Расчет тепловых нагрузок на горячее водоснабжение

ООО «Энергоэффективность и энергоаудит»

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Расчет тепловых нагрузок на горячее водоснабжение

Наименование объекта: Медицинский и ветеринарный центры

Содержание:

• Исходные данные
• Расчет тепловой нагрузки на отопление
• Расчет тепловой нагрузки на горячее водоснабжение
• Техническое заключение
• Список нормативно-технической и специальной литературы
• Полная информация по расчету тепловых нагрузок

Исходные данные. Расчет тепловых нагрузок на горячее водоснабжение

Настоящий расчет выполнен с целью определения фактической тепловой нагрузки на отопление и горячее водоснабжение нежилых помещений.

Заказчик	Медицинский и ветеринарный центры
Адрес объекта	г. Москва
Вид работ	Расчет тепловых нагрузок на горячее водоснабжение
Этажность здания	восьмиэтажное
Этаж, на котором расположены обследуемые помещения	Подвал, 1 этаж
Высота этажа	2,75 и 4,45 м.
Система отопления	однотрубная
Тип розлива	нижний
Температурный график	95/70 °С
Расчетный температурный график для этажей на которых находятся помещения	95/70 °С
ГВС	Централизованное
Расчетная температура внутреннего воздуха	20 °С
Представленная техническая документация	1. Копия плана помещения. 2. Экспликация помещений.

№ помещения	№ отопительного прибора на плане	Фото отопительного прибора	Технические характеристики отопительного прибора
1-ый этаж
Ветеринарный центр
12	1		RADIK KLASIK, Тип 21 Длина 2300 мм
12, 13, 14, 15	2, 3, 4, 5		RADIK KLASIK, Тип 21 Длина 2000 мм
2, 3	6, 7		Rifar Monolit 500 (10 секций)
1, 2а	8, 9		RIFAR Alp 500 (10 секций)
1	10		RIFAR Alp 500 (11 секций)
Медицинский центр
22	11		RADIK KLASIK, Тип 21 Длина 2000 мм
22а, 22в	12, 17		AKFA AVANGARD 500 (12 секций)
22а	13		Rifar Base 200 (18 секций)
22г	14		Rifar Monolit 500 (10 секций)
22д	15		RIFAR Alp 500 (12 секций)
23	16		RIFAR Alp 500 (10 секций)
Подвал (Медицинский центр)
2	18		Чугунные радиаторы М-140-АО (11 секций)

Схема расположения радиаторов отопления

Схема расположения радиаторов отопления 1-го этажа

Схема расположения радиаторов отопления подвала

Расчет тепловой нагрузки на отопление

Расчет панельных радиаторов

Технические характеристики панельных радиаторов RADIK KLASIK 21
Температура теплоносителя, не более, град. С	110
Избыточное рабочее давление, не более, МПа (г/кв. см)	1,0
Высота H, мм	600	300
Длина L, мм	2300	2000
Номинальная тепловая мощность, кВт	3,777	1,895

Температурный режим отопительной системы – 95/70/20.

Тепловая мощность панельного радиатора при индивидуальной температуре в системе отопления;

Q = Q_S · К,

где: Q_S – номинальная тепловая мощность панельного радиатора;

К – поправочный коэффициент.

Поправочные коэффициенты для систем отопления при различных условиях эксплуатации

Источник: Каталог RADIK – панельные отопительные приборы

Панельные радиаторы RADIK KLASIK 21 ветеринарный центр:

Q₁ = (Q_S · К) ·n= (3777 · 0,76) ·1 =  2870,52 (Вт) · 0,863 = 2477,25876 (Ккал/ч)

Q₂ = (Q_S · К) ·n= (1895 · 0,76) ·4 =  5760,8 (Вт) · 0,863 = 4971,5704 (Ккал/ч)

Панельные радиаторы RADIK KLASIK 21 медицинский центр:

Q₃ = (Q_S · К) ·n= (1895 · 0,76) ·1 =  1440,2 (Вт) · 0,863 = 1242,8926 (Ккал/ч)

где:  n – количество панельных радиаторов марки RADIK KLASIK 21, шт.

Посмотреть на отчет по тепловизионному обследованию зданий Минздрава РФ

Расчет биметаллических радиаторов

Технические характеристики секционных радиаторов	Rifar Monolit 500	RIFAR Alp 500	Rifar Base 200	AKFA AVANGARD 500
Температура теплоносителя, не более, град. С	135	135	135	110
Избыточное рабочее давление, не более, МПа (г/кв. см)	3,0 (30)	2,0 (20)	2,0 (20)	2,4 (24)
Межцентровое расстояние ниппельных отверстий, мм	500	500	200	500
Номинальный тепловой поток секции, кВт	0,196	0,161	0,100	0,178

Температурный режим отопительной системы – 95/70/20.

