Расчет расхода теплоносителя по тепловой нагрузке

При расчете расхода теплоносителя по тепловой нагрузке, необходимо учитывают теплопотери. Этот показатель необходим для точного подбора ёмкости бака, предназначенного для регулирования давления. Этот параметр имеет непосредственное отношение к проектной нагрузке системы обогрева частного строения. Грамотно выбранное оборудование, используемое при отоплении жилого дома, нормально будет справляться с основной задачей – созданием комфортного температурного режима в жилых и вспомогательных помещениях. Определение тепловых потерь тепловыми сетями является важной составляющей расчета расхода теплоносителя по тепловой нагрузке.

Упрощенно расчет расхода теплоносителя по тепловой нагрузке можно определить по формуле:

где, G – расход воды, м³/ч;

Q – тепловая нагрузка, Гкал/ч;

Т_под – температура на подающем трубопроводе, °С;

Т_обр – температура на обратном трубопроводе, °С.

Чтобы определить расход теплоносителя, используются разные формулы.

Рассмотрим наиболее распространенные. Вы можете применить одну из них или несколько для самопроверки. Только вам надо будет перевести полученные значения в литры в минуту.

• Инженерная формула

m = Q / (Cp × Δt)

• m – расход теплоносителя, кг/с
• Q – суммарная мощность системы отопления, кВт
• Cp – удельная теплоемкость теплоносителя, кДж (при подсчете для воды берем средний показатель 4,19 кДж), для теплоносителей с другим основным веществом будет свой показатель в зависимости от присадок в теплоносителе.
• Δt – разница температур на входе и выходе котла (чаще всего это 5 °C)

Если вы хотите правильно подсчитать расход теплоносителя, формула поможет избежать ошибок. Просто подставьте в нее параметр тепловой мощности.

Например, мощность составляет 200 кВт. А остальные значения возьмем усредненные.

Расчет по формуле будет следующим

m = 200 / (4,19 × 5) = 9,54 кг/с

• Упрощенная формула

Есть также упрощенный расчет расхода теплоносителя по тепловой нагрузке. Им пользуются не столько инженеры, сколько хозяева домов, которые хотят выполнить работу самостоятельно.

Для этого нужно тепловую мощность разделить на 20 (усредненное значение для расчета при использовании воды в системе).

Вернемся к нашему примеру. Если мощность составляет 200 кВт, то мы разделим ее на 20.

Расчет будет следующим

200 / 20 = 10 кг/с

Если сравнить полученные значения по обеим формулам, можно увидеть небольшую погрешность в упрощенной формуле. Поэтому лучше округлить полученное значение в большую сторону.

• Формула для определения расхода в кубометрах в час

Также часто встречается формула определения расхода в кубометрах в час. Она выглядит следующим образом.

G = 0,86 (Q / Δt).

Значения Q и Δt берем такие же, как в первой инженерной формуле.

Расчет будет следующим

G = 0,86 (200 / 5) = 34,4 куб. м/ч

Мощность системы отопления

Расчет тепловой мощности системы отопления — это первоочередные данные. Они необходимы для решения задач по теплоснабжению жилища.

Благодаря им можно определить минимальную потребность в тепловой энергии для конкретного объекта, а также выявить приблизительные затраты тепла для каждого отдельного помещения, находящегося в нем, рассчитать суточное и годовое потребление топлива.

Этот параметр нужен для определения расхода теплоносителя и подбора котла, который справится с обогревом помещения.

На 10 кв. м приходится 1 кВт.

Такой подсчет действует для капитальных построек с хорошей теплоизоляцией и высотой потолков не более 3 м.

Допустим, площадь объекта составляет 2000 кв. м.

Расчет будет следующим

2000 / 10 = 200 кВт

Согласно данным о мощности системы отопления можно вычислить объем теплоносителя потребляемого для корректной работы всего комплекса и коммуникаций по обогреву помещения. Перед заполнением системы отопления требуется определить точное количество теплоносителя, для того чтобы заранее купить или подготовить необходимый объем. Также нужно собрать информацию про паспортный объем всех отопительных приборов и трубопроводов.

