Расчет тепловой энергии на отопление: зачем нужно рассчитывать потребление энергии

Каждую зиму жители сталкиваются с необходимостью отапливать свое жилье. Чтобы система отопления работала эффективно, должна быть применена методика расчета тепловой энергии на отопление. Эти вычисления помогут адаптировать систему обогрева под условия на улице и дома, сохранив нужное количество тепло в помещении.

Среднее месячное значение расхода тепла в России приближенно к 0,9342 Гкал на 1 кв. м. В зависимости от погоды показатель в разных регионах может значительно отличаться.

1 Гкал равна 1162,2 кВт/ч. Чтобы нагреть 1 тонну воды на 1 градус, требуется 1 Гкал энергии.

В современных многоквартирных домах устанавливают счетчики, измеряющие количество затрачиваемой энергии в отопительный сезон. Они могут быть общедомовыми и индивидуальными для установки в квартире. При втором варианте потребуется проведение двух стояков – подающего и обратного – с разводкой коллекторной, горизонтальной.

Возможность установить теплосчетчик есть не всегда, тогда как считается тепловая энергия на отопление без него: по площади отапливаемого помещения.

Купить теплосчетчик можно в нашем интернет-магазине.

Расчет тепла на отопление помещения позволяет получить следующие данные:

• почасовой расход топлива, м3/ч;
• расход топлива за год, м3/год;
• почасовой тепловой расход, Гкал/ч;
• тепловой расход за год, Гкал/год;
• требуемая мощность оборудования для обогрева.

Расчет потребления тепловой энергии на отопление по объему помещения можно произвести с учетом различных отрезков времени: например, за год или за час. Чтобы определить показатель потребления за час, нужно воспользоваться формулой: Qр.от = q x V (tв – tрн ) х 10-6, где

• Qр.от – часовое потребление энергии, Гкал/ч;
• q – удельное тепловое значение сооружения, м3°С;
• V – объем дома по наружному периметру;
• tв – температура в помещении;
• tрн – температура снаружи.

Как рассчитать тепловую энергию на отопление за год: использовать формулу Qгод.от = Zот х Qотр х (( Тв – Тсо)/( Тв – Тн)) х Ро, где

• Qгод.от – годовой расход энергии, Гкал/год;
• Qотр – максимальный расход ресурсов в течение часа, Гкал/ч;
• Zот – время работы отопительного оборудования в день, ч;
• Тв – температура внутри отапливаемого помещения;
• Тсо – среднее температура воздуха на улице за отопительный период;
• Тн – расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления и вентиляции;
• Po – продолжительность отопительного периода.

Чтобы уменьшить затраты на энергию в квартирном здании, можно выполнить несколько действий.

Снизится проходимость и температура радиаторов, потому и уменьшатся траты.

С появлением металлопластиковых труб понижение давления таким способом стало популярным. Металлическую трубу диаметром 3/4 дюйма меняют на металлопластиковую диаметром 20 мм. Ее внутреннее сечение составляет 16 мм. Диаметр можно дополнительно уменьшить переходным фитингом в 14 мм.

В обвязке батарей применяют и металлопластиковые трубы диаметром 16 мм, что оставляет в проходимости фитинга лишь 8 мм. Такое сужение и называют эффектом дросселирования. Он может приводить к большой разнице температур на каждом этаже здания.

Заказать установку радиаторов отопления можно в нашей компании. Чтобы ознакомиться со стоимостью работ и порядком оказания услуги и связаться со специалистом, перейдите в раздел «услуги».

В целях экономии можно установить термостат. Его крепят на обратную трубу. Прибор контролирует температуру воздуха внутри помещения. При ее повышении выше допустимого значения расход теплоносителя снизится.

Чтобы произвести расчет количества тепла на отопление помещения частного дома, необходимо учитывать тип используемого топлива:

• природный газ;
• дизельное топливо;
• сжиженный газ;
• угольная продукция;
• пеллеты;
• электричество.

Чтобы рассчитать расход и стоимость топлива, необходимо знать:

• общую площадь дома или части, которая будет отапливаться;
• удельный расход вентиляции и энергии за отопительный сезон.

Существует формула, которая учитывает больше факторов, принимая во внимание и расход на вентиляцию: Qwnот=[Qwnгод -(Qбытгод+Qинсгод)vz]Bwn(1-ξ).

• Qотгод – расход энергии, кВт/ч;
• Qwnгод – количество теплопотери за отопительный сезон, кВт/ч;
• Qбытгод – бытовые поступления тепла за отопительный период, кВт/ч;
• Qинсгод – поступление энергии из внешних источников, таких как солнечный свет или фонари, кВт/ч;
• v – снижение поступлений тепла за счет тепловой инерции ограждений;
• z – коэффициент эффективности регулирования теплоподачи в системе;
• Bwn – дополнительный расход тепла, связанный с трубопроводами, которые проложены через неотапливаемые зоны, потреблением других приборов, зарадиаторными участками с повышенным температурным показателем в угловых участках;
• ξ – снижение теплопотребления за счет поквартирного контроля расхода.

Коэффициент снижения поступлений тепла за счет тепловых свойств ограждений рассчитывают по формуле: v = 0,7+0,000025(ГСОП-1000). ГСОП – градусо-сутки за сезон.

ГСОП вычисляют по формуле: ГСОП – (tв – tот) * zот, в которой

• tв – температура внутри помещений;
• tот – среднесуточная температура воздуха снаружи;
• zот – продолжительность отопительного сезона.