Параметр DT для существующих условий по формуле, °С:

DT = (t_под + t_обр) / 2 – t_комн.= (95+70)/2-20=62,5,

где: t_под. – температура воды в подающем трубопроводе;

t_обр. – то же, в обратке;

t_комн. – температура внутри комнаты.

Поправочные коэффициенты для систем отопления с разной дельтой температур

Источник: Сравнение теплоотдачи радиаторов отопления

Так как DT не целое число находим среднее значение коэффициента К,

К=(0,85+0,87)/2=0,86.

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, установленные в ветеринарном центре:

Ф₁ = (Ф_S ·К) ·n_c ·n= (196 · 0,86) ·10·2 = 3371,2 (Вт) · 0,863 = 2909,3456 (Ккал/ч)

Ф₂ = (Ф_S · К) ·n_c ·n= (161 · 0,86) ·10·2 = 2769,2 (Вт) · 0,863 = 2389,8196 (Ккал/ч)

Ф₃ = (Ф_S· К) ·n_c ·n= (161 · 0,86) ·11·1 = 1523,06 (Вт) · 0,863 = 1314,40078 (Ккал/ч)

Биметаллические радиаторы, установленные в медицинском центре:

Ф₄ = (Ф_S· К) ·n_c ·n= (178 · 0,86) ·12·2 = 3673,92 (Вт) · 0,863 = 3170,59296 (Ккал/ч)

Ф₅ = (Ф_S· К) ·n_c ·n= (100 · 0,86) ·18·1 = 1548 (Вт) · 0,863 = 1335,924 (Ккал/ч)

Ф₆ = (Ф_S· К) ·n_c ·n= (196 · 0,86) ·10·1 = 1685,6 (Вт) · 0,863 = 1454,6728 (Ккал/ч)

Ф₇ = (Ф_S· К) ·n_c ·n= (161 · 0,86) ·12·1 = 1661,52 (Вт) · 0,863 = 1433,89176 (Ккал/ч)

Ф₈ = (Ф_S· К) ·n_c ·n= (161 · 0,86) ·10·1 = 1384,6 (Вт) · 0,863 = 1194,9098 (Ккал/ч)

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

n – количество биметаллических радиаторов, шт.

Обследование освещения школы

Расчет чугунных радиаторов отопления

№ этажа	Расчетный температурный график	Тип радиатора	Количество радиаторов	Количество секций
1	95,0-70,0 оС	Чугунные М-140-АО	1	11

Справочник проектировщика «Внутренние санитарно-технические устройства» (И.Г. Староверов, 1975 г.), таблица 12.1, стр. 42

Схема присоединения чугунных радиаторов к трубам системы водяного отопления

Справочник проектировщика «Внутренние санитарно-технические устройства» (И.Г. Староверов, 1975 г.), таблица 12.4, стр. 50

Расход теплоносителя через 1м.п. чугунных радиаторов

Справочник проектировщика «Внутренние санитарно-технические устройства» (И.Г. Староверов, 1975 г.), таблица 12.3, стр. 47

Определим расход теплоносителя через одну секцию чугунного радиатора кг/ч

35:10 = 3,5 кг/ч расход теплоносителя через одну секцию (G), где:

10 шт. – количество секций в 1 м.п. радиатора (см. Таблицу № 2.3.2);

35 кг/ч – расход теплоносителя через 1м.п. радиатора (см. Таблицу № 2.3.4 ).

