Как рассчитываются тепловые потери

Порядок обработки исходных данных приборов учета

Главная задача обработки данных учетных приборов заключается в преобразовании исходных файлов, которые считываются непосредственно с тепловых счетчиков, в единый формат, который позволяет проводить дальнейшую проверку на достоверность (верификацию) измеренных параметров теплопотребления и необходимые расчеты.

Как рассчитываются тепловые потери

Конструкция теплового счетчика.

Для тепловых счетчиков разных видов данные считываются в разных форматах и требуют соответствующих процедур обработки. Так, для одного типа теплосчетчиков у различных потребителей параметры, сохраненные в архиве, могут требовать использования разных коэффициентов приведения начальных данных к единым физическим величинам. Различие данных коэффициентов определяется характеристикой импульсных входов вычислителя и диаметром преобразователя расхода. Ввиду этого первоначальная обработка полученных данных требует индивидуального подхода для файлов исходных данных. Часовые и суточные параметры теплоносителя применяются для подтверждения достоверности измеренных значений

При выполнении данной процедуры основное внимание необходимо обратить на следующие показатели:

  • значение расходов и температур теплоносителя не должны выходить за физически обоснованные границы;
  • суточный файл не должен содержать резких изменений расхода теплоносителя;
  • изменение значения среднесуточной температуры носителя в подающем трубопроводе на источнике тепловой энергии должно соответствовать изменению среднесуточной температуры в подающем трубопроводе и потребителей;
  • среднесуточная температура теплоносителя в подающем трубопроводе у потребителей должна быть не выше среднесуточных значений температуры в подающем трубопроводе на источнике.

Как рассчитываются тепловые потери

Конструкция счётчика тепла.

В соответствии с результатами верификации исходных данных учетных проборов следует составить таблицу, в которой для всех потребителей тепловой энергии, имеющих приборы учета, и для источника энергии приводится тот период времени, когда достоверность начальных данных не вызывает сомнений. На основании этой таблицы следует выбрать общий период, в течение которого имеются достоверные данные изменения для всех потребителей сети и на источнике теплоэнергии (так называемый период наличия данных).

На основании часового файла данных, полученного на источнике теплоэнергии, определяют количество часов в периоде измерений, данные за которые будут использованы для дальнейшей обработки. Перед тем как определять период измерений, следует вычислить время, необходимое для заполнения всех подающих трубопроводов теплоносителем.

Определяем фактические тепловые потери в тепловых сетях

Мы исходим из того, что тепловые потери в тепловых сетях не зависят от скорости движения воды в трубопроводе, а зависят от

  • диаметра трубы,
  • температуры теплоносителя,
  • материала теплоизоляции и
  • состояния теплоизоляция.

Стационарная теплопроводность цилиндрической стенки – описание методики расчета

Под цилиндрической стенкой понимают трубу бесконечной длины с внутренним радиусом R1 (диаметром D1) и внешним радиусом R2 (диаметром D2).

На поверхностях стенки заданы постоянные температуры t1 и t2. Перенос теплоты осуществляется только теплопроводностью, внешние поверхности изотермические (эквипотенциальные) и температурное поле изменяется только по толщине стенки трубы в направлении радиуса.

Тепловой поток, проходящий через цилиндрическую стенку единичной длины, обозначается ql и называется линейным тепловым потоком, Вт/м:

где λ – коэффициент теплопроводности исследуемого материала, Вт/(м∙К);

D1, D2 – соответственно внутренний и внешний диаметры цилиндрического слоя материала;

t1, t2 – средние температуры внутренней и внешней поверхности цилиндрического слоя материала.

Тепловой поток, Вт:

где l – длина трубы, м.

Рассмотрим теплопроводность многослойной цилиндрической стенки, состоящей из n однородных и концентричных цилиндрических слоев с постоянным коэффициентом теплопроводности и в каждом слое, температура и диаметр внутренней поверхности первого слоя равны t1 и R1, на наружной поверхности последнего n–ого слоя – tn+1 и Rn+1.

