Коэффициент эффективности регулирования подачи теплоты в системах отопления

Обновлено: 18.05.2024

Коэффициент эффективности авторегулирования отопления

z = 0,9 – однотрубной системе с термостатами и с центральным авторегулированием на вводе или в однотрубной системе без термостатов и с пофасадным авторегулированием на вводе, а также в двухтрубной системе отопления с термостатами и без авторегулирования на вводе;

z = 0,85 – в однотрубной системе отопления с термостатами и без авторегулирования на вводе;

z = 0,7 – в системе без термостатов и с центральным авторегулированием на вводе с коррекцией по температуре внутреннего воздуха;

z = 0,5 – в системе без термостатов и без авторегулирования на вводе – регулирование центральное в ЦТП или котельной.

Коэффициент, учитывающий снижение теплопотребления жилых зданий при наличии поквартирного учета тепловой энергии на отопление

Коэффициент эффективности рекуператора

То же, что в формуле (5.2).

Коэффициент, учитывающий снижение использования теплопоступлений в период превышения их над теплопотерями

n

Рекомендуемые значения определяют по формуле

Коэффициент учета дополнительных теплопотерь системы отопления

Коэффициент, учитывающий дополнительное теплопотребление системы отопления, связанное с дискретностью номинального теплового потока номенклатурного ряда отопительных приборов, их дополнительными теплопотерями через зарадиаторные участки ограждений, повышенной температурой воздуха в угловых помещениях, теплопотерями трубопроводов, проходящих через неотапливаемые помещения. Принятые значения для:

- многосекционных и других протяженных зданий b_h = 1,13;

- зданий башенного типа b_h = 1,11;

- зданий с отапливаемыми подвалами или чердаками b_h = 1,07;

- зданий с отапливаемыми подвалами и чердаками, а также с квартирными генераторами теплоты b_h = 1,05.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ № 7

Определение комплексных показателей энергоэффективности

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.7.

7.

Расчетная удельная характеристика расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания за отопительный период

(Вт/(м 3 ·°С))

Определяют по формуле

где k_об –то же, что в формуле (5.1);

k_вент –то же, что в формуле (5.2);

k_быт – то же, что в формуле (5.3);

k_рад – то же, что в формуле (5.4);

b_h – то же, что в п. 6.5;

n – то же, что в формуле (6.1);

z – то же, что в п. 6.1.

Нормируемая удельная характеристика расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания за отопительный период

(Вт/(м 3 ·°С))

Определяют для различных типов жилых и общественных зданий по табл. 7.1 или 7.2.

Класс энергетической эффективности

Обозначение уровня энергетической эффективности здания, характеризуемого интервалом значений удельного годового потребления энергии на отопление и вентиляцию, в процентах от базового нормируемого значения.

Класс энергетической эффективности эксплуатируемых зданий определяется по результатам энергетического обследования путем сопоставления величины отклонения в процентах фактического нормализованного удельного расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания за отопительный период от требований базового уровня по табл. 7.1 или 7.2 при условии обеспечения воздушно-теплового режима в квартирах или помещениях общественного назначения.

Таблица 7.1. Нормируемая (базовая) удельная характеристика расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию зданий – малоэтажных жилых домов одноквартирных,

за отопительный период, Вт/(м 3 ·°С)

Для оценки достигнутой в проекте здания или в эксплуатируемом здании энергетической эффективности потребления энергии на отопление и вентиляцию (по показателю энергетической эффективности здания) установлены следующие классы энергетической эффективности зданий (табл. 7.3) в процентах отклонения расчетного показателя энергетической эффективности здания от нормируемой (базовой) величины.

Таблица 7.2. Нормируемая (базовая) удельная характеристика расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию зданий

за отопительный период, Вт/(м 3 ·°С)

Тип здания	Этажность здания
4, 5	6, 7	8, 9	10, 11	12 и выше
1. Жилые многоквартирные, гостиницы, общежития	0,455	0,414	0,372	0,359	0,336	0,319	0,301	0,290
2. Общественные, кроме перечисленных в строках 3–6 таблицы	0,487	0,440	0,417	0,371	0,359	0,342	0,324	–
3. Поликлиники и лечебные учреждения, дома-интернаты	0,394	0,382	0,371	0,359	0,348	0,336	0,324	–
4. Дошкольные учреждения, хосписы	0,521	0,521	0,521	–	–	–	–	–
5. Сервисного обслуживания, культурно-досуговой деятельности, технопарки, склады	0,266	0,255	0,243	0,232	0,232	–
6. Административного назначения (офисы)	0,417	0,394	0,382	0,313	0,278	0,255	0,232	0,232

Таблица 7.3. Классы энергетической эффективности жилых и общественных зданий

Обозначение класса	Наименование класса энергетической эффективности	Величина отклонения расчетного (фактического) значения показателя энергетической эффективности на отопление и вентиляцию здания от нормативного, %	Мероприятия, рекомендуемые органами администрации субъектов
При проектировании и эксплуатации новых и реконструируемых зданий
А++ А+ А	Очень высокий	ниже -60 от -50 до -60 от -40 до -50	Экономическое стимулирование
B+ B	Высокий	от -30 до -40 от -15 до -30	То же
C+ C C-	Нормальный	от - 5 до - 15 от + 5 до - 5 от + 15 до + 5	-
При эксплуатации существующих зданий
D	Пониженный	от + 15,1 до + 50	Желательна реконструкция здания после 2020 г.
E	Низкий	более +50	Необходимо утепление здания