Каждая система отопления требует технического обслуживания и ремонта систем теплоснабжения, данные мероприятия входят в перечень сервисных услуг предоставляемых компанией SVA.

Требования к идеальному теплоносителю

Идеальный жидкий теплоноситель систем отопления автономного типа должен отвечать следующим параметрам качества теплоносителей:

• Обладать достаточной теплоемкостью, чтобы эффективно накапливать и передавать тепловую энергию на отопление.
• Быть нейтральным по химическому составу, чтобы не провоцировать возникновение коррозионных очагов в элементах отопительного оборудования и не разъедать уплотняющие прокладки в местах соединений контура.
• Поддерживать эксплуатационные процессы в широком диапазоне температур.
• Не содержать соединений и веществ, оседающих в трубах и батареях, вызывающих зарастание их твердыми отложениями.
• Быть стабильным по составу — не разлагаться и не расщепляться на различные химические составляющие под действием высокой температуры или от времени. Его плотность, вязкость, теплоемкость и химическая инертность должны оставаться постоянными.
• Быть безопасным для обитателей отапливаемого с его помощью дома, то есть быть нетоксичным и негорючим.
• Иметь доступную цену.

Естественно, что после продолжительной эксплуатации любой трубопровод может засоряться продуктами коррозии, накипи и требуется промывка инженерных систем.

Факторы, о которых многие забывают

Фактор о которых многие забывают при выборе теплоносителя, это срок эксплуатации. Который прописан в нормативной документации к конкретной партии продукта. И использование теплоносителя сверх нормы по гарантийному сроку, установленной в документе, это заведомо подвергать систему выходу из строя. Хороший теплоноситель при любой температуре должен оставаться собой, не распадаясь и не изменяя свойств.

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

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

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

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

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

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

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

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

7) Присоединенная нагрузка на горячее водоснабжение Q_ГВС^MAX = 1,39 Гкал/ч

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

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

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

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

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

Годовой расход тепла на отопление

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

Q_ОТ^ГОД = Q_ОТ^СР*n₀*24 = Q_ОТ*((t_ВН—t_Н^СР)/(t_ВН—t_Н))*n₀*24 = 1,06*214*((18—(—3,1))/(18—(—28))*24 = 2497,21 Гкал/год

Годовой расход тепла на вентиляцию

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

Q_ВЕНТ^ГОД =Q_ВЕНТ^СР*n₀*z =Q_ВЕНТ*((t_ВН—t_Н^СР)/(t_ВН—t_{Н. ВЕНТ}))*n₀*z = 0,76*214*((18—(—3,1))/(18—(—15))*16=1663,86 Гкал/год

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

Годовой расход тепла на горячее водоснабжение

Годовой расход тепла на горячее водоснабжение Q_ГВС^ГОД (Гкал/год) определяется по формуле:

Q_ГВС^ГОД=Q_{ГВС ЛЕТН}^СР.Н.+Q_{ГВС ЗИМН}^СР.Н.=(350—n₀)*Q_ГВС^СР*24+24*Q_ГВС^СР*n₀ = (350—214)*1,39*24+24*1,39*214 = 11676 Гкал/год

Годовой расход потребляемого тепла

Q_ПОТРЕБ^ГОД=Q_ОТ^ГОД+Q_ВЕНТ^ГОД+Q_ГВС^ГОД = 2497,21+1663,86+11676 = 15837,07 Гкал/год

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

Q_ВЫРАБ^ГОД = Q_ПОТРЕБ^ГОД / (n_{С. Н.}*n_Т.С.) = 15837,07 / (0,995*0,96) = 16579,85 Гкал/год

Годовой объем природного газа

_VГАЗ = Q_ВЫРАБ^ГОД / (n_X*Q_Н^Р) = 16579,85*10⁶/(0,92*7600) = 2,37 млн.м³/год

Как работает расчет тепловой нагрузки

14 июня 2019 г.

