 1251,32 (Ккал/ч)

Q = (QS · К) ·n= (1312  · 1,29) ·2 =  3384,96 (Вт) · 0,863 = 2921,22  (Ккал/ч)

где: n – количество панельных радиаторов марки PURMO Plan Ventil Compact FCV 22, шт.

Посмотреть на энергопаспорт магазина продовольственных товаров

Суммарная тепловая нагрузка панельных радиаторов:

Qр.от.= 1460,61 + 1251,32 + 2921,22 = 5633,15  Ккал/ч

Максимальный часовой расход на отопление в трубопроводах

Кривые для определения теплопередачи 1м вертикальных гладких труб различных диаметров
трубы Ду 20	tтр. = + 82,5 оC	tв = + 18 оC
Справочник проектировщика «Внутренние санитарно-технические устройства» (И.Г. Староверов, 1975 г.), стр. 56, рис. 12.2

Qпод.тр.Ду20 ´ l1  =  57,31 ´ 0,75  = 42,9825 ккал/ч (0,000043 Гкал/ч)

Qпод.тр.Ду20 = 57,31 ккал/ч — потери тепловой энергии в подающем трубопроводе на один погонный метр;

l1= 0,75 м – длина подающего трубопровода;

Инфильтрация воздуха или вентиляция зданий

Все здания в особенности жилые имеют свойство «дышать», то есть проветриваться различными способами. Это обусловлено созданием разряженного воздуха в помещениях за счет устройства вытяжных каналов в конструкциях дома либо дымоходов. Как известно, вентиляционные каналы создаются в зонах с повышенными выделениями загрязнений, таких как, кухни, ванные комнаты и санузлы.

То есть при правильном воздухообмене приточный воздух поступает в помещение через окно, вентиляционный клапан или приточную решетку и удаляется в кухнях и санузлах.

При расчете теплопотерь знания имеет принципиальное значение, какой способ вентиляции жилых помещений будет выбран:

• Устройство механической вентиляции с подогревом приточного воздуха.
• Инфильтрация — неорганизованный воздухообмен через неплотности в стенах, при открывании окон или при использовании заранее установленных воздушных клапанов в конструкции стен или оконных стеклопакетах.

В случае применения в жилом здании сбалансированной системы вентиляции (когда объем приточного воздуха больше или равен вытяжному, то есть исключаются любые прорывания холодного воздуха в жилые помещения) воздух, поступающий в жилые помещения, предварительно прогревается в вентиляционной установке. При этом мощность, необходимая для нагрева вентиляции, учитывается в расчете мощности котельного оборудования.

Расчет вентиляционной тепловой нагрузки производится по формуле:

Qвент= c*p*L*(t1-t2)

где, Q – количество тепла, необходимое для нагрева приточного воздуха, Вт;

с – теплоемкость воздуха, Дж/кг*град

p - плотность воздуха, кг/м3

L – расход приточного воздуха, м3/час

t1 и t2 – начальная и конечная температуры воздуха, град.

Если в жилых помещениях отсутствует организованный воздухообмен, то при расчете теплопотерь здания производится учет тепла, затрачиваемого системой отопления на нагрев инфильтрационного воздуха. При этом обогрев воздуха, поступающего в помещения осуществляется радиаторами систем отопления, то есть учитывается в их тепловой нагрузке.

Если в помещениях установлены герметичные стеклопакеты без встроенных воздушных клапанов, то потери тепла на нагрев воздуха, тем не менее учитываются. Это обусловлено тем, что в случае кратковременного проветривания, поступивший холодный воздух все равно требуется нагревать.

Для более комфортной вентиляции встраивается приточный стеновой клапан.

Учет количества инфильтрационной тепловой энергии производится по нескольким методикам, а в тепловом балансе здания в расчет принимается наибольшее из значений.

Например, количество тепла на нагрев воздуха, проникающего в помещения для компенсации естественной вытяжки, определяется по формуле:

Qинф=0,28*L*p*c*(tнар-tпом),

где, с – теплоемкость воздуха, Дж/кг*град

p - плотность воздуха, кг/м?

tнар – температура наружного воздуха, град,

tпом – расчетная температура помещения, град,

L – количество инфильтрационного воздуха, м?/час.