Условия для проведения расчета

Нужно, чтобы период измерений удовлетворял ряду условий, а именно:

  • значение средней температуры сетевой воды в подающем трубопроводе на источнике теплоэнергии за время до начала периода измерений и значение средней температуры воды в подающем трубопроводе на источнике теплоэнергии за время в конце измерений должно отличаться не более, чем на 5 градусов;
  • измерения должны вестись непрерывно в течение как минимум 240 часов;
  • период измерений должен полностью содержаться в периоде наличия данных.

Как рассчитываются тепловые потери

Проведение расчета теплопотерь дома.

Если подобный период невозможно выбрать по причине отсутствия данных у одного или же нескольких потребителей, то данные приборов учета таких потребителей в дальнейших расчетах не используются.

Количество потребителей, у которых есть данные приборов учета, должно составлять не меньше 20% от суммарного числа потребителей рассматриваемой тепловой сети. В случае уменьшения количества потребителей с учетными приборами до менее 20% нужно подобрать другой период для сбора данных и снова проделать процедуру верификации.

Для параметров, полученных на источнике теплоэнергии, нужно определить среднюю за период измерений температуру сетевой воды в подающем трубопроводе и среднюю за период измерений температуру сетевой воды в обратном трубопроводе.

Для измерительного периода нужно определить среднюю температуру воздуха и среднюю температуру почвы на средней глубине заложения оси трубопроводов.

Удельные тепловые потери здания

Существует много способов расчета тепловых потерь здания, один из них – в предложенной ниже таблице.

Таблица « Удельные тепловые потери для основных охлаждающихся поверхностей в жилых зданиях»:

Вид стен и охлаждающихся поверхностей

Количество теряемого тепла (Вт/ккал/ч) через 1 м2 поверхности стен по внутреннему обмеру помещения при средней температуре наиболее холодной пятидневки (°С)

24-25

25-26

28-29

30-31

Кирпичная стена толщиной в три с половиной кирпича (93 см), оштукатуренная с двух сторон
Угловые помещения 61/53 66/57 69/60 71/61
Смежные с другими помещения 55/48 59/51 61/53 64/55
Угловые помещения 54/47 58/50 61/53 62/54
Смежные с другими помещения 50/43 52/45 54/47 55/48
Кирпичная стена толщиной в три кирпича (80 см), оштукатуренная с двух сторон
Угловые помещения 66/57 71/61 74/64 75/65
Смежные с другими помещения 64/55 67/58 71/61 72/62
Угловые помещения 61/53 65/56 68/59 69/60
Смежные с другими помещения 56/49 60/52 62/54 63/55
Кирпичная стена толщиной в два с половиной кирпича (67 см), оштукатуренная с двух сторон
Угловые помещения 75/65 82/71 86/74 88/76
Смежные с другими помещения 74/64 80/69 82/71 84/73
Угловые помещения 69/60 74/64 77/67 79/68
Смежные с другими помещения 65/57 71/61 74/64 75/65
Кирпичная стена толщиной в два кирпича (54 см), оштукатуренная с двух сторон
Угловые помещения 90/78 96/83 101/87 103/89
Смежные с другими помещения 89/77 95/82 100/86 101/87
Угловые помещения 81/70 87/75 90/78 93/80
Смежные с другими помещения 79/68 86/74 88/76 90/78
Деревянная рубленая стена из бревен, оштукатуренная с одной стороны, толщиной 20 см
Угловые помещения 77/67 82/71 87/75 88/76
Смежные с другими помещения 75/95 80/69 83/72 86/74
Угловые помещения 68/59 74/64 77/67 79/69
Смежные с другими помещения 66/57 72/62 74/64 76/66
Деревянная рубленая стена из бревен, оштукатуренная с одной стороны, толщиной 25 см
Угловые помещения 60/52 65/56 67/58 69/60
Смежные с другими помещения 59/51 62/54 66/57 67/58
Угловые помещения 54/47 58/50 60/52 61/53
Смежные и другие помещения 53/46 56/49 59/51 60/52
Деревянная брусковая стена, оштукатуренная с одной стороны, общей толщиной 12 см
Угловые помещения /75 /80 /84 /86
Смежные с другими помещения /73 /78 /82 /84
Угловые помещения /67 /71 /74 /76
Смежные с другими помещения /65 /70 /73 /75
Деревянная брусковая стена, оштукатуренная с одной стороны, общей толщиной 20 см
Угловые помещения /47 /50 /52 /53
Смежные с другими помещения /46 /49 /51 /52
Угловые помещения /42 /45 /46 /47
Смежные с другими помещения /41 /44 /46 /47
Окна с двойным остеклением (пере­плетами) и балконные двери /100 /103 /112 /115
Чердачное перекрытие /26 /28 /29 /30
Деревянные утепленные полы над подвалом или подпольем /19 /21 /22 /23
Популярные статьи  Шторы на окно с балконной дверью

