Как понять почему холодно? – Обследование отопления здания склада DHL

Наш обзор – как обследование отопления здания склада DHL помогло выяснить причину, почему в здании холодно и решить эту проблему

Добрый день, уважаемые читатели.

К нам обратилась компания DHL с просьбой разобраться почему на их складе в Аэропорту Шереметьево очень холодно.

“В здании ощутимо холодно, персонал не может работать при таких низких температурах. Хуже того, температура в здании с каждым годом падает.” Сообщил заказчик.

Давайте вкратце опишем наш объект.

Здание склада DHL находится в аэропорту Шереметьево.

Площадь здания порядка 7 000 квадратных метров.

На момент обследования температура на складе колебалась в районе 15-16 градусов С.

Система отопления в здании работает следующим образом:

• Теплообменник, который принадлежит арендодателю, берёт тепло от подводящей трубы Аэропорта Шереметьево.
• Далее следует гребенка арендодателя и гребёнка DHL.
• От гребёнки осуществляется отопление склада с помощью вулканов, отопление офисной части с помощью радиаторов, а также работает система вентиляции.

Предположения заказчика, почему в здании холодно:

• Возможно, на теплообменник арендодателя поступает немного меньше тепла чем установлено в договоре (по температурному графику). Даже если включить тепловые завесы то воздух которые поступают от тепловых завес еле теплый.
• Возможно, система отопления смонтировано неправильно.
• Возможно, проект по которому была выполнена система отопления был рассчитан не правильно, коэффициенты и расчет теплопотерь сделаны с ошибками.
• Возможно, просто напросто надо добавить еще несколько вулканов для того чтобы повысить уровень температуры на складе.

Заказчик уже заказывал тепловизионное обследование здания у одной из многочисленных организаций, которые этим занимаются.

Тепловизионное обследование здания помогло выявить локальные дефекты стен и кровли здания.

Дефекты были устранены.

Но, это не помогло решить глобальный вопрос, и в здании по прежнему продолжало быть холодно.

И так, наша задача понять почему на складе холодно и предоставить решение, как сделать склад теплее (улучшить микроклимат рабочих мест).

Обследование отопления здания склада DHL

Для того что бы разобраться почему на складе холодно, мы провели о обследование отопления здания.

Вот каким образом были осуществленный работы:

• Сбор исходных данных на объекте заказчика
• Расчет тепловых потерь здания
• Расчет тепловой нагрузки на отопление
• Тепловой баланс здания
• Техническое заключение и выводы
• Рекомендации по результатам обследования здания
• Тепловизионное обследование системы отопления

Исходные данные

Перед тем, как начать работу, мы собрали все исходные данные на объекте заказчика.

Вот таблица с основными исходными данными:

Заказчик	DHL
Адрес объекта	г. Москва
Вид работ	Обследование отопления здания
Этажность здания	одноэтажное
Этаж, на котором расположены обследуемые помещения	1 этаж
Ширина х длина здания	60 х 120 м
Высота этажа	От 4,75 до 7,5 м.
Система отопления	двухтрубная
Тип розлива	нижний
Температурный график	50/30 °С
Расчетный температурный график для этажей на которых находятся помещения	50/30 °С
Вентиляция	Приточно-вытяжная с механическим побуждением
Расчетная температура внутреннего воздуха	20 °С
Представленная техническая документация	Проект ОВ и К

Теплопотребляющее оборудование

Наименование и техническая характеристика	Тип, марка	Количество, шт.
Радиатор настенный RIFAR, с клапаном для выпуска воздуха и комплектом креплений	В500-10 В500-4 В500-6 В500-8	7 2 9 5
Отопительно-вентиляционный агрегат Volcano, 5500 м3/ч, 10-30 кВт, 233/50 В/Гц.	VR1	17
Отопительно-вентиляционный агрегат Volcano-mini, 2000 м3/ч, 3-20 кВт, 230/50 В/Гц.	mini	1
Воздушно-тепловая завеса с водяным нагревом с щелью на широкой стороне 4170 м3/час, N=1,5 кВт	PWZ-C 60-35 W2/3 CH-PWZ-W-2	10
Воздушно-тепловая завеса с водяным нагревом с щелью на широкой стороне 4170 м3/час, N=1,5 кВт	PWZ-C 60-35 W2/3 CH-PWZ-W	1
Воздушно-тепловая завеса с водяным нагревом с щелью на широкой стороне 6280 м3/час, N=3,0 кВт	PWZ-C 70-40 W2/4 CH-PWZ-W-2	2
Воздушно-тепловая завеса с водяным нагревом с щелью на широкой стороне 9100 м3/час, N=5,5 кВт	PWZ-C 90-50 W2/4 CH-PWZ-W-B14	1
Приточно-вытяжная установка	UTR 60-30V1.28-1,1x30L+	1

Расчет тепловой нагрузки и тепловых потерь

Для того, что бы понять почему в здании холодно, необходимо сравнить два основных показателя:

Тепловые потери здания (сколько тепла здание теряет) и Тепловые нагрузки (сколько тепла выдает система отопления).