Количество воздуха, поступающего в зимний период в жилые помещения, как правило, обусловлено работой естественных вытяжных систем, поэтому в одном случае принимается равным объему вытягиваемого воздуха.

Количество вытяжки в жилых помещениях определяется согласно СНиП 41-01-2003 по нормативным показателям удаления воздуха от плит и санитарных приборов.

• От кухонной плиты – электрической 60 м?/час или газовой 90 м?/час;
• Из ванны и санузлов по 25 м?/час

Во втором случае данный показатель инфильтрации определяется исходя из санитарной нормы свежего наружного воздуха, который должен поступать в помещение для обеспечения оптимального и качественного состава воздушной среды в жилых помещениях. Этот показатель определяется по удельной характеристике: 3 м?/час на 1м? жилой площади.

За расчетное значение принимается наибольший расход воздуха и соответственно большее количество теплопотерь на инфильтрацию.

Точный расчёт теплопотерь

С помощью специальной величины, которая характеризует тепловой поток и измеряется в кКал/час, выясняют тепловые потери дома.

Эта величина показывает, сколько тепла уходит через стены здания при определённом температурном режиме внутри дома.

Данный показатель рассматривают в прямой зависимости от архитектурных особенностей здания, строительных материалов, из которых оно построено, толщины и степени теплоизоляции стен, потолка и пола. Оказывает влияние площадь остекления, качество теплоизоляторов и соблюдение технологии при их монтаже.

То есть теплопотери складываются из многих элементов.

Формула следующая: G = Sх1/Pох(Тв- Тн)к, где:

• G — величина, которую выражают в кКал/ч;
• Po — показатель сопротивления при теплопередаче;
• Тв иТн — разница температурного режима внутри и снаружи;
• к — коэффициент, который показывает, насколько теряется тепло, он у каждого заграждения свой.

Так как температура на улице и в помещении меняется в течение отопительного сезона, величины берут средние. Учитывается и тот факт, что у каждого региона с разными климатическими условиями показатель свой.

В данной формуле используются конкретные величины, все они известны. По ней можно узнать тепловые потери любого здания.

Понижающий коэффициент и значение сопротивления Pо относятся к категории нормативно-справочной информации.

Так, например, могут понадобиться следующие коэффициенты:

• 1 — если под чистовыми полами грунт или деревянные лаги;
• 0,9 — для чердачных перекрытий, где кровельным материалом являются сталь, черепица на обрешётке, асбоцемент (либо крыша без чердака с вентиляцией);
• 0,8 — материалы кровли те же, но настил сплошной;
• 0,75 — чердачные перекрытия, где кровля из любого рулонного материала;
• 0,7 — для внутренних стен, которые выходят в соседнее неотапливаемое помещение без наружных стен;
• 0,4 — для внутренних стен, которые соединяют с соседним неотапливаемым помещением, у которого есть наружные стены, и для полов над погребом, углублённом в грунт;
• 0,75 — полы над погребом, устроенном выше грунта;
• 0,6 — поверхности над подвалами, расположенными либо ниже грунта, либо не выше одного метра над ним.
• Аналогично можно подобрать коэффициенты для других ситуаций.

Могут понадобиться следующие значения сопротивления:

• 0,38 — при сплошной кирпичной кладке с толщиной стен в 13,5 см, 0,57 — с толщиной кладки 26,5 см, 0,76 — 39,5 см, 0,94 — 52,5 см, 1,13 — 65,5 см.
• 0,9 — при сплошной кладке с воздушной прослойкой при толщине 43,5 см, 1,09 — 56,5 см, 1,28 — 65,5 см;
• 0,89 — при сплошной кладке из декоративного кирпича с толщиной в 39,5 см, 1,2 — 52,5 см, 1,4 — 65,5 см.
• 1,03 — для сплошной кладки, где термоизоляционный слой с толщиной в 39,5см, 1,49 — 52,5 см;
• 1,33 — для деревянных стен из дерева (не бруса) с толщиной в 200 мм, 1,45 — 220 мм, 1,56 — 240 мм;
• 1,18 — для стен из бруса с толщиной 150 мм, 1,28 — 180 мм, 1,32 — 200 мм;
• 0,69 — для чердачных перекрытий из железобетонных плит с утеплителем с толщиной в 100 мм, 0,89 — 150 мм.