Присвоение классов «D, Е» на стадии проектирования не допускается. Классы «А, В,С» устанавливают для вновь возводимых и реконструируемых зданий на стадии разработки проекта и впоследствии их уточняют по результатам эксплуатации. Для достижения классов «А, В» органам администраций субъектов рекомендуется применять меры по экономическому стимулированию участников проектирования и строительства. Классы «D, Е» устанавливают при эксплуатации возведенных до 2000 г. зданий с целью разработки органами администраций субъектов очередности и мероприятий по реконструкции этих зданий.

Энергоэффективные здания –
комплексное решение для систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения

Практика проектирования, строительства и реконструкции энергоэффективных зданий указывает на определенный уклон в сторону мероприятий по повышению теплозащиты здания без должного учета потенциала энергосбережения, заложенного в инженерных системах.

Известно, что утепленные здания перегреваются, если система вентиляции работает плохо, а система отопления не имеет адекватных средств регулирования. Это приводит к активному проветриванию помещений и потере эффекта энергосбережения, заложенного при проектировании. Сохранить указанный эффект можно за счет комплекса мероприятий по энергосбережению в системах отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Оценим потенциал энергосбережения инженерных систем зданий бюджетного сегмента с традиционными техническими решениями.

Энергоэффективность систем отопления

Основным фактором, определяющим энергоэффективность систем отопления, является их способность обеспечить подачу строго необходимого количества тепла в нужное время и в нужное место в зависимости от внешних условий и потребности жильца. Эта способность может быть реализована за счет комплексного регулирования параметров теплоносителя, начиная от ввода в здание и кончая отопительными приборами.

Исходные данные для расчета удельного теплопотребления в системах отопления, вентиляции и горячего водоснабжения, приведенные в таблице 1.

Приведенный трансмиссионный коэффициент
теплопередачи через наружные ограждения

Условный инфильтрационный
коэффициент теплопередачи

Градусо-сутки
отопительного периода

Общая площадь наружных
ограждающих конструкций
отапливаемой части здания

Бытовые теплопоступления
в течение отопительного
периода

Теплопоступление от солнечной
радиации в течение отопительного
периода

Коэффициент снижения теплопоступления за счет тепловой инерции
конструкций здания

Коэффициент эффективности
регулирования подачи теплоты
в системах отопления

Коэффициент, учитывающий дополнительное
теплопотребление системы отопления

Коэффициент эффективности
индивидуального учета

Общая площадь квартир здания

Расчетная температура наружного воздуха

Расчетная температура воздуха в помещениях

Средняя за отопительный период температура наружного воздуха

Продолжительность отопительного сезона

Нормируемый расход приточного воздуха

Расход горячей воды на одного жителя

Начальная температура холодной воды за отопительный,
переходный и летний периоды

Эффективность утилизатора – экономически оптимальная для принятого типа утилизатора

t_{вод.утил}

Температура воды после теплоутилизатора при соответствующих значениях t_{вод.нач}и Θ_об.гвс

t_{вод.норм}

Нормируемая температура горячей воды

t_{возд.удал}

Температура удаляемого воздуха

В числителе – шкала, предложенная автором статьи, в знаменателе – шкала по данным работы [1].

Обозначения в таблице:

А – регулирование центральное в ЦТП или котельной;

В – авторегулирование на вводе в здание;

С – то же + термостаты на отопительных приборах;

D – то же + балансировочные клапаны на стояках вертикальных систем и на вводе в квартиру в горизонтальных системах;

E – то же + контроль температур на стояках в вертикальных однотрубных системах;

F – то же + теплоизоляция стояков в вертикальных системах отопления.

Вертикальная двухтрубная система отопления эффективнее однотрубной за счет более точного соблюдения пропорционального закона регулирования теплоотдачи отопительных приборов, однако менее эффективна, чем горизонтальная двухтрубная система, поскольку имеет открытые вертикальные стояки с нерегулируемой теплоотдачей.

Горизонтальная периметральная система отопления менее эффективна, чем горизонтальная лучевая, поскольку значительные потери давления в трубопроводах периметральной разводки снижают долю потерь давления, приходящуюся на терморегуляторы, что уменьшает эффективность регулирования системы.

Горизонтальная лучевая система отопления – наиболее эффективный из рассмотренных вариантов систем отопления.

• дискретность номинального теплового потока номенклатурного ряда отопительных приборов (для системы отопления с термостатами этот фактор не должен учитываться, поскольку термостаты погасят избыток тепла или скомпенсируют его недостаток);
• дополнительные теплопотери через зарадиаторный участок наружной стены (для системы отопления с радиаторами этот фактор должен учитываться в полном объеме; для систем отопления с конвекторами его влияние минимально; для отопительных приборов с экраном на тыльной поверхности этот фактор учитываться не должен);
• теплопотери стояков, проходящих через неотапливаемые помещения (в принятом для расчета здании таких стояков нет, следовательно, этот фактор не учитывается);
• повышение температуры воздуха в угловых помещениях (данный фактор принимается к расчету).

