Здравствуйте, в этой статье мы постараемся ответить на вопрос: «Определение тепловой нагрузки на горячее водоснабжение». Если у Вас нет времени на чтение или статья не полностью решает Вашу проблему, можете получить онлайн консультацию квалифицированного юриста в форме ниже.
Для физического определения скорости, с которой осуществляется передача энергии или потребляется тепловая нагрузка, используется такое понятие, как мощность. Другими словами, она представляет собой важный параметр в виде определенного количества тепла. Такую тепловую энергию выделяет или потребляет какой-либо объект. К нему может относиться отдельно взятое оборудование, прибор, устройство или целое здание. При этом данный параметр учитывает выделяемое или потребляемое тепло за конкретный временной промежуток. В основном это один час.
Люди уже знают разные виды энергии. Она может быть механической, тепловой, химической. Еще существует энергия взрыва, полей, вакуума. Несмотря на разные ее виды, важной для человечества является именно тепловая энергия. В частности, она оказывает существенное влияние на комфорт в постройке. Поэтому перед началом строительства дома всегда выполняется расчет тепловой нагрузки на отопление здания. Ведь именно она «рождает» энергию тепла во времени.
Принципы расчета тепловой энергии для нужд горячего водоснабжения
Количество теплоэнергии, требующейся, чтобы подогреть воду, зависит от начальной и конечной ее температуры. Расчет тепловой энергии на горячее водоснабжение составляется по особым формулам, с применением постоянных коэффициентов, которые легко найти в СНиПах и справочниках по теплотехнике. Однако существуют и другие параметры.
Вид энергии, которая уходит на нагревание воды, не принципиален, потому что в любом случае понадобится строго определенное количество энергоресурсов, а вырабатываться она может различными способами. Тем не менее расчет наружного водоснабжения имеет специфические особенности, будь то тепловой насос, электронагреватель или газовый котел, так как у разных приборов разный коэффициент полезного действия.
Расчет тепловой нагрузки на ГВС. Исходные данные
Настоящий расчет выполнен с целью определения фактической тепловой нагрузки на отопление и горячее водоснабжение нежилых помещений.
| Заказчик | Салон красоты |
| Адрес объекта | г. Москва |
| Договор теплоснабжения | есть |
| Этажность здания | одноэтажное |
| Этаж на котором расположены обследуемые помещения | 1 этаж |
| Высота этажа | 2,56 м. |
| Система отопления | – |
| Тип розлива | – |
| Температурный график | – |
| Расчетный температурный график для этажей на которых находятся помещения | – |
| ГВС | Централизованное |
| Расчетная температура внутреннего воздуха | – |
| Представленная техническая документация | 1. Копия договора теплоснабжения. 2. Копия планов помещений. 3. Копия выписки из технического паспорта БТИ на здание. 4. Копия экспликации помещений. 5. Копия справки БТИ о состоянии здания/помещения. 6. Справка о численности персонала. |
Время нагрева бойлера
Схема нагрева бойлера.
Температура горячей воды в бойлере может регулироваться с панели управления в диапазоне 30-80°С. Но, как уже говорилось ранее, не стоит ставить температуру выше 65°С, чтобы исключить риск ожога. Чтобы добиться оптимальной температуры для принятия ванны или мытья посуды, нужно смешивать воду из бойлера с холодной водой, средняя температура которой колеблется от до 15°С в зимний и летний сезон соответственно. В среднем водонагреватель греет 100 л до 60°С около 5 часов. При этом при перемешивании с холодной водой получается 185-250 л жидкости комфортной температуры летом и 160-215 л – зимой. Конечно же, реальные значения отличаются от расчетов, так как по мере убывания горячей воды в бак бойлера добавляется холодная, а значит, общая температура воды снижается.
Устройство и принцип работы
Бойлерами косвенного нагрева являются устройства, аккумулирующие горячую воду от внешнего отопительного устройства. Такое оборудование не имеет нагревательного элемента в своей конструкции.
Основной особенностью прибора является наличие теплообменника, по трубкам которого циркулирует теплоноситель, нагретый до определенной температуры котлом. Обычно он изготавливается в форме змеевика, чтобы увеличить поверхность теплоотдачи.
Бак для данных устройств изготавливается двухслойным, внутри которого расположена теплоизоляция, выполняющая несколько функций:
- Снижение тепловых потерь,
- Защита людей от ожогов,
- Повышение прочностных характеристик оборудования.