Тепловые потери зависят от многих факторов: теплонепроницаемости дверей, окон, стен, перекрытий и уличной температуры. Правильно выбранная печь должна соответствовать средней часовой теплоотдаче и такой же теплопотере.

Расчет котла для отопления частного дома

С помощью нашего калькулятора расчета отопления для частного дома вы сможете с легкостью узнать необходимую мощность котла для обогрева вашего уютного «гнездышка».

Как вы помните, для того чтобы рассчитать показатель теплопотерь, необходимо знать несколько значений основных компонентов дома, на которые в сумме приходится более 90% от общих потерь. Для вашего удобства мы добавили в калькулятор только те поля, которые вы можете заполнить без специальных знаний:

  • остекление;
  • теплоизоляция;
  • соотношение площади окон и пола;
  • температура снаружи помещения;
  • число стен выходящих наружу;
  • какое помещение над рассчитываемым;
  • высота помещения;
  • площадь помещения.

После того, как вы получите значение теплопотерь дома, для вычисления необходимой мощности котла берется поправочный коэффициент запаса равный 1.2.

Порядок работы на калькуляторе

Помните, что чем толще остекление и качественнее теплоизоляция, тем меньшей мощности отопление потребуется.

Для получения результатов необходимо ответить себе на следующие вопросы:

  1. Выберите один из предложенных типов остекления (тройной или двойной стеклопакет, обычное двухкамерное стекло).
  2. Как утеплены ваши стены? Добротное толстое утепление из пары слоев минеральной ваты, пенопласта, ЭППС для севера и Сибири. Может быть, живете в Центральной России и вам хватит одного слоя утеплителя. Или вы из тех, кто строит дом в южных регионах и ему подойдет  двойной пустотелый кирпич.
  3. Какое у вас соотношение площади окон к полам, в %. Если вы не знаете это значение, то оно рассчитывается очень просто: делите площадь полов на площадь окон и умножайте на 100%.
  4. Укажите минимальную температуру в зимний период за пару сезонов и округляйте в большую сторону. Не нужно использовать среднюю температуру по зимам, иначе вы рискуете получить котел меньшей мощности, и дом будет недостаточно отапливаться.
  5. Рассчитываем для всего дома или только для одной стены?
  6. Что находится над нашим помещением. Если у вас одноэтажный дом, выберите тип чердака (холодный или теплый), если второй этаж, то обогреваемое помещение.
  7. Высота потолков и площадь помещения, необходимы для расчета объема квартиры, который в свою очередь, является основой для всех вычислений.

Пример расчетов:

  • одноэтажный дом в Калининградской области;
  • длина стен 15 и 10 м, утеплены одним слоем минеральной ваты;
  • высота потолка 3 м;
  • 6 окон по 5 м2 из двухкамерного стеклопакета;
  • минимальная температура за последние 10 лет – 26 градусов;
  • рассчитываем для всех 4 стен;
  • сверху теплый отапливаемый чердак;

Площадь нашего дома равна 150 м2, а площадь окон 30 м2. 30/150*100=20% соотношение между окнами и полом.

Все остальное нам известно, выбираем соответствующие поля в калькуляторе и получаем, что наш дом будет терять  26.79 кВт тепла.