• максимальному значению для каждой из систем,
• значению, соответствующему оснащению каждой из систем только ИТП (АУУ) и термостатами (колонка С в табл. 2) – упрощенный, но достаточно распространенный вариант оснащения.

Результаты расчета представлены в табл. 3.

Примечание: в числителе – полное оснащение системы отопления средствами регулирования; в знаменателе – только ИТП (АУУ) и термостаты (колонка С, табл. 2).

Из данных табл. 3 следует:

• наличие в системе отопления только ИТП (АУУ) и термостатов снижает затраты тепла на 15–21% по сравнению с базовым вариантом;
• оснащение системы отопления средствами регулирования в соответствии с максимальным уровнем обеспечивает снижение затрат тепла на 26–30% по сравнению с базовым вариантом;
• влияние типа/конструкции системы отопления на ее энергоэффективность незначительно и находится в пределах 4–6% при одном и том же уровне оснащения систем средствами регулирования.

Выводы

1. Основным фактором, влияющим на энергоэффективность системы отопления, является уровень ее оснащения средствами авторегулирования.
2. Конструкция системы отопления при соответствующем оснащении средствами авторегулирования мало влияет на энергоэффективность.
3. При выборе конструкции системы следует в первую очередь руководствоваться конструктивными особенностями здания, затратами электроэнергии на прокачку теплоносителя, капитальными затратами, удобством эксплуатации и ремонта систем и пр.

Энергоэффективность систем вентиляции

Здания рассматриваемого типа обычно оснащаются наиболее простой и дешевой системой вентиляции: естественная вытяжка и неорганизованный приток через оконные щели, форточки или фрамуги. Однако сегодня, когда закрытое окно стало практически герметичным, а жильцы достаточно часто разрушают вытяжные короба, данная конструкция системы и данный принцип вентиляции себя изжили.

При неработающей вентиляции невозможно говорить не только об энергоэффективности системы вентиляции, но и об эффективности системы отопления, поскольку весь эффект от регулирования «вылетает в окно» при неорганизованном вынужденном проветривании.

Сомнения возникают и относительно эффективности теплого чердака, поскольку в нем невозможно получить нормируемую температуру воздуха. Как следствие – охлаждение потолка в квартирах последнего этажа, повышенные теплопотери и появление плесени.

Однако в проектах продолжает присутствовать формальный расчет системы вентиляции, а в системе отопления предусматривается необходимый запас мощности на нагрев приточного воздуха в нормируемом объеме.

Выходом из этой ситуации, на наш взгляд, является переход на механическую централизованную вытяжную вентиляцию и децентрализованный приток через специальные клапаны в рамах окон или наружных стенах. Это позволит сохранить эффект, получаемый при автоматизации работы систем отопления, полноценно заработает теплый чердак и появится возможность использовать потенциал энергосбережения, имеющийся в системе вентиляции, в частности:

• использование режима вентиляции «по требованию»,
• утилизация теплоты вытяжного воздуха.

Режим вентиляции «по требованию»

Сегодня система вентиляции рассматриваемых типов зданий рассчитывается на постоянную круглосуточную подачу в помещения нормируемого объема приточного воздуха. На его подогрев тратится соответствующее количество тепла, подаваемого в систему отопления. Однако реальная потребность в приточном воздухе значительно меньше, поскольку в разрезе суток количество людей в здании меньше расчетного.

Изменение расхода воздуха в любой из квартир в таких системах не влияет на воздухообмен соседних квартир, поскольку в сборном вытяжном воздуховоде поддерживается постоянное давление (разрежение). Это обеспечивается установкой в устье вытяжного сборного воздуховода вентилятора с двигателем, оснащенным частотным регулятором. Контроль давления в воздуховоде осуществляется датчиком давления.

На рис. 1 представлена принципиальная схема системы вентиляции «по требованию», а на рис. 2 – принцип поддержания постоянства давления в воздуховоде путем изменения частоты вращения двигателя вентилятора.

Принципиальная схема системы вентиляции «по требованию» и утилизации теплоты вытяжного воздуха:
1 – крышный вентилятор с частотным регулятором;
2 – рекуператор «вода – воздух» (теплая сторона);
3 – вытяжной диффузор с авторегулированием (tвн, CO, влажность);
4 – центральный вытяжной воздуховод (P = const);
5 – кран системы ГВС;
6 – циркуляционный насос системы рекуперации;
7 – датчик контроля давления;
8 – датчик контроля воздуха в помещении;
9 – приточный воздух (децентрализованный приток);
10 – трубопроводы системы рекуперации;
11 – теплообменник контура ГВС в ИТП;
12 – рекуператор «вода – вода» (холодная сторона)

Динамика работы системы вентиляции в режиме «по требованию» [5]:
СВ1 – характеристика системы вентиляции, текущая;
СВ2 – то же, требуемая;
В1 – характеристика вентилятора, текущая;
В2 – то же, требуемая;
1 – расход воздуха, текущий;
2 – то же, требуемый

Количество теплоты, необходимое для нагрева приточного воздуха, определяется условным коэффициентом теплопередачи K_inf в формуле (1), учитывающим теплопотери за счет инфильтрации и вентиляции и включающим в себя величину расхода приточного воздуха.