Контроль температуры обеспечивается встроенным термостатом, а предохранительный клапан защищает устройство от перепадов давления. Большинство моделей данного оборудования оснащаются магниевым анодом, который защищает внутреннюю поверхность от появления и действия коррозии.
Зачастую, производители отопительного оборудования, разрабатывают и выпускают серии устройств, идеально взаимодействующих в тандеме котел-бойлер. Но существуют и универсальное водонагревательное оборудование, подходящее под большинство типов котлов.
Приложение. Правила установления и изменения (пересмотра) тепловых нагрузок
Правила
установления и изменения (пересмотра) тепловых нагрузок
(утв. приказом Министерства регионального развития РФ от 28 декабря 2009 г. N 610)
3. Максимальная тепловая нагрузка по видам теплового потребления определяется как:
максимальный часовой расход тепловой энергии в системе отопления и вентиляции при расчетной для проектирования систем отопления и вентиляции температуре наружного воздуха в отношении максимальной тепловой нагрузки отопления и вентиляции;
средний часовой расход тепловой энергии за сутки максимального водопотребления на цели приготовления горячей воды в отношении максимальной тепловой нагрузки горячего водоснабжения;
максимальный часовой расход тепловой энергии в системе кондиционирования при температуре и влажности наружного воздуха принимаемых для проектирования систем кондиционирования (применяется при оборудовании объекта теплопотребления совмещенной системой воздушного отопления и кондиционирования воздуха, функционирующей в отопительном периоде) в отношении максимальной тепловой нагрузки системы кондиционирования приточного воздуха;
максимальный часовой расход тепловой энергии, используемой для осуществления технологических процессов в отношении максимальной тепловой нагрузки системы теплопотребления для целей технологии.
Величины максимальных тепловых нагрузок объектов теплопотребления, установленные в договоре энергоснабжения, применяются при условии соответствия требованиям, установленным пунктом 8 настоящих Правил.
4. Установление или изменение (пересмотр) тепловых нагрузок осуществляется путем закрепления соответствующих величин в договоре энергоснабжения на основании заявки потребителя, поданной им в энергоснабжающую организацию в порядке, установленном настоящими Правилами.
Установленные в соответствии с настоящими Правилами тепловые нагрузки теплопотребляющих установок являются основанием для расчета ставки платы за тепловую мощность, устанавливаемой для теплоснабжающей организации при установлении двухставочного тарифа на тепловую энергию (мощность) и двухставочного тарифа на горячую воду.
5. Тепловые нагрузки устанавливаются по объекту теплопотребления в целом. В случае, если помещения в объекте теплопотребления принадлежат на праве собственности или ином законном основании разным лицам, распределение тепловых нагрузок объекта теплопотребления по договорам энергоснабжения осуществляется путем применения методов определения нагрузки, указанных в пункте 11 настоящих Правил, с учетом долей в праве собственности на общее имущество.
6. Увеличение тепловой нагрузки потребителей сверх присоединенной мощности объекта теплопотребления, определяемой как суммарная проектная максимальная тепловая нагрузка всех систем теплопотребления объекта теплопотребления, присоединенных к тепловым сетям (источнику тепловой энергии) теплоснабжающей организации, осуществляется в порядке, предусмотренном Правилами подключения объекта капитального строительства к сетям инженерно-технического обеспечения, утвержденными постановлением Правительства РФ от 13 февраля 2006 г. N 83.
II. Установление тепловых нагрузок
7. В случае подготовки энергоснабжающей организацией предложений об установлении двухставочного тарифа указанная организация обязана уведомить всех потребителей, в договорах с которыми отсутствуют сведения о тепловых нагрузках, о необходимости подачи заявки на установление тепловых нагрузок в течение 45 дней с даты получения уведомления. При этом энергоснабжающая организация вправе проверить данные, указанные потребителем в заявке, путем применения методов установления тепловых нагрузок, указанных в пункте 11 настоящих Правил.
В случае, если в установленный срок от потребителя не поступит заявка на установление тепловых нагрузок, энергоснабжающая организация вправе для целей подачи заявки в тарифные органы самостоятельно определить тепловые нагрузки на основании имеющихся в ее распоряжении данных о величине тепловых нагрузок объектов теплопотребления в порядке, установленном в пункте 11 настоящих Правил, и использовать их при расчетах по договору энергоснабжения.