Как правило, тепловая нагрузка (мощность) системы отопления должна быть равной или немного больше тепловых потерь.

Тогда, система отопления может возмещать все тепло, которое здание теряет .

Если здание теряет больше тепла, чем может возместить система отопления, тогда в здании постоянно холодно, плохой микроклимат, может возникнуть плесень и грибок.

Расчет тепловых потерь здания

Для расчета тепловых потерь здания по укрупненным показателям (для жилых и общественных зданий) используем мы использовали следующие формулы:

Ориентировочные значения теплопотерь зданием, Вт Q=a´V_ЗД´q´ (tв-tн)

где а – коэффициент учета района строительства здания (а = 0,54 +22/(t_в – t_н));

q – удельная тепловая характеристика здания, Вт/(м³К);

t_в, t_н – температура воздуха внутри помещений и снаружи здания, °С.

Удельная тепловая характеристика здания, Вт/(м³К) q=1,16´ [(1+2d) ´A+ S]/V_Н

где Vн – объем здания (см. исходные данные), м³;

S – площадь здания (см. исходные данные), м²;

d – доля остекления здания (d = 0,15);

А – площадь наружных стен здания (см. исходные данные), м².

Результаты расчетов сводим в таблицу

Назначение здания	Коэффициент учета строительства здания	Удельная тепловая характеристика, Вт/(м3*К)	Ориентировочные значения теплопотерь зданием, кВт
Склад	0,998	0,26873	257,296

Что бы было понятней, 257,3 кВт это примерно 2,2 Гкал.

Результаты расчетов: Тепловые потери здания 257 кВт

Расчет фактической тепловой нагрузки

Далее мы рассчитали фактическую тепловую нагрузку (мощность) системы отопления здания.

Расчет биметаллических радиаторов

Технические характеристики секционных радиаторов	Rifar Base 500
Температура теплоносителя, не более, град. С	135
Избыточное рабочее давление, не более, МПа (г/кв. см)	2,0 (20)
Межцентровое расстояние ниппельных отверстий, мм	500
Номинальный тепловой поток секции, Вт	197

Температурный режим отопительной системы – 50/30/20.

Параметр DT для существующих условий по формуле, °С:

DT = (t_под + t_обр) / 2 – t_комн.= (42+38)/2-20=20,

где: t_под. – температура воды в подающем трубопроводе по показаниям тепловизора;

t_обр. – то же, в обратке;

t_комн. – температура внутри помещения.

Поправочные коэффициенты для систем отопления с разной дельтой температур

Источник: Сравнение теплоотдачи радиаторов отопления

Так как DT выходит за диапазон значений эффективной работы отопительного прибора находим значение коэффициента К, методом аппроксимации

Зависимость поправочного коэффициента К от параметра DT

K= 0,1252.

Тепловая мощность секции биметаллического радиатора при индивидуальной температуре в системе отопления;

Ф = Ф_S · К,

где: Ф_S – нормативная тепловая мощность;

К – поправочный коэффициент.

Биметаллические радиаторы:

Ф₁ = (Ф_S· К) ·n_c ·n= (197 · 0,1252) ·10·7 = 1726,508 Вт;

Ф₂ = (Ф_S· К) ·n_c ·n= (197 · 0,1252) ·8·5 = 986,576 Вт;

Ф₃ = (Ф_S· К) ·n_c ·n= (197 · 0,1252) ·6·9 = 1331,8776 Вт;

Ф₄ = (Ф_S· К) ·n_c ·n= (197 · 0,1252) ·4·2 = 197,3152 Вт,

где: nc _– количество секций биметаллического радиатора, шт.;

n – количество биметаллических радиаторов, шт.

Суммарная тепловая нагрузка биметаллических радиаторов

Qр.от.=1726,508+986,576+1331,8776+197,3152=4242,2768 Вт = 4,24 кВт

Расчет отопительно-вентиляционного агрегата Volcano VR1, VR Mini

Температурный режим отопительной системы – 50/30/20.

Тепловая мощность отопительно-вентиляционного агрегата

Q₁ = V_в · С_р · ρ_в ·(t_ср – t₁)/3,6,

где: V_в – объемный расход воздуха через агрегат, м3/час;

С_р – изобарная теплоемкость воздуха, кДж/(кг·°С);

ρ_в – плотность воздуха, кг/м3;

t_ср – температура воздуха на выходе из решётки агрегата по показаниям телевизора °С;

t₁ – параметры воздуха в помещении, °С.