Эти показатели берут для формулы расхода воды на отопление.

Горизонтальная и вертикальная схемы

На горизонтальные и вертикальные схемы подобная система отопления делится по местоположению трубопровода, соединяющего все устройства и приборы в одно целое.

Вертикальная обогревательная схема разнится от других тем, что в таком случае все необходимые устройства подсоединяются к стояку, расположенному вертикально.

Хотя ее составление и выйдет в итоге немного дороже, но зато стабильной работе не будут препятствовать образовывающиеся воздушные застои и пробки. Такой решение наиболее подходящее для хозяев квартиры в доме с множеством этажей, так как все отдельно взятые этажи подключается раздельно.

Двухтрубная система отопления с горизонтальной схемой прекрасно подойдет для одноэтажного жилого дома с относительно большой протяженностью, в котором проще и рациональнее подключить все имеющиеся радиаторные отсеки к горизонтальному трубопроводу.

Обе разновидности контуров отопительной системы могут похвастаться превосходной гидравлической и температурной устойчивостью, только в первой ситуации в любом случае потребуется калибровка стояков, расположенных вертикально, а во втором – горизонтальных петель.

Расчет мощности отопительного котла

Котел в составе системы отопления предназначен для компенсации теплопотерь здания. А также, в случае двухконтурной системы или при оснащении котла бойлером косвенного нагрева, для согревания воды на гигиенические нужды.

Одноконтурный котел производит только нагрев теплоносителя для отопительной системы

Для определения мощности котла отопления необходимо рассчитать затраты тепловой энергии дома через фасадные стены и на нагрев сменяемой воздушной атмосферы внутренних помещений.

Требуются данные по теплопотерям в киловатт-часах за сутки – в случае условного дома, обсчитанного в качестве примера, это:

271,512 + 45,76 = 317,272 кВт·ч,

Где: 271,512 – суточные потери тепла внешними стенами; 45,76 – суточные теплопотери на нагрев приточного воздуха.

Соответственно, необходимая отопительная мощность котла будет:

317,272 : 24 (часа) = 13,22 кВт

Однако такой котел окажется под постоянно высокой нагрузкой, снижающей его срок службы. И в особенно морозные дни расчетной мощности котла будет недостаточно, поскольку при высоком перепаде температур между комнатной и уличной атмосферами резко возрастут теплопотери здания.

Поэтому выбирать котел по усредненному расчету затрат тепловой энергии не стоит – он с сильными морозами может и не справиться.

Рациональным будет увеличить требуемую мощность котлового оборудования на 20%:

13,22 · 0,2 + 13,22 = 15,86 кВт

Для вычисления требуемой мощности второго контура котла, греющего воду для мытья посуды, купания и т.п., нужно разделить месячное потребление тепла «канализационных» теплопотерь на число дней в месяце и на 24 часа:

493,82 : 30 : 24 = 0,68 кВт

По итогам расчетов оптимальная мощность котла для коттеджа-примера равна 15,86 кВт для отопительного контура и 0,68 кВт для нагревательного контура.

Расчет циркуляционного насоса

Подбор и расчет насоса заключается в том, чтобы выяснить потери давления теплоносителя, протекающего по всей сети трубопроводов. Результатом станет цифра, показывающая, какое давление следует развивать циркуляционному насосу, чтобы «продавить» воду по системе. Это давление вычисляют по формуле:

P = Rl + Z, где:

• Р – потери давления в сети трубопроводов, Па;
• R – удельное сопротивление трению, Па/м;
• l – длина трубы на одном участке, м;
• Z – потеря давления в местных сопротивлениях, Па.

Данный расчет достаточно громоздкий и сложный, в то время как значение Rl для каждого участка можно легко найти по тем же таблицам Шевелева. В примере синим кружочком отмечены значения 1000i на каждом участке, его надо только пересчитать по длине трубы. Возьмем первый участок из примера, его протяженность 5 м. Тогда сопротивление трению будет:

Rl = 26.6 / 1000 х 5 = 0.13 Бар.

