Методика расчета

Печать PDF

Методика расчёта отопления помещений

Расчёты удельной энергоёмкости системы отопления, проводимые при проектировании зданий, осуществляются по правилам, характерным для российской практики проектирования, учёт которых необходим при вычислении требуемого значения удельной энергоёмкости системы отопления. При этом подходе проектируемое здание сравнивается по показателю удельного количества тепла, потреблённого системой отопления здания за отопительный период и отнесённое к 1 м2 общей площади квартир (удельная энергоёмкость системы отопления), который определяется путем выбора теплозащитных свойств оболочки здания и типа, эффективности и метода авторегулирования принятых систем отопления и вентиляции с рекомендуемым значением. Такой подход известен за рубежом, в частности, он принят в Германии по Постановлению о тепловой защите 1995 года, где приводятся рекомендуемые значения удельной энергоёмкости системы отопления в зависимости от компактности здания.

Решая задачу оптимизации энергоэффективности здания при проектировании, определяют показатели архитектурных и инженерных решений здания, обеспечивающих минимизацию расхода энергии на создание микроклимата в помещениях здания. Однако, существующие строительные нормы и правила (СНиП) и санитарно-гигиенические нормы ориентированы на использование систем традиционного отопления с использованием в качестве теплоносителя горячей воды.
 
Ниже приведена упрощённая методика расчётов по определению установленной мощности (Руст)  электрического отопления для типовых жилых помещений с высотой потолков 2,5-3,0 м.
 
Исходными данными для проведения расчётов являются: температура в помещении:   + 18°С  при внешней температуре  -26°С.


Руст - максимальная нагрузка на электросеть при длительных морозах равна максимальному часовому расходу тепла на отопление Qh

Руст = Ро x S x Кет x Кнст x Кок x Кэт x Кдв,  (кВт),    

где, Ро,   (кВт)   -   удельная   расчётная   мощность   при    отоплении помещений:

- для Юга  Ро=0,02;

- для средней полосы  Ро=0,03;

- для северных территорий  Ро=0,04 - 0,05.

S - площадь отапливаемого помещения, м2.

Кет - коэффициент теплопотерь через стены помещения:

- стены бетонные панельные, блочные и кирпичные в 1,5 кирпича - Кет = 1,25-1,5;

- стены бревенчатые, брусовые - Кет = 1,25;

- стены кирпичные в 2,5 кирпича - Кет = 1,1;

- стены пенобетоннные с повышенной теплоизоляцией - Кет = 1

Кнст - коэффициент, учитывающий количество наружных стен помещения:

- одна наружная стена - Кнст = 1;

- две наружных стены - Кнст =1,15;

- внутреннее помещение - Кнст = 0,1 - 0,3

Кок - коэффициент, учитывающий теплопотери через окна помещения:

Кок = 1 + р x sok,

где,    sok - площадь окна, м2;

р = 0,2 для обычного типового окна со спаренной рамой, р = 0,1 для окна с однокамерным стеклопакетом, р = 0,07 для окна с двухкамерным стеклопакетом.

Кэт - коэффициент, учитывающий теплопотери 1-го и последнего этажей помещения:


1-й / последний этажи - Кэт = 1,3 / 1,1;

2-й и более этаж - Кэт = 1,0

Кдв - коэффициент теплопотерь через входную (балконную) дверь:
- если входная дверь граничит с отапливаемым помещением - Кдв = 1;

- если входная (балконная) дверь выходит на улицу - Кдв = 1,2 - 1,4.

Для примера рассчитаем установленную мощность и потребление энергии на отопление для отдельно стоящего жилого дома S=74 м2, расположенного  в г.Бишкек.
Дом кирпичный; высота потолка – 2,65 м, четыре окна типовые со спаренной рамой размером 1,0м х 1,3м.
Ро=0,02; S = 74 м2; Кет = 1,5;  Кнст - 1,15; Кок = 1 +4 x 0,2 x 1,0 x 1,3= 1,04;  Кэт – 1,3; Кдв = 1,3
Руст = 0,02 x 74 x 1,5 x 1,15 x 1,04 x 1,3 x 1,3 = 10 (кВт)
Удельный расход тепла на отопление qh=Руст/ S =10000/74= 135 Вт/м2.
Выводы: для обогрева испытуемого жилого дома традиционными  электроприборами прямого отопления потребуется 10 кВт электроэнергии в час.
 
Расчет теплопроизводительности биоэлектроконвекторов «Экология»

Приведем информацию об биоэлектроконвекторах «Экология», установленных в испытуемом жилом доме (Акт от 15.03.2011 г.):
 
Таблица 1. Данные о биоэлектроконвекторах «Экология», установленных в испытуемом жилом доме
 

Марка

биоэлектроконвектора

"Экология"

Кол-во, шт.