26,79*1.2=32.15 кВт – необходимая теплопроизводительность котла.

Методика расчета минимально допустимой толщины тепловой изоляции

Формула расчета минимально допустимой толщины тепловой изоляции.

Минимально допустимая толщина теплоизоляции трубопроводов определяется максимально допустимыми значениями потерь теплоэнергии для единицы длины трубопровода. Эти нормы регламентированы СНиП 41-03-2003.

Многих интересует, что будет, если пренебречь нормами СНиП и допустить большие тепловые потери. Если оставить в стороне административно-правовой аспект этого вопроса и рассмотреть исключительно экономические последствия, то дело будет обстоять следующим образом.

Популярные статьи  Как правильно обклеить межкомнатные двери матовой пленкой под стекло: пошаговая инструкция

В последние годы имеет место планомерное ужесточение подхода надзорных органов к рассмотрению и утверждению показателей технологически обусловленных тепловых потерь при транспортировке энергии. То есть с каждым годом теплоснабжающие организации могут включать в тариф (и тем самым перекладывать на плечи потребителей) все меньшие тепловые потери.

В соответствии с действующими нормативными документами потери, которые включаются в тариф, не могут быть больше установленных СНиП значений более, чем на определенную величину, которая жестко регламентируется. Как правило, эта величина ограничивается дополнительными теплопотерями через опоры трубопроводов и составляет порядка 15-20% от нормативных потерь.

Таблица расчета минимально допустимой толщины тепловой изоляции.

Нормативы тепловых потерь СНиПа от 2003 года примерно на 26% меньше, чем нормативы СНиПа от 1988 года, и практически в 2,5 раза меньше значений, установленных нормами 1959 года. Становится ясно, что альбомы проектных решений и прочая проектная документация, составленная до 2003 года, в основном не способны обеспечить соответствия теплопотерь современным требованиям.

Таким образом, применение устаревших (конкретно в этом случае – разработанных до 2003 года) проектных решений или же использование готовых теплоизоляционных изделий без выполнения расчетов на соответствие их требованиям СНиП способно обернуться ежегодными сверхнормативными потерями тепловой энергии.

Порядок вычислений при расчете потребляемого тепла

При отсутствии такого устройства, как счетчик на горячую воду, формула расчета тепла на отопление должна быть следующей: Q = V * (T1 – T2) / 1000. переменные в данном случае отображают такие значения, как:

  • Q в данном случае — это общий объем энергии тепла;
  • V – показатель потребления горячей воды, который измеряется либо в тоннах, либо в кубических метрах;
  • T1 – температурный параметр горячей воды (измеряется в привычных градусах Цельсия). В данном случае более уместно будет брать в расчет ту температуру, которая характерна для определенного рабочего давления. Этот показатель имеет специальное название – энтальпия. Но в случае отсутствия требуемого датчика можно принять за основу ту температуру, которая будет максимально приближена к энтальпии. Как правило, ее средний показатель варьируется в пределах от 60 до 65°C;
  • T2 в этой формуле – температурный показатель холодной воды, который также измеряется в градусах Цельсия. Ввиду того, что попасть к трубопроводу с холодной водой весьма проблематично, подобные значения определяются постоянными величинами, которые отличаются в зависимости от погодных условий за пределами жилища. К примеру, в зимнее время года, то есть в самый разгар отопительного сезона, эта величина составляет 5°C, а летом, когда отопительный контур отключен – 15°C;
  • 1000 – это обычный коэффициент, при помощи которого можно получить результат в гигакалориях, что более точно, а не в обычных калориях.

Расчет гкал на отопление в закрытой системе, которая является более удобной для эксплуатации, должен проходить несколько иным образом. Формула расчета отопления помещения с закрытой системой является следующей: Q = ((V1 * (T1 – T)) — (V2 * (T2 – T))) / 1000.

  • Q – все тот же объем тепловой энергии;
  • V1 – это параметр расхода теплоносителя в подающей трубе (источником тепла может выступать как обычная вода, так и водяной пар);
  • V2 – объем расхода воды в трубопроводе отвода;
  • T1 – температурное значение в трубе подачи теплоносителя;
  • T2 – показатель температуры на выходе;
  • T – температурный параметр холодной воды.