8. Тепловые нагрузки устанавливаются по каждому объекту теплопотребления, указанному в договоре энергоснабжения, раздельно по видам теплопотребления и теплоносителя.
Для проектирования выбирается котел
двухконтурный. При расчете расхода газа
учитывается, что котел на отопление и
ГВС работает раздельно, то есть при
включении контура ГВС контур отопления
отключается. Значит общий расход теплоты
будет равен максимальному расходу. В
данном случае максимальный расход
теплоты на отопление.
1. ∑Q = Qomax= 6109 ккал/ч
2. Определим расход газа по формуле:
V=∑Q /( η ∙Qнр),
(3.4)
где Qнр=34
МДж/м3=8126 ккал/м3- низшая
теплота сгорания газа;
η – КПД котла;
V= 6109/(0,91/8126)=0,83 м3/ч
Для коттеджа выбираем
1. Котел
двухконтурный АОГВ-8,
тепловая мощность Q=8 кВт, расход газа
V=0,8 м3/ч,
номинальное входное давление природного
газа Рном=1274-1764 Па;
2.
Плита газовая, 4-х конфорочная, ГП 400
МС-2п, расход газа V=1,25м3
Общий расход газа на 1 дом:
Vг =N∙(Vпг
∙Kо +V2-котла
∙ Ккот), (3.5)
где Kо=0,7-коэффициент
одновременности для газовой плиты
принимаемый по таблице в зависимости
от количества квартир;
Ккот=1- коэффициент одновременности
для котла по таблице 5 ;
N-количество домов.
Vг =1,25∙1+0,8∙0,85 =1,93 м3/ч
Для 67 домов:
Vг =67∙(1,25∙0,2179+0,8∙0,85)=63,08
м3/ч
Гидравлический расчет горячего водоснабжения
Главной целью гидравлического расчета горячего водоснабжения стоит назвать вычисление размеров (в частности, диаметра) труб, через которые осуществляется подача воды, и издержек от напора. Отправной величиной для осуществления таких вычислений принято считать секундный расход, принимающий во внимание значение остаточной циркуляции:
qh, сir = qh (1 + kсir), л/с,
в данном случае kсir — индекс остаточной циркуляции.
Чтобы вычислить этот параметр, требуется разделить секундный расход на циркуляционный внутри системы горячего водоснабжения. Формула будет выглядеть следующим образом:
kсir = f(qh/qсir).
В этой ситуации условия таковы, что kсir ≠ 0 лишь в самых первых частях трубопровода при том, что qh/qсir больше двух. Во всех остальных случаях kсir будет равен 0. Важным моментом является то, что гидравлический расчет составляется перед вычислением циркуляции. Этот факт подразумевает, что специалист вынужден выдвинуть гипотезу о параметрах соотношения qh/qсir (для жилых зданий обычно qh/qсir больше 2,0) и аргументировать ее.
Вычисление размеров затрат напора в водоразборных стояках, объединенных кольцующей перемычкой в секционные узлы, производится на основании расчетных расходов воды с индексом 0,7. За расчетный расход на кольцевых участках принято брать в качестве самого нижнего порога наибольший секундный расход для одного из устройств, который подлежит обслуживанию.
Что касается скорости движения воды в трубопроводе горячего водоснабжения, то она не должна превышать трех метров в секунду. Но при этом доказано, что скорость воды, превышающая полтора метра в секунду, является причиной возникновения шумов.
Для того чтобы рассчитать диаметр стояка при несовпадении сопротивления, за основу принято брать расчетный расход и напор у самого основания стояка. Если показатели сопротивления идентичны, за единую величину принимается диаметр крайнего стояка.
Для осуществления грамотного гидравлического расчета какой бы то ни было направленности требуется иметь представления об основных законах гидродинамики (среди прочего – уравнение Дарси-Вейсбаха). Но нужно быть готовым, что каждая область будет налагать свою специфику на осуществление гидравлического расчета (например, расчет в области горячего водоснабжения весьма типичен, что избавляет от необходимости вычислять затраты напора по отдельности).
Существует алгоритм для расчета потерь напора на участках системы горячего водоснабжения:
Н = i×l(1 + kl), мм,
где i — удельные линейные потери напора, мм/м; l — протяженность участка; kl — индекс, учитывающий потери напора в локальных сопротивлениях.
Показатели i берутся из соответствующих справочников.