Определим удельное годовое потребление тепла на подогрев приточного воздуха для следующих условий:

Результаты расчета представлены в табл. 4 (колонки 3, 4 и 5)*.

Примечание:
при ξ = 0,50 – система отопления без регулирования, эффект только в системе вентиляции;
при ξ = 0,95 – система отопления с регулированием, эффекты совместно в системе отопления и вентиляции;
L_р – рекомендуемый расчетный расход приточного воздуха, м 3 /ч.

Как видно из табл. 3, снижение удельного расхода приточного воздуха позволяет получить значительную экономию тепловой энергии:

Естественно, возникает вопрос об определении рекомендуемого расчетного расхода приточного воздуха (L_р) в системе вентиляции в течение отопительного периода. По данным работы [5], для аналогичного здания распределение расхода приточного воздуха по времени составляет:

• максимальный (L_норм) – 10% времени года;
• частичный (0,75L_норм) – 40% времени года,
• минимальный (0,50L_норм) – 50% времени года.

Приняв данное распределение за основу, определим удельную тепловую нагрузку систем отопления и вентиляции и рекомендуемый расчетный расход приточного воздуха – средний за отопительный период.

30% меньше нормируемого, а экономия тепловой энергии при этом расходе, общая для систем отопления и вентиляции, составляет 22,8–49,6%, в зависимости от степени автоматизации системы отопления.

Выводы

1. В рассматриваемых зданиях следует предусматривать централизованную механическую вытяжку и естественный децентрализованный приток, что обеспечит эффективность мероприятий по энергосбережению, как в системе вентиляции, так и в системе отопления.
2. Система вентиляции должна функционировать в режиме воздухообмена «по требованию», что обеспечит снижение расхода приточного воздуха, ориентировочно на 30% по сравнению с нормируемым.
3. Экономический эффект только в системе вентиляции «по требованию» составляет 22,8%, а общий для системы отопления и вентиляции – до 49,6%, в зависимости от уровня автоматизации системы отопления.

Утилизация теплоты вытяжного воздуха

Вытяжной воздух содержит значительный потенциал тепла. Традиционно эту теплоту стараются использовать для нагрева приточного воздуха. Однако в рассматриваемой схеме системы вентиляции (центральная механическая вытяжка и децентрализованный приток) нагрев приточного воздуха за счет утилизации теплоты удаляемого воздуха конструктивно невозможен. Представляется, что в данном конструктивном варианте системы вентиляции наиболее рационально использовать теплоту удаляемого воздуха для предварительного нагрева холодной воды, поступающей в систему горячего водоснабжения.

Для рекуперации необходимо использовать теплоутилизатор с промежуточным теплоносителем. В устье вытяжных воздуховодов устанавливаются теплообменники-рекуператоры типа «воздух – вода», а в ИТП, в тракте ГВС перед теплообменником первой ступени подогрева устанавливается теплообменник-рекуператор типа «вода – вода» (см. рис. 1). Опыт реализации такой схемы рекуперации уже имеется. В частности, компания «Инсолар» реализовала такую схему рекуперации в одном многоквартирном экспериментальном доме. Кроме того, «Данфосс» и «Инсолар» разработали конструкцию ИТП с теплообменниками предварительного нагрева холодной воды за счет теплоты удаляемого воздуха.

Оценим эффективность данной схемы рекуперации.

Среднечасовой расход тепловой энергии на ГВС за отопительный период составляет:

При использовании теплоутилизатора данная разность температур трансформируется в следующее выражение:

где
t_{вод.утил}– температура воды после теплоутилизатора, °C.

Эта температура может быть определена из выражения (5) через эффективность теплоутилизатора по тракту ГВС, выраженную через общий относительный перепад температур:

где
t_{возд.удал}– температура удаляемого воздуха, °C.

Результаты расчета q_hw приведены в табл. 5.

Из табл. 5 следует, что эффект от утилизации теплоты удаляемого воздуха для предварительного нагрева холодной воды для нужд ГВС составляет 19,7%. Общий эффект от рассмотренных выше мероприятий по энергосбережению в системе отопления, вентиляции и горячего водоснабжения составил 36,6%.

Класс энергоэффективности здания мы здесь не определяем, поскольку в статье рассматривается лишь принципиальный подход к обеспечению энергоэффективности здания бюджетного сегмента строительства. Однако очевидно, что здания с таким эффектом энергосбережения следует отнести к одному из самых высоких классов энергоэффективности.

Выводы

Литература

Please wait.

Все иллюстрации приобретены на фотобанке Depositphotos или предоставлены авторами публикаций.