Так же производим просчет всех участков попутной системы отопления, а потом результаты суммируем. Остается узнать значение Z, перепад давления в местных сопротивлениях. Для котла и радиаторов эти цифры указаны в паспорте на изделие. На все прочие сопротивления мы советуем взять 20% от общих потерь на трение Rl и все эти показатели просуммировать. Полученное значение умножаем на коэффициент запаса 1.3, это и будет необходимый напор насоса.

Следует знать, что производительность насоса – это не емкость системы отопления, а общий расход воды по всем ветвям и стоякам. Пример его расчета представлен в предыдущем разделе, только для подбора перекачивающего агрегата нужно тоже предусмотреть запас не менее 20%.

Расчет тепловой нагрузки на горячее водоснабжение

P = (qh_hr,u x U) / (qh x N x 3600) = (1,7 x 4) / (0,2 х 2 х 3600) = 0,00472,

где:qh_hr,u = 1,7 л;

U = 4 человека — количество персонала;

qh = 0,2 л/с;

N = 2 — число санитарно-технических приборов с горячей водой.

P_hr = (3600 х P х qh) / qh_0,hr  = (3600 х 0,00472x 0,2) / 200 = 0,016992,

где:qh_0,hr  = 200;

 а_hr = 0,207

q_t = qh_u x U/ 1000 x T = 10,2 x 4/ 1000 x 24 = 0,0017 м3/час

где: qh_u = 10,2 л/час

q_hr = 0,005 х qh_0,hr  х  а_hr = 0,005 х 200 х 0,207 = 0,207 м3/час

а) в течении среднего часа

Qh_T = 1,16 х qh_T х (65 – tc) + Qht = 1,16 х 0,0017 х (65 – 5) + 0,017748= 0,136068 кВт x 859,8 = 116,9913 ккал /ч (0,0001169913 Гкал/ч)

б) в течении часа максимального потребления

Qh_hr = 1,16 х qh_hr х (65 – tc) + Qht = 1,16 х 0,207 х (65 – 5) + 2,16108= 16,56828 кВт x 859,8 =  14245,407 ккал /ч (0,014245407 Гкал/ч)

Q_hгод = g_umh ´  m ´ с ´ r ´ [(65 – t_сз)´ Z_з]´ (1+ K_т.п) ´ 10-6  =  10,2 ´ 4 ´ 1 ´ 1 ´ ´ (1+ 0,3) ´ 10-6 = 1,16158 Гкал/год

где: g_umh = 10,2 л/сутки

Посмотреть на примеры экономии воды

Теплоотдача чугунных радиаторов

Диапазон теплоотдачи чугунных батарей колеблется в пределах 125–150 Вт. Разброс зависит от межосевого расстояния. Теперь можно провести расчет. К примеру, ваша комната имеет площадь 18 м². Если в ней запланирована установка батареи 500 мм, то используем следующую формулу: (18:150)x100= 12. Получается, что в этой комнате необходимо установить 12-секционный радиатор отопления.

Все просто. Точно так же можно рассчитать чугунный радиатор с межосевым расстоянием 350 мм. Но это будет лишь приблизительный расчет, потому что для точности необходимо учитывать коэффициенты. Их не так много, но именно с их помощью можно получить максимально точный показатель. К примеру, присутствие в помещении не одного, а двух окон увеличивает теплопотери, так что окончательный результат необходимо умножить на коэффициент 1,1. Не будем рассматривать все коэффициенты, поскольку это займет много времени. О них мы уже писали на нашем сайте, так что найдите статью и ознакомьтесь с ней.

Специфика выбора основной ветви в двухтрубной системе

Исходя из практического опыта проведенных вычислений, при наличии попутного движения теплоносителя в двухтрубной схеме лучше выбрать более нагруженный стояк через нижнюю батарею. В однотрубном контуре речь о кольце через самый загруженный стояк. Если горячая вода имеет тупиковое движение, в двухтрубной системе выбирают кольцо нижнего радиатора наиболее загруженного удаленного стояка.

Однотрубная схема предполагает идентичный подход. В горизонтальном контуре предпочитают кольцо самого загруженного направления нижнего этажа. Подобные работы по гидравлическому расчету двухтрубной системы отопления должны проводиться максимально внимательно, т.к. малейшая погрешность может вылиться в крупные неприятности.