Расход теплоносителя через 1м.п. отопительных приборов

Расчетная площадь нагревательной поверхности секционных радиаторов Fp в зависимости от числа секций в радиаторе
Число секций Ni	Радиатор
	М-140-АО	М-140 (М-140-А)	М-140-АО-300	М-90	РД-90с
	Площадь нагревательной поверхности одной секции, экм
	0,35	0,31	0,217	0,26	0,275
2	0,84	0,76	0,59	0,67	0,70
3	1,18	1,07	0,80	0,93	0,97
4	1,52	1,37	1,01	1,18	1,25
5	1,84	1,67	1,22	1,43	1,50
6	2,16	1,98	1,43	1,68	1,73
7	2,54	2,26	1,64	1,93	2,01
8	2,82	2,52	1,85	2,19	2,28
9	3,15	2,83	2,06	2,44	2,56
10	3,49	3,1	2,27	2,69	2,80
11	3,82	3,39	2,47	2,94	3,05
12	4,12	3,68	2,68	3,19	3,30
13	4,45	3,96	2,89	3,45	3,57
14	4,77	4,26	3,10	3,70	3,86
15	5,08	4,58	3,31	3,95	4,06
16	5,42	4,82	3,52	4,20	4,32
17	5,73	5,09	3,73	4,45	4,54
18	6,05	5,39	3,94	4,71	4,80
19	6,37	5,67	4,15	4,96	5,07
20	6,70	5,96	4,36	5,21	5,33
21	7,01	6,24	4,57	5,46	5,59
22	7,34	6,58	4,78	5,71	5,85
23	7,65	6,81	4,99	5,97	6,11
24	7,99	7,10	5,20	6,22	6,37
24	8,31	7,38	5,41	6,47	6,57
Справочник проектировщика «Внутренние санитарно-технические устройства» (И.Г. Староверов, 1975 г.), таблица 12.13, стр. 67

Определим расчетную формулу плотности теплового потока на 1 экм нагревательной поверхности отопительных чугунных радиаторов G_отн / F_p ≤ 7 или

G_отн / F_p ≥ 7

Радиаторы М-140-АО

11 секций (1 радиатор)

G_отн / F_p = (3,5 х 11) : 17,4 : 3,15 = 0,579

Итого:  0,579 < 7

Полученное значение меньше 7 дальнейший расчет выполним по формуле из Таблицы № 2.3.6.

Вычислим теплопередачу чугунных радиаторов.

Расчетная формула плотности теплового потока на 1 экм нагревательной поверхности отопительных приборов

Справочник проектировщика «Внутренние санитарно-технические устройства» (И.Г. Староверов, 1975 г.), таблица 12.8, стр. 52

Коэффициент φ, учитывающий расход воды в систему

Справочник проектировщика «Внутренние санитарно-технические устройства» (И.Г. Староверов, 1975 г.), стр. 48

Радиаторы М-140-АО

5 секций (4 радиатора)

3,5 х 11 = 38,5 кг/ч расход воды в радиаторе

q_э = 1,89/φ ·∆t_ср^1,32 = 1,89/1,04 х ((95,0 + 70,0):2 -20)^1,32 = 426,5697828  Ккал/(ч·экм)

0,35х11 = 3,85 экм

426,5697828 х 3,85 х 1 = 1642,293664 Ккал/ч

Суммарная тепловая нагрузка радиаторов системы отопления ветеринарный центр:

Qр.от.1= 2477,25876 + 4971,5704 + 2909,3456 + 2389,8196 + 1314,40078 = 14062,39514 Ккал/ч

Суммарная тепловая нагрузка радиаторов системы отопления медицинский центр:

Qр.от.2= 1242,8926 + 3170,59296 + 1335,924 + 1454,6728 + 1433,89176 + 1194,9098 + 1642,293664 = 11475,177584 Ккал/ч

Максимальный часовой расход на отопление в вертикальных трубопроводах

Кривые для определения теплопередачи 1м вертикальных гладких труб различных диаметров
трубы Ду 15	tтр. = + 82,5 оC	tв = + 20 оC
Справочник проектировщика «Внутренние санитарно-технические устройства» (И.Г. Староверов, 1975 г.), стр. 56, рис. 12.2

Ветеринарный центр

Qпод.тр.Ду15 ´ l₁ = 45,3 ´ 6 = 271,8 ккал/ч (0,0002718 Гкал/ч)

Медицинский центр

Qпод.тр.Ду15 ´ l₂ = 45,3 ´ 12 = 543,6 ккал/ч (0,0005436 Гкал/ч)

Qпод.тр.Ду15 = 45,3 ккал/ч – потери тепловой энергии в подающем трубопроводе на один погонный метр (таблица №2.4.1);

l₁ = 6 м – длина подающего трубопровода ветеринарный центр;

l₂ = 12 м – длина подающего трубопровода медицинский центр;

Максимальный часовой расход на отопление

Ветеринарный центр

Q_{o max} = Qр.от.1 + Qтр.1= 14062,39514 + 271,8 = 14334,19514 ккал/ч (0,01433419514 Гкал/ч).

Медицинский центр

Q_{o max} = Qр.от.2 + Qтр.2= 11475,177584 + 543,6= 12018,777584 ккал/ч (0,012018777584 Гкал/ч).