Статья опубликована в журнале “АВОК” за №4'2014

распечатать статью --> pdf версия

Обсудить на форуме

Предыдущая статья

Следующая статья

АВОК-СОФТ

ОНЛАЙН-РАСЧЕТЫ И ПРОГРАММЫ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВЩИКОВ В ОБЛАСТИ ОВК.
ПОЛЕЗНАЯ ИНФОРМАЦИЯ ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТОВ.

Доступен демо-режим программы.

Описание задачи

Добавить здание Добавить строкуУдалить выделенные ячейкиСкопировать выделенные ячейки

Название здания

Способ задания данных

Продолжительность отопительного периода (сут)

Продолжительность отопительного периода со средней суточной температурой наружного воздуха ниже 8°C.

Средняя за период температура внутреннего воздуха в здании (°С)

Средняя за период температура наружного воздуха (°С)

Расчетная температура наружного воздуха (°С)

Средняя за период скорость ветра (м/с)

Тепловой пункт

Количество этажей в здании

Площадь квартир без летних помещений, включая полезную площадь помещений общественного назначения (м 2 )

Отапливаемая площадь здания

Наличие встроенных помещений общественного назначения

Площадь помещений общественного назначения (м 2 )

Расчетное число жителей (чел.)

Тип системы автоматического регулирования подачи теплоты на отопление

Коэффициент эффективности систем автоматического регулирования подачи теплоты на отопление.

Тип здания по снижению использования теплопоступлений

Коэффициент, учитывающий снижение использования теплопоступлений в периоды превышения их над теплопотерями помещений.

Тип здания по дополнительному теплопотреблению

Коэффициент, учитывающий дополнительное теплопотребление системы отопления, связанное с теплопотерями трубопроводов, проходящих через неотапливаемые помещения, дискретностью номинального теплового потока номенклатурного ряда отопительных приборов, их дополнительными теплопотерями через зарадиаторные участки ограждений, повышенной температурой воздуха в угловых помещениях; в приточной вентиляции общественных зданий – учитывающий теплопотери воздуховодов, проложенных в неотапливыемых помещениях.

В здание есть лифт

Коэффициент относительного проникания солнечной радиации

Коэффициент относительного проникания солнечной радиации через светопропускающее заполнение окон; принимают по таблице Л.1 СП 23-101–2004;.

Коэффициент затенения непрозрачными элементами заполнения

Коэффициент, учитывающий затенение светового проема непрозрачными элементами заполнения; принимают по таблице Л.1 СП 23-101–2004;

Площадь поверхности светопроемов квартир и встроенных помещений общественного назначения различной ориентации

Ориентация на юг (м 2 )

Ориентация на юго-запад (м 2 )

Ориентация на запад (м 2 )

Ориентация на северо-запад (м 2 )

Ориентация на север (м 2 )

Ориентация на северо-восток (м 2 )

Ориентация на восток (м 2 )

Ориентация на юго-восток (м 2 )

Интенсивность солнечной радиации для светопроемов различной ориентации

Способ задания данных

Среднюю за отопительный период интенсивность солнечной радиации на вертикальную поверхность светопроемов различной ориентации при действительных условиях облачности при фактических значениях параметров наружного климата.
Среднемесячное значение интенсивности солнечной радиации или среднее значение за иной отрезок времени.

Коэффициент эффективности регулирования подачи теплоты в системах отопления

РУКОВОДСТВО ПО РАСЧЕТУ ТЕПЛОПОТРЕБЛЕНИЯ ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ

HEAT CONSUMPTION CALCULATION MANUAL FOR EXISTING RESIDENTION BUILDINGS

Дата введения 2011-09-01

Сведения о руководстве

1 РАЗРАБОТАНО творческим коллективом специалистов некоммерческого партнерства "Инженеры по отоплению, вентиляции, кондиционированию воздуха, теплоснабжению и строительной теплофизике" (НП "АВОК") по заданию Департамента топливно-энергетического хозяйства г.Москвы:

В.И.Ливчак, канд. техн. наук, государственный эксперт по проведению экспертизы проектной документации (НП "АВОК") - руководитель;

Ю.А.Табунщиков, доктор техн. наук, проф. (НП "АВОК");

М.М.Бродач, канд. техн. наук, проф. (НП "АВОК");

Е.Г.Малявина, канд. техн. наук, проф. (МГСУ);

Н.В.Шилкин, канд. техн. наук, доцент (МАрхИ).

2 УТВЕРЖДЕНО Первым заместителем Мэра Москвы в Правительстве Москвы, руководителем Комплекса городского хозяйства Москвы 20 сентября 2005 г.

3 Настоящее руководство согласовано с Департаментом жилищно-коммунального хозяйства и благоустройства г.Москвы, Комитетом по архитектуре и строительству г.Москвы (Москомархитектурой), ОАО "Моспроект", ГУП "Мосжилниипроект", ГУП МНИИТЭП, НП "Российское теплоснабжение", ОАО "ВНИПИэнергопром", НИИСФ РААСН, НП "Группа Тепло", ООО "ТЕРМЭК".

Документ содержит в качестве приложения оптический носитель (CD-ROM) с программой расчета теплопотребления эксплуатируемых жилых зданий и примером расчета, изложенным в настоящем руководстве.