 Расчетная

потребляемая

мощность,

кВт/час

Фактический максимальный расход электроэнергии на отопление кВт/час

Площадь жилого дома, м2

Фактический удельный расход электроэнергии, кВт/ м2

ЭВП 0,3

 2

 0,6

 

 

 

ЭВП 0,38

 3

 1,14

 

 

 

ЭВП 0,2

 4

 0,8

 

 

 

 Всего

 9

 2,54

 2,19

 74

 0,03

 
Выводы: для отопления испытуемого жилого дома отопительными биоэлектроконвекторами «Экология» потребовалось 2,19 кВт электроэнергии в час, что в 4,5 раза меньше, чем традиционными электроприборами.

Расчет теплопроизводительности 1 керамической трубы
Рассчитаем  общее количество керамических труб, установленных в испытуемом доме:
ЭВП 0,3  -  2 шт.х 8 =16 шт.
ЭВП 0,38 - 3 шт.х 10=30 шт.
ЭВП 0,2  -  4 шт.х 6 =24 шт.
                Всего:      70 шт.
Согласно методики расчета, для обогрева испытуемого дома требуются 10 кВт.
Теплопроизводительность 1 трубы: 10000 Вт/70 шт. = 140 Вт

Расчет теплопроизводительности биоэлектроконвекторов «Экология»

Таблица 2. Данные по теплопроизводительности биоэлектроконвекторов «Экология»

Марка биоэлектро

конвекторов "Экология"

Кол-во керамических труб, шт.

 

Теплопроизво

дительность одной керамической трубы, Вт

Теплопроизво

дительность одного биоэлектро

конвектора, Вт

Теплопроизво

дительность одного биоэлектро

конвектора, ккал/час

ЭВП 0,14

4

 140

560

496

ЭВН 0,14

4

140

560

496

ЭВП 0,21

6

140

840

744

ЭВН 0,21

6

140

840

744

ЭВП 0,30

8

140

1120

992

ЭВН 0,30

8

140

1120

992

ЭВП 0,38

10

140

1400

1239

ЭВН 0,38

10

140

1400

1239

ЭВП 0,40

12

140

1680

1487

ЭВН 0,40

12

140

1680

1487

Сравнительный анализ срока окупаемости новой системы отопления по Акту от 15.03.2011 г. обследования жилого дома, расположенного в г. Бишкек.


 Таблица 3. Данные о расходе газа на отопление  

Расчетный расход газа на 1 м2 

 отапливаемой площади по КР, м3 /год

Общее расчетное кол-во газа на площадь S=74 м2 ,

м3 /год

 

Тариф за 1 м3

газа, сом

Сумма за газовое отопление, сом/год

24

1776

14,5

25752

 

Таблица 4. Данные о расходе электроэнергии при традиционном прямом электроотоплении (теплые полы, электроконвекторы, электрорадиаторы и т.п.) согласно Методике расчета отопления помещений

Расчетный расход электроэнергии на отопление по испытуемому дому S=74 м2 , кВт/час

Расход электроэнергии на отопление по испытуемому дому, кВт/год

 

Тариф за 1 кВт, сом

Сумма за электроотопление, сом/год

10

37680

0,7

26376

 

Таблица 5. Данные о расходе электроэнергии при прямом электроотоплении биоэлектроконвекторами "Экология"

Расчетный расход электроэнергии на отопление по испытуемому дому S=74 м2 , кВт/час

Расход электроэнергии на отопление по испытуемому дому, кВт/год

 

Тариф за 1 кВт, сом

Сумма за электроотопление, сом/год

2,19

8252

0,7

5777

 

Таблица 6. Данные о сроках окупаемости отопления на основе биоэлектроконвекторов  "Экология"

Расходы

на оборудо

вание и монтажные работы (газ),сом

Расходы на оборудование и монтажные

работы(прямое электроотпление традиционное),сом

Расходы на оборудование и монтажные работы (прямое электроотпление биоэлектро-

конвектор "Экология"), сом

Разница между стоимостью

оборудования и монтажными работами (3 и 2)

Разница в оплате суммы за отопление (таб.1 и таб.3), сом/год

Разница в оплате суммы за отопление (таб.2 и таб.3), сом/год

Макс. срок окупаемости: (4)/(5)или (4)/(6), год

1

2

3

4

5

6

7

64420

65000

125000

60000

19975

20599

3,0

  Выводы. За счет экономии  текущих расходов за электроэнергию или газ, срок окупаемости новой системы отопления – 3 года. Учитывая, что срок службы биоэлектроконвекторов «Экология» более 25 лет, то экономия составит: 20599 сом х 22 года = 453000 сома. Срок службы системы отопления на основе газа и электроэнергии -  10 лет, то есть возникают дополнительные затраты на приобретение нового оборудования в размере 65000 сом. Общая сэкономленная сумма за срок эксплуатации биоэлектроконвекторов  «Экология» - 518000 сом.