Q_VR1 = 5500 · 1,005 · 1,2 · (23 – 20)/3,6 = 5527,5 Вт;

Q_VRMini = 2000 · 1,005 · 1,2 · (24,3 – 20)/3,6 = 2881 Вт.

Суммарная тепловая нагрузка отопительно-вентиляционных агрегатов

Qот.-в.=5527,5 · 17 + 2881=96848,5 Вт = 96,8485 кВт.

Расчет воздушной тепловой завесы PWZ-C 60-35 W2/3, PWZ-C 70-40 W2/4, PWZ-C 90-50 W2/4

Температурный режим отопительной системы – 50/30/20.

Тепловая мощность тепловой завесы

Q₁ = V_в · С_р · ρ_в ·(t_ср – t₁)/3,6,

где: V_в – объемный расход воздуха через тепловую завесу, м3/час;

С_р – изобарная теплоемкость воздуха, кДж/(кг·°С);

ρ_в – плотность воздуха, кг/м3;

t_ср – температура воздуха на выходе из сопла завесы по показаниям телевизора °С;

t₁ – параметры воздуха в помещении, °С.

Q₁ = 4170 · 1,005 · 1,2134 · (19 – 18)/3,6 = 1412,549275 Вт;

Q₂ = 6280 · 1,005 · 1,2134 · (19 – 18)/3,6 = 2127,292433 Вт.

Q₃ = 9100 · 1,005 · 1,2134 · (19 – 18)/3,6 = 3048,5 Вт.

Суммарная тепловая нагрузка тепловых завес

Qт.з.= 1412,549275 · 10 + 1412,549275 +2127,292433· 2 + 3048,5 =22841,12689 Вт = 22,84112689 кВт.

Тепловая нагрузка водяного нагревателя приточно-вытяжной установки

Мощность нагрева водяного нагревателя составляет Qвент. =17,2 кВт

Суммарная тепловая нагрузка системы отопления склада

Q сум. = Qр.от. + Qот.-в. + Qт.з. + Qвент. = 4,24 + 96,85 + 22,84 + 17,2 = 141,1 кВт

Тепловой баланс здания

Для обеспечения комфортных условий внутри помещений необходимо поддерживать тепловой баланс между тепловыми потерями здания и тепловой нагрузкой установленных отопительных приборов.

Обследование системы отопления здания показала, что в здании существует невязка теплового баланса.

То есть, здание теряет больше тепла, чем может возместить система отопления.

Невязка теплового баланса здания = Тепловые нагрузки – Тепловые потери = 141,1 кВт – 257,3 кВт = – 116,2 кВт

И так, причина почему в здании холодно: здание склада DHL теряет больше тепла, чем может возместить его система отопления.

Обследование отопления здания: Выводы

По результатам проведенного комплексного обследования систем отопления и вентиляции здания склада и выполненных расчетов установлено:

1. Температурный режим системы отопления 50/30 °С.
2. Тепловые потери здания составили 257 кВт.
3. Фактическая тепловая нагрузка установленных отопительных приборов составляет 141 кВт.
4. Невязка теплового баланса здания составляет 116 кВт.
5. Существующий проект ОВ и К разработан для теплоносителя – воды с параметрами 80-60 °С – после существующего теплообменника и насоса.
6. Не эффективное использование установленных биметаллических радиаторов при существующим температурным режимом системы отопления 50/30 °С.
7. Не эффективное использование установленных воздушных завес с водяным нагревом при существующим температурным режимом системы отопления 50/30°С. Воздушная завеса функционирует практически без нагрева по принципу забора воздуха из помещения и возвращения его по периметру двери с мощным потоком. Таким образом, воздух не подогревается, но созданный барьер не дает проникнуть сквозь дверь вредным элементам, а также не дает изменить температуру в помещении. Такая установка подходит для складов и похожих помещений, но она не будет работать как дополнительный источник отопления.
8. Выявлены вышедшие из строя либо же отключенные отопительные приборы.

Рекомендации по результатам обследования здания склада

1. Для эффективной работы существующей системы отопления, без установки дополнительного отопительного оборудования, необходимо поднять показатели теплоносителя до параметров 80-60 °С – после существующего теплообменника и насоса.
2. При существующих параметрах теплоносителя 50-30 °С для обеспечения поддержания температуры внутри помещения на уровне 20 °С необходимы следующие мероприятия:
   • Устранить невязку баланса по тепловой нагрузке в размере 116 кВт путем замены 17 отопительно-вентиляционных агрегата Volcano VR1 на более мощные Volcano VR3, либо же добавления дополнительных агрегатов Volcano VR1 в количестве 21 шт.
   • Замена не эффективных при таких параметрах теплоносителя биметаллических радиаторов на панельные радиаторы типа RADIK KLASIK.
3. Установка дополнительных приборов в контуре воздушного отопления приведет к увеличению гидравлических потерь, возможно необходимо будет заменить прокачивающий насос.
4. Проверить не работающие отопительные приборы на наличие поломок и в случае необходимости провести ремонт либо замену.