Можно сказать, что расчет теплоэнергии на отопление в данном случае зависит от двух значений: первое из них отображает поступившее в систему тепло, измеряемое в калориях, а второе – тепловой параметр при отводе теплоносителя по обратному трубопроводу.

Коэффициенты расчета тепловых потерь здания

Важно не только знать необходимую формулу, требующуюся для расчета необходимой энергии тепла для обогрева постройки, но и применять следующие коэффициенты, которые позволяют учитывать абсолютно все факторы, влияющие на такие вычисления:

  • К1 – это тип окон, которыми оборудовано конкретное помещение;
  • К2 – это показатели тепловой изоляции стен конструкции;
  • К3 – показатель соотношения площади оконных проемов и полов;
  • К4 – наименьшая температура снаружи дома;
  • К5 – количество внешних стен, имеющихся в сооружении;
  • К6 – количество этажей в постройке;
  • К7 – параметр высоты помещения.

Если говорить о потерях тепла, осуществляемых через окна, важно помнить о коэффициентах для таких расчетов, которые являются:

  • для окон со стандартным остеклением этот параметр составляет 1,27;
  • для стеклопакетов двухкамерного типа – 1;
  • для трехкамерных стеклопакетов – 0,85.

Так, соотношение оконных площадей и пола в жилище будет:

  • для 10% – 0,8;
  • для 10 – 19% – 0,9;
  • для 20% – 1;
  • для 21 – 29% – 1,1;
  • для 30% – 1,2;
  • для 31 – 39% – 1,3;
  • для 40% – 1,4;
  • для 50% – 1,5.

Выполняя расчет потребления необходимого количества энергии тепла, также важно помнить, что для материала, из которого изготовлены стены сооружения, также имеются свои коэффициенты:

  • для блоков или бетонных панелей – от 1,25 до 1,5;
  • для бревенчатых стен или стен из бруса – 1,25;
  • для кирпичной кладки толщиной в 1,5 кирпича – 1,5;
  • для 2,5 кирпичной кладки – 1,1;
  • для блоков из пенобетона – 1.

Стоит учитывать и тот факт, что если температуры за пределами дома являются низкими, то и тепловые потери становятся более существенными, например:

  • если температура достигает -10°C, то коэффициент будет составлять 0,7;
  • если этот параметр является ниже -10°C, то коэффициент должен быть 0,8;
  • если температура составляет -15°C, то цифра будет равна 0,9;
  • при морозе в -20°C коэффициент должен составлять 1;
  • величина коэффициента при -25°C – 1,2;
  • в случае понижения температуры до -30°C коэффициент должен быть равен 1,2;
  • если столбик термометра на улице достигает -35°C, то коэффициент должен составлять 1,3.
Популярные статьи  Как сделать кисет своими руками пошаговая инструкция и полезные советы

Другие способы определения количества тепла

Добавим, что также существуют и другие способы, при помощи которых можно рассчитать объем тепла, которое поступает в систему отопления. В данном случае формула не только несколько отличается от приведенных ниже, но и имеет несколько вариаций.

Что же касается значений переменных, то они здесь те же, что и в предыдущем пункте данной статьи. На основании всего этого можно сделать уверенный вывод, что рассчитать тепло на отопление вполне можно своим силами. Однако при этом не стоит забывать о консультации со специализированными организациями, которые ответственны за обеспечение жилья теплом, так как их методы и принципы произведения расчетов могут отличаться, причем существенно, а процедура может состоять из другого комплекса мер.

Если же вы намереваетесь обустроить систему «теплого пола», то подготовьтесь к тому, что процесс расчета будет более сложным, поскольку здесь учитываются не только особенности контура отопления, но и характеристик электрической сети, которая, собственно, и будет подогревать пол. Более того, организации, которые занимаются установкой подобного рода оборудования, также будут другими.