Расчет тепловой нагрузки относится к процессу определения тепловой нагрузки для определенного пространства или количества вещества. Тепловая нагрузка – это количество тепловой энергии, которое необходимо добавить для поддержания заданного значения температуры. Ее также можно назвать тепловой нагрузкой или тепловой нагрузкой. Количество тепловой энергии, которое необходимо удалить из помещения для достижения желаемой уставки, называется охлаждающей нагрузкой. Отмечать различие между отопительными и охлаждающими нагрузками обычно, в частности, в отрасли HVAC. Расчет тепловой нагрузки определяет количество тепловой энергии, которое необходимо добавить или убрать для достижения желаемой уставки.

Как работает расчет тепловой нагрузки

Расчет тепловой нагрузки зависит от типа тепловой нагрузки. Например, электрическая тепловая нагрузка рассчитывается иначе, чем кондуктивная и конвекционная тепловая нагрузка или тепловая нагрузка помещения в доме. Для выполнения расчета тепловой нагрузки помещения рассчитайте площадь помещения, а также приток тепла (например, через окна). Затем подсчитайте тепло, выделяемое обитателями помещения, которое должно составлять около 600 БТЕ на человека. Затем вы должны рассчитать тепло, выделяемое любым оборудованием или механизмами, а также освещением. Общая тепловая нагрузка помещения представляет собой сумму тепла, произведенного всеми этими факторами.

Электрическая тепловая нагрузка рассчитывается с использованием уравнения степенной зависимости. Формула степенного закона: P=I*V, где P = мощность, I (или Дж) = международный ампер или сила тока, а V = напряжение. Если вы хотите измерить тепло, выделяемое теплопроводностью, вы должны использовать формулу: k*A*ΔT/l, где k = температура в градусах Кельвина, A = сила тока, ΔT = дельта температуры, а I = международный ампер или сила тока. А для измерения тепловой нагрузки от теплопроводности вы должны использовать: h*A*ΔT, где h = коэффициент теплопередачи, A = сила тока и ΔT = дельта температуры.

Тепловые нагрузки в термоэлектрических охладителях

В любом разговоре о тепловых нагрузках, управляемых термоэлектрическими охладителями (ТЭО), важно рассматривать активную тепловую нагрузку по сравнению с общей тепловой нагрузкой. Активная тепловая нагрузка определяется как входная мощность, которая используется компонентами, охлаждаемыми ТЭО. Суммарная тепловая нагрузка добавляет любые пассивные тепловые нагрузки. В оптическом лазерном охлаждении пассивные тепловые нагрузки, которые носят паразитический характер, включают конвекцию или теплопроводность, проходящую через провода, которые соединяются с лазерной сборкой.

Тепловая нагрузка в сборке увеличивается по мере добавления проводов с холодной стороны ТЭО в относительно горячую среду, а нагрузка на головку также увеличивается по мере сокращения длины провода. Для небольших сложных корпусов, таких как лазеры, тепловая нагрузка на провода иногда может равняться активной тепловой нагрузке, так что это реальный фактор, который следует учитывать. Для охлаждения лазеров, используемых в оптических коммуникациях, надлежащая конструкция ТЭО позволит достичь баланса между минимизацией энергопотребления и выполнением других требований, таких как форм-фактор или максимальная способность откачки тепла. Расчет тепловой нагрузки имеет решающее значение для достижения этого баланса.

Расчет тепловой нагрузки с использованием ТЭО Phononic

По сравнению с альтернативными ТЭО Phononic обеспечивают на 60 % более высокую плотность откачки тепла и на 30 % меньшее потребление энергии. Наши решения TEC настраиваются для оптоэлектроники, используемой в распространенных типах оптоволоконных приемопередатчиков, а также в твердотельных холодильниках и морозильных камерах, таких как те, которые мы производим для использования в здравоохранении, науках о жизни и розничной торговле продуктами питания и напитками.