Годовой расход за отопительный период

Ветеринарный центр

Q_o^год  = Q_{o max}´ ((t_i – t_m)/(t_i – t_о))´ 24´ Z_o´ 10^-6 = 14334,19514 ´ [(20 +3,1)/(20 +28)] ´ 24 ´ 214 ´ 10^-6 =35,4298  Гкал/год,

Медицинский центр

Q_o^год  = Q_{o max}´ ((t_i – t_m)/(t_i – t_о))´ 24´ Z_o´ 10^-6 = 12018,777584  ´ [(20 +3,1)/(20 +28)] ´ 24 ´ 214 ´ 10^-6 =29,7068  Гкал/год,

где:

t_m = -3,1 °С – средняя температура наружного воздуха за расчетный период;

t_i  = 20 °С – расчетная температура внутреннего воздуха в помещениях;

t_о  = -28 °С – расчетная температура наружного воздуха;

24 час. – продолжительность работы системы отопления в сутки;

Z_o = 214 сут. – продолжительность работы системы отопления за расчетный период.

Расчет тепловых нагрузок на горячее водоснабжение

Расчет тепловых нагрузок на горячее водоснабжение ветеринарного центра

1. Вероятность действия санитарно-технических приборов.

P = (q^h_hr,u x U) / (q^h₀ x N x 3600) = (1,7 x 6) / (0,2 х 8 х 3600) = 0,0017708,

где:q^h_hr,u = 1,7 л;

U = 6 человека – количество персонала;

q^h₀ = 0,14 л/с;

N = 8 – число санитарно-технических приборов с горячей водой.

2. Вероятность использования санитарно-технических приборов.

P_hr = (3600 х P х q^h₀) / q^h_0,hr  = (3600 х 0,0017708x 0,14) / 60 = 0,01487472,

где:q^h_0,hr  = 60;

3. P_hr < 0,1,

 а_hr = 0,202

4. Средний часовой расход воды.

q_t = q^h_u x U/ 1000 x T = 10,2 x 6/ 1000 x 24 = 0,00255 м³/час

где: q^h_u = 10,2 л/час

5. Максимальный часовой расход воды.

q_hr = 0,005 х q^h_0,hr  х  а_hr = 0,005 х 60 х 0,202 = 0,0606 м³/час

6. Тепловой поток.

а) в течении среднего часа

Q^h_T = 1,16 х q^h_T х (65 – t^c) + Q ^ср_гвс х k_тп = 1,16 х 0,00255 х (65 – 5) + 0,17748 х 0,15= =0,204102 кВт x 859,8 = 175,4868996 ккал /ч (0,0001754868996 Гкал/ч)

б) в течении часа максимального потребления

Q^h_hr = 1,16 х q^h_hr х (65 – t^c) + Q ^max_гвс х k_тп = 1,16 х 0,0606 х (65 – 5) + 4,21776 х 0,15= =4,850424 кВт x 859,8 =  4170,3945552 ккал /ч (0,0041703945552 Гкал/ч)

Q_h^год = g_um^h ´  m ´ с ´ r ´ [(65 – t_с^з)´ Z_з]´ (1+ K_т.п) ´ 10^-6  =  10,2 ´ 6 ´ 1 ´ 1 ´ [(65 – 5) ´ 365] ´ (1+ 0,15) ´ 10^-6 = 1,54132 Гкал/год

где: g_um^h = 10,2 л/сутки.

Расчет тепловых нагрузок на горячее водоснабжение медицинского центра

1. Вероятность действия санитарно-технических приборов.

P = (q^h_hr,u x U) / (q^h₀ x N x 3600) = (1,7 x 3) / (0,2 х 8 х 3600) = 0,00088541,

где:q^h_hr,u = 1,7 л;

U = 3 человека – количество персонала;

q^h₀ = 0,14 л/с – таблица А.2, для поликлиник на 1 работника в смену;

N = 8 – число санитарно-технических приборов с горячей водой.

2. Вероятность использования санитарно-технических приборов.

P_hr = (3600 х P х q^h₀) / q^h_0,hr  = (3600 х 0,00088541x 0,14) / 60 = 0,007437444,

где:q^h_0,hr  = 60

3. P_hr < 0,1

 а_hr = 0,201

4. Средний часовой расход воды.

q_t = q^h_u x U/ 1000 x T = 10,2 x 3/ 1000 x 24 = 0,001275 м³/час

где: q^h_u = 10,2 л/час

5. Максимальный часовой расход воды.

q_hr = 0,005 х q^h_0,hr  х  а_hr = 0,005 х 60 х 0,201 = 0,0603 м³/час

6. Тепловой поток.