Обратите внимание! Люди нередко сталкиваются с проблемой, когда калории следует переводить в киловатты, что объясняется использованием во многих специализированных пособиях единицы измерения, которая в международной системе называется «Си». >. В таких случаях необходимо помнить, что коэффициент, благодаря которому килокалории будут переведены в киловатты, равен 850

Если же говорить более простым языком, то один киловатт – это 850 килокалорий. Данный вариант расчета более просто, чем приведенные выше, так как определить значение в гигакалориях можно за несколько секунд, поскольку Гкал, как уже отмечалось ранее, это миллион калорий

В таких случаях необходимо помнить, что коэффициент, благодаря которому килокалории будут переведены в киловатты, равен 850. Если же говорить более простым языком, то один киловатт – это 850 килокалорий. Данный вариант расчета более просто, чем приведенные выше, так как определить значение в гигакалориях можно за несколько секунд, поскольку Гкал, как уже отмечалось ранее, это миллион калорий.

Дабы избежать возможных ошибок, не стоит забывать и о том, что практически все современные тепловые счетчики работают с некоторой погрешностью, пусть и в пределах допустимого. Такую погрешность также можно рассчитать собственноручно, для чего необходимо использовать следующую формулу:

Традиционно, теперь выясняем, что же обозначает каждое из этих переменных значений.

1. V1 – это расход рабочей жидкости в трубопроводе подачи.

2. V2 – аналогичный показатель, но уже в трубопроводе «обратки».

3. 100 – это число, посредством которого значение переводится в проценты.

4. Наконец, Е – это погрешность учетного устройства.

Согласно эксплуатационным требованиям и нормам, предельно допустимая погрешность не должна превышать 2 процентов, хотя в большинстве счетчиков она составляет где-то 1 процент.

В итоге отметим, что правильно произведенный расчет Гкал на отопление позволяет значительно сэкономить средства, затрачиваемые на обогрев помещения. На первый взгляд, процедура эта достаточно сложна, но – и вы в этом убедились лично – при наличии хорошей инструкции ничего трудного в ней нет.

На этом все. Также советуем посмотреть приведенный ниже тематический видеоматериал. Удачи в работе и, по традиции, теплых вам зим!

Расчёт утепления пола, сделанного по грунту

Методика «теплотеха» для напольных покрытий нижних этажей существенно отличается от расчёта теплового сопротивления прочих ограждающих конструкций. Для нижнего термобарьера всё связано с разной средой: контакт с воздухом, грунтом, который задерживает тепло, препятствует его передаче, даже поглощает. Техники расчёта различаются из-за большого количества сторонних факторов, однако, каждая требует отдельного изучения. Расчёт пола нижних этажей сооружений, например, на свайном фундаменте, обсчитывают с использованием методики Мачинского, которая предполагает деление напольного покрытия на 4 условные зоны. Они образуются по периметру сооружения на поверхности пола шириной в 200 см. Для отдельной зоны существуют расчётные показатели, которые показывают сопротивление теплопередаче (измеряется в квадратных метрах·К/Вт):

Как рассчитываются тепловые потери
Зоны сопротивления теплопередаче

  • 1 зона — 2,1 м2К/Вт.
  • 2 зона — 4,3 м2К/Вт.
  • 3 зона — 8,6 м2К/Вт.
  • 4 зона — 14,2 м2К/Вт.

В узких помещениях последние зоны чаще отсутствуют, в просторных последняя зона занимает место, которое остаётся от первых трёх.

При строительстве пола в заглублённых домах с цокольным этажом считается высота стенки до линии грунта с улицы. Фундаментный бетон принимают за эквивалент грунту, тепло, которое уходит через слой почвы, условно передвигается к поверхности.

Тепло, уходящее сквозь поверхность пола, рассчитывают как проникающее вглубь грунта. Значит, степень насыщения теплотой и разница температур неодинаковые. Такие данные указаны в методике расчёта Сотникова, однако, для правильного её применения требуется определение исходных показателей по климату.

Для правильного проведения расчётных данных, указывающих на сопротивление теплопередаче, существует специальная программа. Для получения результата требуется заполнить несколько строк.

Оцените статью