Как рассчитать отдаваемую энергию отопления в вашем доме в кВтч/кв.м/год

 

Несколько раз в нашей серии подкастов мы говорили о максимальной потребности в отоплении для Passivhaus (15 кВтч/кв.м/год) и стандартах EnerPHit (25 кВтч/кв.м/год). Если, как и я, эти цифры начинают прилипать, то вам, вероятно, интересно, как они соотносятся с вашей текущей собственностью. Алекс Райс помог мне понять всю информацию, необходимую для собственного расчета. По сути, вам нужно разделить годовое потребление энергии на отопление помещения на измеренную площадь вашего дома. Это предполагает, что вы хотите следовать соглашениям Passivhaus.

 

Разница между поставляемой энергией и первичной энергией

Во-первых, вам необходимо четко понимать разницу между поставляемой энергией (полезно, если вас интересует только то, насколько хорошо изолировано здание) и первичной энергией (которая также требует с учетом того, насколько эффективно вырабатывается тепло и имеет отношение к изменению климата). Passivhaus использует поставляемую энергию для отопления помещений (15 кВтч/кв.м/год), а также имеет ограничение на общее количество первичной энергии, которое можно использовать для обогрева и обслуживания здания (120 кВтч/кв.м/год). Это означает, что если вы хотите, чтобы ваше число было сопоставимо с условным обозначением PH, вам нужно будет разделить потребление газа в кВтч на эффективность вашего котла (около 0,6 для без конденсации и 0,9).для конденсации), чтобы узнать, сколько тепла он фактически отдал зданию.

 

Пришло время измерить площадь пола

• Исключить площадь лестничных клеток, внутренних стен, шкафов, технических помещений, дверных проемов.
• Исключить зоны с высотой помещения менее 1 м
• Умножение площадей с высотой помещения от 1 м до 2 м на 0,5

 

Удельная потребность в первичной энергии (PH = 120 кВтч/кв.м/год)

Первый шаг — правильно использовать счетчики, которые есть в вашем здании.

Есть очень хороший веб-сайт под названием iMeasure , который позволяет вам вводить показания счетчика через нерегулярные промежутки времени и пытаться оценить годовое потребление энергии. Он также берет площадь пола и выводит данные в виде потребления первичной энергии в кВтч/кв.м/год. Если вы добавите два числа для электричества и газа вместе, вы можете сравнить это со 120 кВтч/кв.м/год частью стандарта Passivhaus. Нормальный диапазон составляет от 300 до 800 кВтч/кв.м/год.

 

Удельная потребность в отоплении (PH = 15 кВтч/кв.м/год)

Поиск тепловой энергии немного сложнее, потому что большинство людей не измеряют свое отопление отдельно от других видов конечного использования, а также потому, что люди довольно часто используют дрова или масло для обогрева, что можно оценить, но это дает некоторую неопределенность. Предполагая, что вы отапливаете газом:

• Возьмите долю газа в вашем потреблении и умножьте ее на КПД вашего котла, чтобы получить поставленную энергию (это будет меньше, чем потребляемая первичная энергия, потому что часть ее теряется в виде горячих выхлопных газов).
  )

• Затем определите, какую часть этого количества составляет отопление помещений за вычетом горячей воды, приготовления пищи и т. д., которое также обеспечивается тем же счетчиком, который поставляет вам энергию для отопления:

Как правило, если у вас есть газовое отопление и горячая вода, то горячая вода составляет около 10% потребления. Точнее, это около 600 кВтч/год плюс 400 кВтч/год/человек, где дети считаются примерно за полчеловека.

Согласно DECC, на приготовление пищи следует выделять около 3% от общего потребления энергии.

Если у вас также есть печь, вам нужно будет оценить, сколько энергии было получено из дров/угля, и добавить это к отоплению помещения.

В конце всего этого вы должны знать свою поставленную энергию отопления помещения в кВтч/кв.м/год, которую вы можете сравнить с цифрой Passivhaus 15 кВтч/кв.м/год, принимая во внимание, что Passivhaus предполагает, что вы отапливаете до 20ºC все время.

Ответы для «нормальных» зданий должны быть в диапазоне 100 – 300 кВтч/кв.