Результаты тепловизионного обследования отопления здания

Зафиксированы температуры теплоносителя на выходе из гребенки системы теплоснабжения.

Зафиксированы температуры теплоносителя на выходе из гребенки системы теплоснабжения.

Наблюдается засор секции радиатора либо недостаточная температура теплоносителя для эффективной работы отопительного прибора.

Наблюдается засор секции радиатора либо недостаточная температура теплоносителя для эффективной работы отопительного прибора.

Наблюдается засор секции радиатора либо недостаточная температура теплоносителя для эффективной работы отопительного прибора.

Отопительный прибор отключен.

Нормально работающий отопительный прибор.

Зафиксированы температуры теплоносителя на входе и выходе из отопительного прибора.

Зафиксированная температура на поверхности решетки отопительного прибора соответствует паспортным данным.

Зафиксированная температура на поверхности решетки отопительного прибора соответствует паспортным данным.

Зафиксированная температура на поверхности решетки отопительного прибора соответствует паспортным данным.

Подача теплоносителя осуществляется. Отопительный прибор в нерабочем состоянии.

Подача теплоносителя осуществляется. Отопительный прибор в нерабочем состоянии.

Подача теплоносителя осуществляется. Отопительный прибор в нерабочем состоянии.

Зафиксированы температуры на входе и выходе водяного теплообменника тепловой завесы.

О проведенных работах

Работы по теплотехническому обследованию системы отопления склада DHL строительных конструкций с разработкой рекомендаций по устранению выявленных дефектов, проводились специалистами ООО «Энергоэффективность и энергоаудит» (копия свидетельства СРО о допуске к работам).

Цель работ: выявление причины почему холодно в здание и устранение этой проблемы.

Обследование отопления здания проводилось на основании технического задания, утвержденного Заказчиком, Федеральный закон от 23 ноября 2009 N 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности, и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации», глава 9, ст.28 и 29.

Приборы и средства контроля

Тепловизионный контроль осуществлялся с помощью тепловизора «Testo 871».

При теплотехническом обследовании здания дополнительно использовали следующую аппаратуру:

• термогигрометр Testo 622,
• измеритель плотности теплового потока и температуры ИТП-МГ4.03 «ПОТОК»,
• термоанемометр Testo 405.

Технические характеристики «Testo 871»

	Наименование СИ	Тепловизор
	Производитель	testo 871
	Марка СИ	871
	Заводской №	1008266
	№ в Госреестре средств измерений	44367-10
	Технические характеристики
	Размер детектора, пиксели	240×180
	Качество снимка NETD, мK	90
	Погрешность	±2 °C или ±2%
	Температурный диапазон, °C	-30…+650
	Рабочая температура, °C	-15 … +50
	Тип зонда	инфракрасный
	Тип хранения изображения	съемная карта памяти SD

Технические характеристики «Testo 622»

	Наименование СИ	Термогигрометр
	Производитель	testo
	Марка СИ	622
	Заводской №	39501565/005
	№ в госреестре средств измерений	35319-07
	Технические характеристики
	Диапазон измерения	300…1200,0 гПа
	Погрешность измерения влажности (при 25±5°С), %	не более ±3
	Диапазон измерения температуры, °С	-10…+60
	погрешность измерения температуры, °С	не более ±0,4
	Размеры	185 x 105 x 36 мм

Технические характеристики «Testo 405»

	Наименование СИ	Термоанемометр
	Производитель	testo
	Марка СИ	405
	Заводской №	41518249/410
	Скорость потока
	Диапазон измерений	0 … +99990 м³/ч
	Термоанемометр
	Диапазон измерений	0 … 5 м/с (-20 … 0 °C) 0 … 10 м/с (0 … +50°C)
	Погрешность	±(0.1 м/с + 5% от изм. знач.) (0 … +2 м/с) ±(0.3 м/с + 5% от изм. знач.) (в ост. диапазоне)
	Разрешение	0.01 м/с
	Измерение температуры
	Диапазон измерений	-20 … +50 °C
	Погрешность	±0.5 °C
	Разрешение	0.1 °C
	Рабочая температура	0 … +50 °C
	Размеры	490 x 37 x 36 мм