• 0,5 – централизованное регулирование из котельной или теплопункта, отсутствие авторегуляторов и термостатов;
• 0,7 – система регуляторами на вводе с поправкой на внутренний температурный показатель, отсутствие термостатов;
• 0,85 – однотрубный контур с термостатами без регулировки на вводе;
• 0,9 – однотрубная система с авторегулировкой и термостатами, однотрубный контур с пофасадной регулировкой без термостатов, двухтрубный контур с термостатами без регулировки на вводе;
• 0,95 – двухтрубная система с авторегулировкой и термостатами;
• 1,0 – однотрубный контур с пофасадным регулированием и термостатическими приборами, однотрубный контур с поквартирной горизонтальной разводкой.

В видео приводят пример расчета теплопотерь

• 1,05 – здания с чердаками и подвальными помещениями, которые отапливаются, с поквартирными генераторами тепла;
• 1,07 – здания с чердаками и подвальными помещениями, которые отапливаются;
• 1,11 – сооружения башенного типа;
• 1,13 – протяженные здания с большим количеством секций.

• 0,1 – централизованные системы с измерением на котле или стояке;
• 0,15 – квартирные системы с счетчиком тепла для каждой квартиры.

Общую теплопотерю дома определяют по формуле: Qтпгод=Qогргод + Qинф год:

• Qтпгод – теплопотери, кВт/ч;
• Qогргод – потери через стены за сезон;
• Qинфгод – теплопотери вентиляции с учетом инфильтрации (поступления воздуха снаружи) за сезон.

Трансмиссионные потери тепла, выходящего через ограждающие поверхности, вычисляют по формуле: Qогргод= 24*10-³*Kтр*ГСОП*Аогр.сум

• Qогргод – теплопотери, кВт/ч;
• Kтр – общий коэффициент передачи тепла через наружные стены помещения.

Рассчитывают по формуле: Ктр=(nAст/Rпрп.ст+nAок/Rпрп.ок+nAдв/Rпрп.дв+nAпок/Rпрп.пок+nAчерд/Rпрп.черд+nAцок/Rпрп.цок+nAпр/Rпрп.пр)/Аогр.сум

• Ктр – общий коэффициент передачи тепла через наружные стены, Вт/(м2·°С);
• Aст – площадь помещения по наружному периметру;
• Rпрп.ст – сопротивление стен снаружи теплопередаче (исключение составляют проемы);
• Аок – площадь проемов (окна);
• Rпрп.ок – сопротивление окон и проемов теплопередаче;
• Адв – площадь наружных дверей;
• Rпрп.дв – сопротивление наружных дверей теплопередаче;
• Апокр – площадь совмещенных покрытий (например, эркеров);
• Rпрп.пок – сопротивление совмещенных покрытий теплопередаче;
• Ачерд – площадь чердачного перекрытия;
• Rпрп.черд – сопротивление чердачного перекрытия теплопередаче;
• Ацок – площадь цокольного перекрытия;
• Rпрп.цок – сопротивление цокольного перекрытия теплопередаче;
• Апр – площадь перекрытия над проездной частью и под эркерами;
• Rпрп.пр – сопротивление перекрытий над проездной частью и под эркерами теплопередаче;
• n – показатель положения наружных поверхностей по отношению к воздуху снаружи;
• Аогр.сум – сумма показателей площади всех наружных стен отапливаемого здания;
• ГСОП – градусо-сутки за сезон.

Ознакомиться с примером расчета тепловых характеристик можно при просмотре ролика

Для отапливаемых цокольных этажей или для проектов с полом по грунту значения Ацок и Rпрп.цок заменяют площадью и удельным сопротивлением теплопередаче стен, граничащих с грунтом, а также поверхности полов.

• 1 – наружные поверхности, стены, перекрытия, контактирующие с воздухом снаружи;
• 0,9 – перекрытия над охлажденными подвальными помещениями и чердаками, граничащие с воздухом снаружи.

Для отапливаемых подвальных помещений и чердаков с разводкой отопительных систем и водоснабжения расчет проводят по формуле: n = (tв – tв*)/(tв – tнр), где

• tв – температура воздуха внутри;
• tв* – температура воздуха в подвале или на чердаке;
• tнр – температура воздуха снаружи.

Чтобы вычислить количество тепла от света фонарей и солнечных лучей, проникающего в комнату через окна, нужно воспользоваться формулой: Qинсгод=τ1ок*t2ок(Аок1*I1+Аок2*I2+Аок3*I3+Aок4*I4)+τ1фон*τ2фон*Aфон*Iгор

• Qинсгод – количество тепла от солнечных лучей и фонарей, кВт/ч;
• τ1фон, τ1ок – относительное проникновение солнечных лучей по техпаспорту, если такого нет, мансардные окна и прочие проемы с уклоном свыше 45 градусов считают вертикальными окнами, менее 45 градусов – зенитными фонарями;
• t2фон, t2ок – уровень затенения проемов непрозрачными элементами;
• Aок4, Aок3, Аок2, Aок1 – площадь проемов фасада;
• Aфон – площадь проемов зенитных фонарей;
• I4, I3, I2, I1 – величина радиации при облачности по вертикальным сторонам здания;
• Iгор – величина радиации при облачности по горизонтальным поверхностям.

Расчеты затрат тепловой энергии для систем отопления включают в себя вычисления количества тепла от солнечных лучей, проникающих внутрь помещения, тепловой отдачи ограждающих поверхностей, тепловых затрат на вентиляцию. Для подведения подсчетов можно использовать стандартные значения, прописанные в тех. паспорте здания, а также формулы.