а) в течении среднего часа

Q^h_T = 1,16 х q^h_T х (65 – t^c) + Q ^ср_гвс х k_тп = 1,16 х 0,001275 х (65 – 5) + 0,08874 х 0,15= =0,102051 кВт x 859,8 = 87,7434 ккал /ч (0,0000877 Гкал/ч)

б) в течении часа максимального потребления

Q^h_hr = 1,16 х q^h_hr х (65 – t^c) + Q ^max_гвс х k_тп = 1,16 х 0,0603 х (65 – 5) + 4,19688 х 0,15= =4,826412 кВт x 859,8 =  4149,7490376 ккал /ч (0,0041497 Гкал/ч)

Q_h^год = g_um^h ´  m ´ с ´ r ´ [(65 – t_с^з)´ Z_з]´ (1+ K_т.п) ´ 10^-6  =  10,2 ´ 3 ´ 1 ´ 1 ´ [(65 – 5) ´ 365] ´ (1+ 0,15) ´ 10^-6 = 0,770661 Гкал/год

где: g_um^h = 10,2 л/сутки.

Техническое заключение • Расчет тепловых нагрузок на горячее водоснабжение

В результате выполненных расчетов тепловой нагрузки на отопление и горячее водоснабжение нежилых помещений получены следующие результаты:

№ п.п.				Тепловые нагрузки, Гкал/ч			Годовое потреб­ление, Гкал/год
				Дого­ворные	Расчетные
					Средние	Макси­мальные	Дого­ворное	Расчетное
1	2			3	4	5	6	7
1	Отопление		Ветери­нарный центр	договор с ПАО «МОЭК» не заключён		0,01433419514	договор с ПАО «МОЭК» не заключён	35,4298
			Медицин­ский центр	договор с ПАО «МОЭК» не заключён		0,012018777584	договор с ПАО «МОЭК» не заключён	29,7068
2	ГВС		Ветери­нарный центр	договор с ПАО «МОЭК» не заключён	0,0001755	0,00417039	договор с ПАО «МОЭК» не заключён	1,54132
			Медицин­ский центр	договор с ПАО «МОЭК» не заключён	0,0000877	0,0041497	договор с ПАО «МОЭК» не заключён	0,770661
3	Венти­ляция			–	–	–	–	–
4	Производ­ственные нужды			–	–	–	–	–
Итого:		Ветери­нарный центр		–	–	0,01850458514	–	36,97112
		Медицин­ский центр		–	–	0,016168477584	–	30,477461
		Всего				0,034673062724		67,448581

Список нормативно-технической и специальной литературы

Расходы тепла подсчитаны согласно и с учетом требований следующих документов:

1. Методических указаний по определению расходов топлива, электроэнергии и воды на выработку теплоты отопительными котельными коммунальных теплоэнергетических предприятий (ГУП Академия коммунального хозяйства им. К.Д. Памфилова, 2002 г.);
2. СНиП 23-01-99* «Строительная климатология»;
3. Расчет систем центрального отопления (Р.В. Щекин, В.А. Березовский, В.А. Потапов, 1975 г.);
4. Справочник проектировщика «Внутренние санитарно-технические устройства» (И.Г. Староверов, 1975 г.);
5. СП30.13330 СНиП 2.04.-85* «Внутренний водопровод и канализация зданий».
6. «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».
7. СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»
8. СНиП 23-01-99* «Строительная климатология»
9. СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий»
10. ГОСТ Р 54853-2011. Здания и сооружения. Метод определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций с помощью тепломера
11. ГОСТ 26602.1-99 «Блоки оконные и дверные. Методы определения сопротивления теплопередаче»
12. ГОСТ 23166-99 «Блоки оконные. Общие технические условия»
13. ГОСТ 30971-2002 «Швы монтажные узлов примыканий оконных блоков к стеновым проемам. Общие технические условия»
14. Федеральный закон Российской Федерации от 23 ноября 2009 г. N 261-ФЗ “Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности, и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации”.
15. Приказ Минэнерго России от 30.06.2014 N 400 “Об утверждении требований к проведению энергетического обследования и его результатам и правил направления копий энергетического паспорта, составленного по результатам обязательного энергетического обследования”.

Посмотреть другие отчеты по тепловым нагрузкам.