Расход теплоносителя через 1м.п. чугунных радиаторов

Справочник проектировщика «Внутренние санитарно-технические устройства» (И.Г. Староверов, 1975 г.), таблица 12.3, стр. 47

Определим расход теплоносителя через одну секцию чугунного радиатора кг/ч

35:10 = 3,5 кг/ч расход теплоносителя через одну секцию (G), где:

10 шт. – количество секций в 1 м.п. радиатора;

35 кг/ч – расход теплоносителя через 1м.п. радиатора.

Расход теплоносителя через 1м.п. отопительных приборов

Расчетная площадь нагревательной поверхности секционных радиаторов Fp в зависимости от числа секций в радиаторе
ЧислосекцийNi	Радиатор
М-140-АО	М-140 (М-140-А)	М-140-АО-300	М-90	РД-90с
Площадь нагревательной поверхности одной секции, экм
0,35	0,31	0,217	0,26	0,275
2	0,84	0,76	0,59	0,67	0,70
3	1,18	1,07	0,80	0,93	0,97
4	1,52	1,37	1,01	1,18	1,25
5	1,84	1,67	1,22	1,43	1,50
6	2,16	1,98	1,43	1,68	1,73
7	2,54	2,26	1,64	1,93	2,01
8	2,82	2,52	1,85	2,19	2,28
9	3,15	2,83	2,06	2,44	2,56
10	3,49	3,1	2,27	2,69	2,80
11	3,82	3,39	2,47	2,94	3,05
12	4,12	3,68	2,68	3,19	3,30
13	4,45	3,96	2,89	3,45	3,57
14	4,77	4,26	3,10	3,70	3,86
15	5,08	4,58	3,31	3,95	4,06
16	5,42	4,82	3,52	4,20	4,32
17	5,73	5,09	3,73	4,45	4,54
18	6,05	5,39	3,94	4,71	4,80
19	6,37	5,67	4,15	4,96	5,07
20	6,70	5,96	4,36	5,21	5,33
21	7,01	6,24	4,57	5,46	5,59
22	7,34	6,58	4,78	5,71	5,85
23	7,65	6,81	4,99	5,97	6,11
24	7,99	7,10	5,20	6,22	6,37
24	8,31	7,38	5,41	6,47	6,57
Справочник проектировщика «Внутренние санитарно-технические устройства» (И.Г. Староверов, 1975 г.), таблица 12.13, стр. 67

Красным цветом выделены данные по радиаторам 1-го (7 секций), зеленым — 2-го (8 секций), синим — 3-го (9 секций) типов.

Определим расчетную формулу плотности теплового потока на 1 экм нагревательной поверхности отопительных чугунных радиаторов Gотн / Fp ≤ 7 или

Gотн / Fp ≥ 7

Радиаторы М-140-АО 7 секций (4 радиатора)

Gотн / Fp = (3,5 х 7) : 17,4 : 2,54 = 0,55

Итого: 0,55 < 7

Полученное значение меньше 7, дальнейший расчет выполним по формуле из таблицы ниже.

Вычислим теплопередачу чугунных радиаторов.

3,5 х 7 = 24,5 кг/ч расход воды в радиаторе

qэ = 1,89/φ ·∆tср1,32 = 1,89/1,05 х ((95,0 + 70,0):2 -20)1,32 = 422,5 Ккал/(ч·экм)

0,35х7 = 2,45 экм

422,5х2,45 х4 = 4140,5 Ккал/ч

Радиаторы М-140-АО 8 секций (1 радиатор)

Gотн / Fp = (3,5 х

Итого: 0,57 < 7

Полученное значение меньше 7, дальнейший расчет выполним по формуле из таблицы ниже.

Вычислим теплопередачу чугунных радиаторов.

3,5 х 8 = 28 кг/ч расход воды в радиаторе

qэ = 1,89/φ ·∆tср1,32 = 1,89/1,04 х ((95,0 + 70,0):2 -20)1,32 = 426,5 Ккал/(ч·экм)

0,35х8 = 2,8 экм

426,5х2,8 х1 = 1194,2 Ккал/ч

Радиаторы М-140-АО 9 секций (1 радиатор)

Gотн / Fp = (3,5 х 9) : 17,4 : 3,15 = 0,57

Итого: 0,57 < 7

Полученное значение меньше 7, дальнейший расчет выполним по формуле из таблицы ниже.