Не стоит забывать, что возможны случаи, когда для осуществления горячего водоснабжения нагревают жесткую воду из трубопровода. Такая ситуация чревата появлением наростов внутри труб (т.н. соли жесткости). В этой ситуации для вычисления показателя i применяется номограмма.
Когда управляющий МКД может подать на перерасчет стоимости горячей воды
Пункт 2 статьи 542 Гражданского Кодекса РФ предоставляет гражданам право отказаться от оплаты энергоресурсов неподобающего качества. Но и компании-поставщику разрешается потребовать от граждан в этом случае компенсацию энергопотерь.
Также существуют законодательные предписания, касающиеся изменения порядка оплаты потребленных энергоресурсов, если они были не соответствующего качества или подавались с перебоями, превышающими допустимый срок (подпункт «д» пункта 22 Правил заключения договоров ресурсоснабжения). Регламентируют порядок перерасчета оплаты Правила предоставления коммунальных услуг.
Действующее законодательство РФ признает безоговорочное преимущество системы контроля потребляемых ресурсов посредством установления счетчиков на пограничной территории между зоной ответственности компании-поставщика и собственностью граждан. Если на дом установлен счетчик и не было нареканий к его работе, то показатели этого прибора могут считаться доказательством поставки недостаточно качественной воды. Ремонтно-строительная организация должна предоставить опровергающие эту информацию доказательства, в противном случае должен быть произведен перерасчет оплаты израсходованных ресурсов (постановления АС УО от 11 января 2017г. № Ф09-10932/16 по делу № А60-59444/2015).
Подтверждает это положение и подпункт «В» пункта 111 Правил предоставления коммунальных услуг, который определяет дату и время начала предоставления некачественных услуг в соответствии с датой и временем, зафиксированными предназначенными для этого приборами (например, ОПУ, ИПУ и пр.). Более того, наличие счетчика и его показаний избавляет от процедуры подтверждения факта предоставления услуг несоответствующего качества согласно предписаниям раздела Х Правил предоставления коммунальных услуг (постановления АС ПО от 16 января 2017г. № Ф06-15316/2016 по делу № А12-4577/2016).
Современные тенденции
Во многих регионах нашей страны существуют нормативы – сколько должно расходоваться энергии тепла для нагрева воды, они указаны в особых таблицах. Но сегодня специалисты предлагают не использовать некие постоянные величины, т.е. изменить принятое распределение тепла на один кубический метр воды.
Если рассмотреть расчет системы централизованного водоснабжения, можно определить и некоторые потери тепла на пути следования горячей воды – по техническим этажам и подвалам, по сантехническим шахтам, по змеевикам (циркуляция). Расчетное количество тепла, таким образом, будет выше, чем фактический расход энергии, указанный на приборе учета.
Итак, согласно современным тенденциям, предлагается учитывать потребление тепла по двум «статьям»: подогрев и транспортировка воды по теплосетям. Такой расчет тепловой энергии на горячее водоснабжение можно применять к любым объектам и любым приборам учета.
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.
В каких случаях производят расчет тепловой нагрузки
- для оптимизации расходов на отопление;
- для сокращения расчетной тепловой нагрузки;
- в том случае если изменился состав теплопотребляющего оборудования (отопительные приборы, системы вентиляции и т.п.);
- для подтверждения расчетного лимита по потребляемой теплоэнергии;
- в случае проектирования собственной системы отопления или пункта теплоснабжения;
- если есть субабоненты, потребляющие тепловую энергию, для правильного ее распределения;
- В случае подключения к отопительной системе новых зданий, сооружений, производственных комплексов;
- для пересмотра или заключения нового договора с организацией, поставляющей тепловую энергию;
- если организация получила уведомление, в котором требуется уточнить тепловые нагрузки в нежилых помещениях;
- если организация нее имеет возможности установить приборы учета теплоэнергии;
- в случае увеличения потребления теплоэнергии по непонятным причинам.
Количество потребляемой мощности
Придя к решению о необходимости покупки и производя расчет объема бойлера косвенного нагрева, нужно подсчитать сколько теплой воды нужно для нормального существования. Представим семью из 4-х человек и осуществим среднесуточный анализ за неделю и пиковое (утро рабочего дня) исследование потребления горячей воды.
- Еженедельный анализ
- Для того, чтобы помыть посуду потребуется около 5 литров теплой воды в минуту. Учитывается время полоскания, это около 5 минут. Два раза в день моем тарелки, получаем 50 л теплой воды ушло на кухонную утварь в сутки. Умножим на 7 дней итого 350 литров в неделю.
- Каждый человек 2-3 раза в неделю принимает ванну, расходуя при этом порядка 170 литров. 4*2,5=10*170=1700 литров за 7 дней.
- Еще 4-5 раз душ по 10 минут при расходе около 12 л/мин. 4,5*10*12=540 на одного члена семьи, соответственно на всех 2160 л в неделю.
- Мелкая гигиена (помыть руки, обувь, убрать в доме) — порядка 10 л в день на человека составит 280 л за исследуемый период.
Итого — 350+1700+2160+280=4490 литров в неделю. Добавим заходивших гостей и запас на всякий случай получим ориентировочную цифру около 5000 литров в неделю. Но бойлер считает в часах, нужно перевести в его единицы. 5000 / 7 / 24 = 30 литров в час теплой воды составляет средний расход семьи из 4-х человек.
Исходя из наших цифр соотношения температуры и мощности получаем необходимый средний расход мощности — 30*0,0375 = 1,125 кВт/час.
Его возможно примерно оценить по нормам расхода для отдельных сантехнических устройств. Данные при жажде несложно отыскать в одном из приложений к СНиП 2.04.01-85; для удобства читателя мы приведем выдержку из него.
| Тип прибора | Расход холодной воды, л/с | Суммарный расход тёплой и холодной воды, л/с |
| Кран для полива | 0,3 | 0,3 |
| Унитаз с краном | 1,4 | 1,4 |
| Унитаз с бачком | 0,10 | 0,10 |
| Душевая кабинка | 0,08 | 0,12 |
| Ванна | 0,17 | 0,25 |
| Мойка | 0,08 | 0,12 |
| Умывальник | 0,08 | 0,12 |
В многоквартирных зданиях при расчете расхода употребляется коэффициент возможности одновременного применения устройств. Нам достаточно расход воды через устройства, каковые смогут употребляться в один момент. Скажем, мойка, душевая унитаз и кабинка дадут неспециализированный расход, равный 0,12 + 0,12 + 0,10 = 0,34 л/с.
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.
Е.О. СИБИРКО
В настоящее время порядок определения тепловых нагрузок на ГВС регламентируется нормативным документом СНиП 2.04.01–85* «Внутренний водопровод и канализация зданий».
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.
Изложение методики расчета в 3мразделе 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 45квартирного 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 qhhr, 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.
Когда управляющий МКД может подать на перерасчет стоимости горячей воды
Пункт 2 статьи 542 Гражданского Кодекса РФ предоставляет гражданам право отказаться от оплаты энергоресурсов неподобающего качества. Но и компании-поставщику разрешается потребовать от граждан в этом случае компенсацию энергопотерь.
Также существуют законодательные предписания, касающиеся изменения порядка оплаты потребленных энергоресурсов, если они были не соответствующего качества или подавались с перебоями, превышающими допустимый срок (подпункт «д» пункта 22 Правил заключения договоров ресурсоснабжения). Регламентируют порядок перерасчета оплаты Правила предоставления коммунальных услуг.
Действующее законодательство РФ признает безоговорочное преимущество системы контроля потребляемых ресурсов посредством установления счетчиков на пограничной территории между зоной ответственности компании-поставщика и собственностью граждан. Если на дом установлен счетчик и не было нареканий к его работе, то показатели этого прибора могут считаться доказательством поставки недостаточно качественной воды. Ремонтно-строительная организация должна предоставить опровергающие эту информацию доказательства, в противном случае должен быть произведен перерасчет оплаты израсходованных ресурсов (постановления АС УО от 11 января 2017г. № Ф09-10932/16 по делу № А60-59444/2015).
Подтверждает это положение и подпункт «В» пункта 111 Правил предоставления коммунальных услуг, который определяет дату и время начала предоставления некачественных услуг в соответствии с датой и временем, зафиксированными предназначенными для этого приборами (например, ОПУ, ИПУ и пр.). Более того, наличие счетчика и его показаний избавляет от процедуры подтверждения факта предоставления услуг несоответствующего качества согласно предписаниям раздела Х Правил предоставления коммунальных услуг (постановления АС ПО от 16 января 2017г. № Ф06-15316/2016 по делу № А12-4577/2016).