Введение

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.

Преимуществами представленного метода определения являются:

- детализированный в необходимой степени учет теплопотерь за счет воздухообмена с учетом инфильтрации;

- учет в тепловом балансе здания внутренних теплопоступлений от солнечной радиации и бытовых теплопоступлений;

- учет в тепловом балансе здания теплопотребления помещениями общественного и технического назначения;

- возможность проведения расчетов потребления тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания не только за отопительный период, но и за отдельные его части.

В руководстве содержится методика обработки наружных климатических параметров, необходимых для определения расчетного теплопотребления здания при фактических значениях наружных климатических параметров за отопительный или иной период времени.

1 Область применения

1.1 Настоящее руководство предназначено для расчета количества тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилых зданий высотой до 25 этажей включительно, в которых встроенно-пристроенные помещения общественного назначения не превышают по площади 15% от площади квартир. Руководство не предназначено для зданий с системой кондиционирования воздуха.

1.2 Метод расчета количества тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилых зданий предназначен для использования теплоснабжающими организациями, управляющими жилым фондом компаниями, арендаторами и собственниками жилья.

1.3 Метод расчета, изложенный в руководстве, позволяет:

- прогнозировать потребление тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилого здания за отопительный период или за его часть;

- рассчитывать потребление тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилого здания за отопительный период или за его часть при известных (или заданных) значениях сопротивлений теплопередаче и воздухопроницанию ограждающих конструкций здания при отсутствии домовых счетчиков тепловой энергии и горячей воды;

- сравнивать фактическое теплопотребление здания, измеренное теплосчетчиком, с требуемым исходя из фактических теплотехнических характеристик здания и степени автоматизации системы отопления;

- распределять объемы потребляемой тепловой энергии на отопление и вентиляцию между зданиями с различными тепловыми характеристиками при наличии счетчиков тепловой энергии на ЦТП и при отсутствии домовых систем учета;

- разрешать спорные ситуации между теплоснабжающими организациями, управляющими жилым фондом компаниями, арендаторами и собственниками жилья;

- проводить энергоаудит с целью выявления причин увеличенных теплопотерь;

- пересчитывать тепловые нагрузки при смене назначения помещений;

- оценивать в конкретных условиях эффективность энергосберегающих мероприятий;

- рассчитывать удельные тепловые характеристики зданий по результатам измерений теплосчетчиком;

- определять лимиты требуемой тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилых зданий.

1.4 В настоящем руководстве учтены разделение жилища на категории по уровню комфорта, изложенное в МГСН 3.01-2001 "Жилые здания", нормы минимального воздухообмена в помещениях жилых зданий, приведенные в СТО НП "АВОК" 2.1-2008 "Здания жилые и общественные. Нормы воздухообмена", а также методика расчета удельного теплопотребления на отопление и вентиляцию жилых зданий за отопительный период, включая встроенно-пристроенные помещения общественного назначения, изложенная в СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий".

2 Нормативные ссылки

В настоящем руководстве использованы ссылки на нормативные документы, приведенные в приложении А.

3 Термины и определения

В настоящем руководстве использованы термины с соответствующими определениями, приведенные в приложении Б.

4 Расчет количества тепловой энергии на отопление и вентиляцию жилых зданий за отопительный период при нормативных и при фактических значениях параметров наружного климата

4.1 Количество тепловой энергии, требуемой для отопления и вентиляции жилых зданий за отопительный период, , кВт·ч, определяют по формуле

где - теплопотери здания через наружные ограждающие конструкции за отопительный период, кВт·ч; определяют по формуле (2);

- теплопотери здания за счет вентиляционного воздухообмена с учетом инфильтрации за отопительный период, кВт·ч; определяют по формуле (5);

- бытовые теплопоступления в квартирах и в помещениях общественного назначения за отопительный период, кВт·ч; определяют по формулам (7а) и (7б);

- теплопоступления через наружные светопрозрачные ограждающие конструкции от солнечной радиации с учетом ориентации фасадов по восьми румбам за отопительный период, кВт·ч; определяют по формуле (8);

- коэффициент, учитывающий снижение использования теплопоступлений в периоды превышения их над теплопотерями помещений; 0,8 - для зданий с улучшенной теплозащитой; 0,85 - для зданий строительства до 2000 г. и не подвергавшихся капитальному ремонту;

- коэффициент эффективности систем автоматического регулирования подачи теплоты на отопление; рекомендуемые значения: 1,0 - в системе отопления с термостатами и пофасадным авторегулированием на узле управления ввода или с поквартирной горизонтальной разводкой; 0,95 - в двухтрубной системе отопления с термостатами и с центральным авторегулированием на вводе; 0,9 - в двухтрубной системе отопления с термостатами без авторегулирования на вводе; 0,9 - в однотрубной системе с термостатами и с центральным авторегулированием на вводе или в однотрубной системе без термостатов и с пофасадным авторегулированием на вводе; 0,85 - в однотрубной системе с термостатами и без авторегулирования на вводе; 0,7 - в системе без термостатов и с центральным авторегулированием на вводе с коррекцией по температуре внутреннего воздуха; 0,6 - в системе без термостатов и с центральным авторегулированием на вводе без коррекции по температуре внутреннего воздуха; 0,5 - в системе без термостатов и без авторегулирования на вводе (центральное регулирование температуры теплоносителя в ЦТП или в котельной в зависимости от температуры наружного воздуха);

- коэффициент, учитывающий снижение теплопотребления жилых зданий при наличии поквартирного учета потребленной тепловой энергии; из-за отсутствия статистических данных принимают равным: 0,1 - для центральных систем отопления с измерением теплоотдачи на отопительном приборе или на стояке; 0,15 - для квартирных систем отопления с измерением теплосчетчиком в целом на квартиру; 0 - при отсутствии поквартирного учета потребленной тепловой энергии;

- коэффициент, учитывающий дополнительное теплопотребление системы отопления, связанное с теплопотерями трубопроводов, проходящих через неотапливаемые помещения, дискретностью номинального теплового потока номенклатурного ряда отопительных приборов, их дополнительными теплопотерями через зарадиаторные участки ограждений, повышенной температурой воздуха в угловых помещениях; в приточной вентиляции общественных зданий - учитывающий теплопотери воздуховодов, проложенных в неотапливаемых помещениях; рекомендуемые значения: 1,13 - для многосекционных и других протяженных зданий; 1,11 - для зданий башенного типа; 1,07 - для зданий с отапливаемыми подвалами или с техподпольями, но с отапливаемыми чердаками; 1,05 - для зданий с отапливаемыми чердаками и подвалами, а также с квартирными генераторами теплоты.

4.2 Теплопотери здания через наружные ограждающие конструкции за отопительный период , кВт·ч, определяют по формуле

где - градусо-сутки отопительного периода, °С·сут; определяют по формуле

где - средняя за отопительный период температура внутреннего воздуха в здании, °С; нижнее значение оптимальных параметров принимают по ГОСТ 30494-96: 20 °С - для жилых зданий и помещений общественного назначения, где люди заняты умственным трудом на территориях с -30 °С ( - расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, °С; принимают по СНиП 23-01-99* как среднюю температуру самой холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92, для Москвы принимают -26 °С); 21 °С - то же на территориях с более низкой температурой наружного воздуха; для других помещений - по соответствующим СНиПам;

, - соответственно средняя за отопительный период температура наружного воздуха, °С, и продолжительность, сут, отопительного периода со средней суточной температурой наружного воздуха ниже 8 °С (по СНиП 23-01-99*), а для территорий с -30 °С и ниже - со средней суточной температурой наружного воздуха ниже 10 °С; для Московского региона на основании Информации Гидрометеобюро по Москве и Московской области о климатических изменениях в Московском регионе (приложение 1 к Постановлению Правительства от 20.04.2010 г. N 333-ПП) принимают (20+1,5)·214=4600 °С·сут;

- приведенное сопротивление теплопередаче, м·°С/Вт, стен, окон, витражей, покрытий или перекрытий верхнего этажа, цокольных перекрытий, перекрытий под эркером или над проездом, наружных дверей и ворот; принимают по проектным данным или расчетам по СНиП 23-02-2003 согласно фактической конструкции, для многослойных ограждающих конструкций с учетом коэффициента теплотехнической однородности. Сопротивление теплопередаче стен в земле и полов по грунту при отапливаемых подвалах или отсутствии техподполий следует определять по зонам в соответствии с приложением 9 СНиП 2.04.05-91*;

На территории Российской Федерации документ не действует. Действует СНиП 41-01-2003, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

Эффективность системы отопления: как вычислить общий коэффициент

Все последнее десятилетие мы наблюдаем строительный бум. Рынок строительных материалов и оборудования растет с каждым годом. Одной из весомых статей затрат при строительстве индивидуального дома является теплотехническое оборудование. Параллельно с этим приходится наблюдать неуклонное возрастание цен на энергоносители вообще и на природный газ в частности. Это заставляет владельцев жилья уделять все больше внимания эффективности отопления своих домов и стараться всячески уменьшить расход топлива как во вновь строящихся, так и в уже существующих системах отопления. Денис РЫНДИН, главный

Рис. 1. Коэффициенты эффективности отопления

Рис. 2. Типичная схема отопления 60-х годов ХХ в.

Рис. 3. Типичная схема отопления 70-х годов ХХ в.

Рис. 4. Tипичная cовременная схема отопления

Рис. 5. Схема обвязки котельной

Все названные факторы послужили причиной бурного совершенствования теплотехники за последнее время. Однако не всегда модернизация системы отопления приносит желаемую экономию в расходе топлива, что, в свою очередь, становится причиной конфликтов между продавцом и покупателем теплотехнического оборудования. Часто причиной ошибочных расчетов потребления газа теплогенерирующей установкой служит недостаточное понимание физической сути коэффициента полезного действия котла.

Цель этой статьи — внести некоторую ясность в этот весьма актуальный вопрос. Все тепло, получаемое в теплогенерирующей установке, при сжигании топлива распределяется на полезно используемое тепло (т.е. ту часть тепла, которая идет непосредственно на нагрев помещения) и тепловые потери в окружающую среду. Чтобы это стало полезным, используемое тепло необходимо передать теплоносителю и распределить по системе отопления. На каждой из стадий производства, регулирования и распределения тепла неизбежны его потери.

Мощность котла выражается в кВт. Для примера просчитаем минимально допустимый общий коэффициент эффективности для системы отопления, оборудованной котлом мощностью 23 кВт: η_g= 65 + 3 •log(23); η_g= 65 + 3 •1,362; η_g= 65 + 4,1; η_g= 69,1. Иными словами, минимально допустимый общий коэффициент эффективности большинства систем отопления, оборудованных навесными котлами, должен превышать 69,1 %.

Как же вычислить общий коэффициент эффективности системы отопления?

Из приведенного выше уравнения очевидно, что снижение любого из коэффициентов эффективности приводит к снижению общего коэффициента эффективности системы отопления. Наглядно это иллюстрируется графиком (рис. 1), из которого видно, насколько общий коэффициент эффективности системы отопления зависит от каждого из множителей уравнения. Для примера рассмотрим показатели современной системы отопления, спроектированной и собранной согласно всем нормам и правилам. В ней используются такие показатели:

• η_p = 0,89 — коэффициент эффективности теплогенерирующей установки;
• η_d = 0,95 — коэффициент эффективности распределения теплоты;
• η_e = 0,96 — коэффициент эффективности отопительных приборов;
• η_c = 0,97 — коэффициент эффективности регулятора системы.

Общий коэффициент эффективности системы вычисляется так: η_g =0,89 •0,95 • η_e η_d η_p η_g = 0,79. Как видно, наибольший коэффициент эффективности получается при 100 %-ой нагрузке системы отопления, т.е. при максимальной мощности теплогенерирующей установки, которая закладывается из расчета на минимальную температуру наружного воздуха в самый холодный период.

Поскольку средняя температура наружного воздуха за отопительный период значительно выше минимальной, то, соответственно, снижается и тепловая нагрузка отопительной системы, а следовательно, и общий коэффициент эффективности системы. В среднем за отопительный период общая эффективность системы отопления может составлять порядка 40–50 % ее максимального значения.

Для упрощения принято считать, что среднее значение общего коэффициента за отопительный период составляет 50 % ее значения при максимальной нагрузке. Рассмотрим, как изменяются составляющие общего коэффициента эффективности системы отопления при разных условиях. 1.

Эффективность регулирования

• η_c = 0,98 — эффективное терморегулирование;
• η_c= 0,93 — частичное терморегулирование;
• η_c= 0,85 — без терморегулирования.

2. Эффективность отопительных приборов

• η_e = 0,98 — конвекторы с принудительной циркуляцией воздуха;
• η_e = 0,97 — хорошо отрегулированные панели лучистого обогрева (напольное отопление);
• η_e = 0,96 — хорошо отрегулированные радиаторы.

3. Эффективность распределения

• η_d = 0,95–0,96 — хорошо утепленные трубопроводы;
• η_d= 0,80–0,95 — плохо утепленные трубопроводы;
• η_d= 0,70–0,80 — неутепленные трубопроводы.

4. Эффективность теплогенерирующей установки

• η_p = 0,70–0,90 — в зависимости от типа котла, качества его настройки, размеров, мощности и т.д.

Следует уделить внимание первому множителю: за последние несколько десятилетий наметился значительный прогресс в регулировании систем отопления. Этому способствовало развитие схем управления системами отопления, а также совершенствование материальной базы, что позволило значительно повысить эффективность процесса регулирования.

Так, если в середине 60-х гг. прошлого века превалировали схемы с качественным центральным регулированием (рис. 2), то по мере развития стала все более заметной тенденция к местному количественному (рис. 3) и качественному (рис. 4, современная система с использованием балансировочного вентиля и постоянным перепадом давления) методам регулирования.

Пример анализа общего коэффициента эффективности системы отопления индивидуального дома

Проанализируем η_g в случае индивидуального дома изменение общего коэффициента эффективности. На примере покажем, как повышается эффективность системы при ее поэтапной модернизации, а также зависимость общего коэффициента эффективности от всех четырех множителей η_c, η_e, η_d, η_p. Для удобства будем считать, что схема котельной во всех четырех случаях неизменна.

Пример типичной схемы котельной индивидуального дома показан на рис. 5. Как видно из приведенных ниже примеров (рис. 6–10), комплексная модернизация системы отопления может привести к почти двукратному повышению общего коэффициента η_g = 0,48, а следовательно, и η_g= 0,81 против эффективности системы отопления к существенной экономии топлива. По средним оценкам, проведение подобной модернизации системы отопления, при действующих ценах на газ, может окупиться за 6 лет.

Читайте также:

  
• Инструкция по эксплуатации котлов квгм
  
• Уголок для облицовки печи
  
• Пластина дожига огня для печей kastor размеры
  
• Солнышко смеется греет и печет
  
• Котел витогаз 050 инструкция по эксплуатации