Вычислим теплопередачу чугунных радиаторов.

3,5 х 9 = 31,5 кг/ч расход воды в радиаторе

qэ = 1,89/φ ·∆tср1,32 = 1,89/1,04 х ((95,0 + 70,0):2 -20)1,32 = 426,5 Ккал/(ч·экм)

0,35х9 = 3,15 экм

426,5х3,15 х1= 1343,5 Ккал/ч

Суммарная тепловая нагрузка по радиаторам М-140-АО

Qр.от.= 4140,5+1194,2 +1343,5 =6678,2 Ккал/ч

Расчетная формула плотности теплового потока на 1 экм нагревательной поверхности отопительных приборов:

Справочник проектировщика «Внутренние санитарно-технические устройства» (И.Г. Староверов, 1975 г.), таблица 12.8, стр. 52

Посмотреть: тепловые нагрузки на отопление админ здания

Коэффициент φ, учитывающий расход воды в систему:

Справочник проектировщика «Внутренние санитарно-технические устройства» (И.Г. Староверов, 1975 г.), стр. 48

Выводы

1. Приведение договорных тепловых нагрузок к фактическому теплопотреблению – актуальная задача при разработке и актуализации Схем теплоснабжения поселений и городских округов.

2. Ввиду отсутствия в действующих нормативных и законодательных актах методов определения фактических тепловых нагрузок в расчётных элементах территориального деления при расчётных температурах наружного воздуха, при выполнении актуализации Схемы теплоснабжения Санкт-Петербурга анализ фактического теплопотребления был выполнен по двум методикам:

— на основании показаний узлов учёта тепловой энергии, установленных на объектах теплопотребления абонентов;

— на основании показаний узлов учёта, установленных на коллекторах источников тепловой энергии.

Полученные результаты выявили преимущества и недостатки каждого из методов.

3. Анализ фактического теплопотребления, выполненный по представленным методикам, показал, что фактические тепловые нагрузки при расчётных температурах наружного воздуха в зонах действия источников теплоснабжающих организаций Санкт-Петербурга за отопительный период 2015/2016 гг. ниже договорных.

4. Одним из возможных мотивирующих факторов пересмотра договорных тепловых нагрузок потребителей является переход на двухставочный тариф по тепловой энергии.

Литература

1. Федеральный Закон РФ от 27.07.2010 г. № 190-ФЗ «О теплоснабжении».

2. Постановление Правительства РФ от 22.02.2012 г. № 154 «О требованиях к схемам теплоснабжения, порядку их разработки и утверждения».

3. Приказ Министерства регионального развития РФ от 28.02.2009 г. № 610 «Об утверждении Правил установления и изменения (пересмотра) тепловых нагрузок».

4. Приказ Министерства энергетики РФ и Министерства регионального развития РФ от 29.12.2012 г. № 565/667 «Об утверждении методических рекомендаций по разработке схем теплоснабжения».

5. СП 124.13330.2012 (Актуализированная редакция СНиП 41-02-2003) Тепловые сети.

6. Приказ Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ от 06.06.2016 г. № 399/пр «Об утверждении Правил определения класса энергетической эффективности многоквартирных домов».

7. Семенов В.Г. Стратегия развития теплоснабжения и когенерации в Российской Федерации на период до 2020 года (4-я версия от 05.09.2016 г.). http://www.energosovet.ru/teplo_strateg.php.

8. СП 131.13330.2012 (Актуализированная редакция СНиП 23-01-99*) Строительная климатология.

9. Постановление Правительства РФ от 18.11.2013 г. № 1034 «О коммерческом учёте тепловой энергии, теплоносителя».

10. Приказ Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ от 17.03.2014 г. № 99/пр «Об утверждении Методики осуществления коммерческого учёта тепловой энергии, теплоносителя».

11. ГОСТ 30494-2011 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях.

12. СП 60.13330.2012 (Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003) Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха.