Формула расхода воды на отопление

Формула расхода воды на отопление

Циркуляционный насос выбирается по двум основным характеристикам:

G* — расходу, выраженному в м 3 /час;

H — напору, выраженному в м.

*Для записи расхода теплоносителя производители насосного оборудования пользуются буквой Q. Производители запорной арматуры, например, Данфосс для расчета расхода пользуется буквой G. В отечественной практике также используется эта буква. Поэтому в рамках объяснений этой статьи мы также будем пользоваться буквой G, Но в других статьях, подойдя непосредственно к разбору графика работы насоса, для расхода мы все же будем использовать букву Q.

Определение расхода (G, м 3 /час) теплоносителя при выборе насоса

Отправной точкой для подбора насоса служит количество тепла, которое теряет дом. Как это узнать? Для этого нужно сделать расчет теплопотерь.

Это сложный инженерный расчет, предполагающий знание многих составляющих. Поэтому в рамках этой статьи мы опустим это объяснение, а за основу количества теплопотерь возьмем одну из распространенных (но далеко не точных) методик, которой пользуются многие монтажные фирмы.

Ее суть заключается в некоем среднем показателе потерь на 1 м 2 . Эта величина условна и составляет 100 Вт/м 2 (если дом или комната имеют неутепленные кирпичные стены, да еще недостаточной толщины, количество тепла, теряемого помещением, будет значительно больше. И наоборот, если ограждающие конструкции дома сделаны с применением современных материалов и имеют хорошую теплоизоляцию, потери тепла будут снижены и могут составлять 90 или 80 Вт/м 2 ).

Итак, предположим, что вы имеете дом площадью 120 или 200 м 2 . Тогда условленное нами количество теплопотерь для всего дома будет составлять:

120 * 100 = 12000 Вт или 12 кВт.

Какое это имеет отношение к насосу? Самое прямое.

Процесс теплопотерь в доме происходит постоянно, а значит и процесс нагревания помещений (компенсация теплопотерь) должен идти постоянно.

Представьте, что у вас нет насоса, нет трубопроводов. Как бы вы решили эту задачу?

Чтобы компенсировать теплопотери вам пришлось бы сжигать какой-то вид топлива в отапливаемом помещении, например, дрова, что в принципе тысячелетиями люди и делали.

Но вы решили отказаться от дров и использовать для обогревания дома воду. Что вам пришлось бы делать? Вам пришлось бы брать ведро( -а), наливать туда воду и греть ее на костре или газовой плите до температуры кипения. После этого брать ведра и нести их в комнату, где вода отдавала бы свое тепло помещению. Затем брать другие ведра с водой и снова ставить их на костер или газовую плиту для нагревания воды, а затем нести их в комнату взамен первых. И так до бесконечности.

Сегодня за вас эту работу выполняет насос. Он заставляет воду двигаться к устройству, где она нагревается (котел), а затем для передачи сохраненного в воде тепла по трубопроводам направляет ее к отопительным приборам для компенсации теплопотерь в помещении.

Возникает вопрос: сколько нужно воды в еденицу времени, нагретой до заданной температуры, чтобы компенсировать теплопотери дома?

Как это посчитать?

Для этого нужно знать несколько величин:

  • количество тепла, которое необходимо для компенсации тепловых потерь (в этой статье за основу мы взяли дом площадью 120 м 2 с теплопотерями 12000 Вт)
  • удельная теплоемкость воды равная 4200 Дж/кг * о С;
  • разница между начальной температурой t 1 (температура обратки) и конечной температурой t 2 (температурой подачи), до которой нагревается теплоноситель (эта разница обозначается как ΔT и в теплотехнике для расчета систем радиаторного отопления определяется в 15 — 20 о С).

Эти значения нужно подставить в формулу:

G = Q / (c * (t 2 — t 1 )) , где

G — требуемый расход воды в системе отопления, кг/сек. (Этот параметр должен обеспечивать насос. Если купить насос с меньшим расходом, то он не сможет дать количество воды необходимое для компенсации тепловых потерь; если взять насос с завышенным расходом, это приведет к снижению его КПД, перерасходу электроэнергии и большим начальным затратам) ;

Q — количество тепла Вт, необходимое для компенсации теплопотерь;

t 2 — температура конечная, до которой нужно нагреть воду (обычно 75, 80 или 90 о С);

t 1 — температура начальная (температура теплоносителя, остывшего на 15 — 20 о С);

c — удельная теплоемкость воды, равная 4200 Дж/кг * о С .

Подставляем известные значения в формулу и получаем:

G = 12000 / 4200 * (80 — 60) = 0,143 кг/с

Такой расход теплоносителя в течение секунды необходим для компенсации тепловых потерь вашего дома площадью 120 м 2 .

На практике пользуются расходом воды, перемещенным в течение 1 часа. В этом случае формула, пройдя некоторые преобразования принимает следующий вид:

G = 0,86 * Q / t 2 — t 1 ;

G = 0,86 * Q / ΔT , где

ΔT — разность температур между подачей и обраткой (как мы уже увидели выше, ΔT — величина известная, закладываемая изначально в расчет).

Итак, какими бы сложными, на первый взгляд, не показались объяснения по подбору насоса, учитывая такую важную величину, как расход, сам расчет и, следовательно, подбор по этому параметру довольно прост.

Читайте также:  Газовый редуктор с подогревом

Все сводится к подстановке известных значений в простую формулу. Эту формулу можно "вбить" в программе Excel и пользоваться этим файлом, как быстрым калькулятором.

Потренируемся!

Задача: нужно подсчитать расход теплоносителя для дома площадью 490 м 2 .

Решение:

Q (количество теплопотерь) = 490 * 100 = 49000 Вт = 49 кВт.

Проектный температурный режим между подачей и обраткой закладываем следующий: температура подачи — 80 о С, температура обратки — 60 о С (по-другому запись делается как 80/60 о С).

Следовательно, ΔT = 80 — 60 = 20 о С .

Теперь все значения подставляем в формулу:

G = 0,86 * Q / ΔT = 0,86 * 49 / 20 = 2,11 м 3 /час.

Как всем этим пользоваться непосредственно при выборе насоса, вы узнаете в заключительной части этой серии статей. А сейчас поговорим о второй важной характеристике — напоре. Читать далее

Определение расхода сетевой воды на отопление, вентиляцию и горячее

Расчетные расходы теплоносителя (воды) определяются в зависимости от назначения тепловой сети, вида системы теплоснабжения (открытая или закрытая) принимаемого графика температур, а также схемы включения подогревателей горячего водоснабжения при закрытых системах теплоснабжения

Расчетные расходы теплоносителя (воды) определяются в зависимости от назначения тепловой сети, вида системы теплоснабжения (открытая или закрытая) принимаемого графика температур, а также схемы включения подогревателей горячего водоснабжения при закрытых системах теплоснабжения.

Расчетный расход сетевой воды для определения диаметров труб в водяных тепловых сетях при качественном регулировании отпуска теплоты следует определять отдельно для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения

Расчетные расходы воды, кг/с, следует определять по формулам:

На отопление:

Расчет производился для абонента-№1школы. Для всех остальных расчет производился по выше предложенной формуле, результаты занесены в таблицу 2.3.

На вентиляцию:

Расчет производился для абонента-№1школы. Для всех остальных расчет производился по выше предложенной формуле, результаты занесены в таблицу 2.3.

На горячее водоснабжение в открытых системах теплоснабжения:

Средний:

Максимальный:

Расчет производился для абонента-№1школы. Для всех остальных расчет производился по выше предложенной формуле, результаты занесены в таблицу 2.3.

5 9-этажный дом (1)

6 9-этажный дом (2)

Суммарные расчетные расходы сетевой воды, кг/ч, в двухтрубных тепловых сетях в открытых и закрытых системах теплоснабжения при качественном регулировании отпуска теплоты следует определять по формуле:

2.3 Разработка температурного графика.

2.3.1.Общие сведения

Потребность в тепле у теплоиспользующих потребителей меняется в зависимости от метеорологических условий, числа пользующихся горячей водой в системах бытового горячего водоснабжения, режимов систем кондиционирования воздуха и вентиляции для калориферных установок. Для систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха главным фактором, влияющим на расход теплоты, является температура наружного воздуха. Расход теплоты, поступающий на покрытие нагрузок горячего водоснабжения и технологического потребления, от температуры наружного воздуха не зависит.

Методика изменения количества теплоты, подаваемой потребителям в соответствии с графиками их теплопотребления, называется системой регулирования отпуска тепла.

Различают центральное, групповое и местное регулирование отпуска теплоты.

Одна из важнейших задач регулирования систем теплоснабжения заключается в расчете режимных графиков при различных методах регулирования нагрузок.

Регулирование тепловой нагрузки возможно несколькими методами: изменение температуры теплоносителя – качественный метод; периодическим отключением систем – прерывистое регулирование; изменение поверхности теплообменника.

В тепловых сетях, как правило, принимается центральное качественное регулирование по основной тепловой нагрузке, которой обычно является нагрузка отопления малых и общественных зданий. Центральное качественное регулирования отпуска теплоты ограничивается наименьшими температурами воды в подающем трубопроводе, необходимыми для подогрева воды, поступающей в системы горячего водоснабжения потребителей:

для закрытых систем теплоснабжения — не менее 70°C;

для открытых систем теплоснабжения — не менее 60°С.

На основании полученных данных строится график изменения температуры сетевой воды в зависимости от температуры наружного воздуха. Температурный график целесообразно выполнить на листе миллиметровой бумаги формата А4 или с использованием программы Microsoft Office Excel. На графике определяются по температуре точке излома диапазоны регулирования и выполняется их описание.

2.3.2.Центральное качественное регулирование по отопительной нагрузке

Центральное качественное регулирование по нагрузке отопления целесообразно в случае, если тепловая нагрузка на жилищно-коммунальные нужды составляет менее 65 % от суммарной нагрузки района и при отношении.

При таком способе регулирования, для зависимых схем присоединения элеваторных систем отопления температуру воды в подающей и обратноймагистралях, а так же после элеваторав течение отопительного периода определяют по следующим выражениям:

(1)

Расчет производился для значения №1. Для всех остальных расчет производился по выше предложенной формуле, результаты занесены в таблицу 3.

(2)

Расчет производился для значения №1. Для всех остальных расчет производился по выше предложенной формуле, результаты занесены в таблицу 3.

(3)

Расчет производился для значения №1. Для всех остальных расчет производился по выше предложенной формуле, результаты занесены в таблицу 3.

Читайте также:  Какой тип очистки духовки лучше

где t— расчетный температурный напор нагревательного прибора, 0 С, определяемый по формуле:

, (4)

здесь 3и2— расчетные температуры воды соответственно после элеватора и в обратной магистрали тепловой сети определенные при(для жилых районов, как правило,3= 95 0 С;2= 70 0 С);

 — расчетный перепад температур сетевой воды в тепловой сети

 =12 (5)

 =110-70=40

— расчетный перепад температур сетевой воды в местной системе отопления,

(6)

Задаваясь различными значениями температур наружного воздухаtн(обычноtн= +8; 0; -10;tнрv;tнро) определяют01; 02;03и строят отопительный график температур воды. Для удовлетворения нагрузки горячего водоснабжения температура воды в подающей магистрали01не может быть ниже 70 0 С в закрытых системах теплоснабжения. Для этого отопительный график спрямляется на уровне указанных температур и становится отопительно-бытовым (см. пример решения).

Температура наружного воздуха, соответствующая точке излома графиков температур воды tн ‘ , делит отопительный период на диапазоны с различными режимами регулирования:

в диапазоне I с интервалом температур наружного воздуха от +8 0 С доtн ‘ осуществляется групповое или местное регулирование, задачей которого является недопущение "перегрева" систем отопления и бесполезных потерь теплоты;

в диапазонах II и III с интервалом температур наружного воздуха от tн ‘ доtнроосуществляется центральное качественное регулирование.

1. Расчетные расходы теплоносителя (воды) определяются в зависимости от назначения тепловой сети, вида системы теплоснабжения (открытая или закрытая) принимаемого графика температур, а также схемы включения подогревателей горячего водоснабжения при закрытых системах теплоснабжения

При закрытой системе теплоснабжения системы горячего водоснабжения потребителей присоединяются к двухтрубным водяным сетям через водоподогреватели.

Расчетный расход сетевой воды для определения диаметров труб в водяных тепловых сетях при качественном регулировании отпуска теплоты следует определять отдельно для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения по формулам, приведенным в п. 4.2.2, с последующим суммированием этих расходов воды по формулам, приведенным в п. 4.2.3.

2. Расчетные расходы воды, кг/с, следует определять по формулам:

На отопление: (1)

На вентиляцию: (2)

На горячее водоснабжение в открытых системах теплоснабжения:

Средний: (3)

Максимальный: (4)

На горячее водоснабжение в закрытых системах теплоснабжения:

средний, при параллельной схеме присоединения водоподогревателей:

(5)

максимальный, при параллельной схеме присоединения водоподогревателей:

(6)

средний, при двухступенчатых схемах присоединения водоподогревателей:

(7)

максимальный, при двухступенчатых схемах присоединения водоподогревателей:

(8)

3. Суммарные расчетные расходы сетевой воды, кг/ч, в двухтрубных тепловых сетях в открытых и закрытых системах теплоснабжения при качественном регулировании отпуска теплоты следует определять по формуле:

(9)

Коэффициент , учитывающий долю среднего расхода воды на горячее водоснабжение при регулировании по нагрузке отопления, следует принимать по табл. 4. При регулировании по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения коэффициент принимается равным 0.

Системы теплоснабжения Значение коэффициента
Открытая с тепловым потоком, МВт
100 и более 0,6
менее 100 0,8
Закрытая с тепловым потоком, МВт
100 и более 1,0
менее 100 1,2

Примечание: Для закрытых систем теплоснабжения при регулировании по нагрузке отопления и тепловом потоке менее 100 МВт при наличии баков-аккумуляторов у потребителей коэффициент следует принимать равным 1.

Для потребителей при при отсутствии баков-аккумуляторов, а также с тепловым потоком 10 МВт и менее суммарный расчетный расход воды следует определять по формуле:

(10)

4. Расчетный расход воды, кг/ч, в двухтрубных тепловых сетях в неотопительный период следует определять пот формуле: (11)

При этом максимальный расход воды на горячее водоснабжение, кг/ч, определяется для открытых систем теплоснабжения по формуле (4) при температуре холодной воды в неотопительный период, а для закрытых систем при всех схемах присоединения водоподогревателей горячего водоснабжения по формуле (6).

Расход воды в обратном трубопроводе двухтрубных водяных тепловых сетей открытых систем теплоснабжения принимается в размере 10% от расчетного расхода воды, определенного по формуле (11).

5. Расчетный расход воды для определения диаметров подающих и циркуляционных трубопроводов в сетях горячего водоснабжения следует определять в соответствии со СниП 41-02-2003

6. Суммарный расчётный. расход пара в паровых тепловых. тетях, обеспечивающих предприятие с различными. суточными режимами работы, следует определять. с учетом несовпадения макс.часовых расходов пора отдельными предприятиями.

При отсутствии проектных суточных графиков расхода пара допускается к суммарному расходу пара вводить понижающий коэффициент 0,9.

Для паропроводов насыщенного пара в суммарном расчетном расходе должно учитываться дополнительное количество пара для возмещения конденсации пара за счет потерь теплоты т трубопроводах.

7. Эквивалентную шероховатость внутренней поверхности стальных труб следует принимать:

для паровых тепловых сетей –

для водяных тепловых сетей –

для сетей горячего водоснабжения –

Читайте также:  Гост 31996 2012 статус на 2018 год

Применение для расчета действующих тепловых сетей более высоких значений эквивалентных шероховатостей допускается только при подтверждении их фактической величины специальными испытаниями.

8. Удельные потери давления на трение при гидравлических расчетах водяных тепловых сетей следует определять на основании технико-экономических расчетов.

Паровые тепловые сети следует рассчитывать по разнице давлений пара между источником теплоты и потребителями.

9. Диаметры подающего и обратного трубопроводов двухтрубных водяных тепловых сетей при совместной подаче теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение должны приниматься, как правило, одинаковыми.

10. Диаметр труб независимо от расчетного расхода теплоносителя должен приниматься в тепловых сетях – не менее 32 мм, а для циркуляционных трубопроводов горячего водоснабжения – не менее 25 мм.

11. Расходы воды, кг/ч, в тепловых сетях открытых систем теплоснабжения для разработки гидравлических режимов при максимальном водоразборе из подающего или обратного трубопроводов определяется по формуле:

(12)

где, k4 – коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода воды на горячее водоснабжение в зависимости от температурного графика регулирования отпуска теплоты и режима водоразбора из тепловой сети, определяемый по табл. 5.

Режим водоразбора Наименование трубопровода Значение коэффициента k4
при центральном качественном регулировании по нагрузке отопления при центральном качественном регулировании по совмещенной нагрузке отопления и ГВС
Максимальный из подающего трубопровода Подающий обратный -1,4 1,4 -1
Максимальный из обратного трубопровода Подающий обратный 0,6 -1,8 1,2 -1,2

12. Буквенные обозначения, принятые в формулах

максимальный тепловой поток на отопление при , Вт;
средний тепловой поток на отопление при , Вт;
максимальный тепловой поток на вентиляцию при , Вт;
средний тепловой поток на вентиляцию при , Вт;
максимальный тепловой поток на горячее водоснабжение в сутки наибольшего водопотребления за период со среднесуточной температурой наружного воздуха 8°С и менее (отопительный период), Вт;
средний тепловой поток на горячее водоснабжение в средние сутки за неделю в отопительный период, Вт;
то же, за период со среднесуточной температурой наружного воздуха более 8°С (неотопительный период), Вт;
c удельная теплоемкость воды, принимаемая в расчетах равной 4,187 кДж/(кг×°С);
qо укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий на 1 м 2 общей площади, принимаемый по рекомендуемому приложению 2, Вт;
A общая площадь жилых зданий, м 2 ;
укрупненный показатель среднего теплового потока на горячее водоснабжение на одного человека, принимаемый по рекомендуемому приложению 3, Вт;
расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, °С;
средняя температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий, принимаемая для жилых и общественных зданий равной 18°С, для производственных зданий — 16°С;
средняя температура наружного воздуха за период со среднесуточной температурой воздуха 8°С и менее (отопительный период), °С;
температура холодной (водопроводной) воды в отопительный период (при отсутствии данных принимается равной 5°С);
температура холодной (водопроводной) воды в неотопительный период (при отсутствии данных принимается равной 15°С);
t¢ температура воды после первой ступени подогрева при двухступенчатых схемах присоединения водоподогревателей, °С;
температура воды, поступающей в систему горячего водоснабжения потребителей, °С;
температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети при расчетной температуре наружного воздуха °С;
то же, в обратном трубопроводе тепловой сети, °С;
1 температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети в точке излома графика температуры воды, °С;
2 то же, в обратном трубопроводе тепловой сети после системы отопления зданий, °С;
3 температура воды после параллельно включенного водоподогревателя горячего водоснабжения в точке излома графика температур воды; рекомендуется принимать t¢3 = 30 °С;
максимальный расход воды на отопление при , кг/ч;
максимальный расход воды на вентиляцию, кг/ч;
средний и максимальный расходы воды на горячее водоснабжение, кг/ч;
суммарный расчетный расход сетевой воды в двухтрубных тепловых сетях открытых и закрытых систем теплоснабжения, кг/ч;
расчетный расход воды в двухтрубных водяных тепловых сетях в неотопительный период, кг/ч;
а норма расхода воды на горячее водоснабжение при температуре 55°С на одного человека в сутки, проживающего в здании с горячим водоснабжением, принимаемая в зависимости от степени комфортности зданий в соответствии со СНиП 2.04.01-85, л;
b норма расхода воды на горячее водоснабжение, потребляемой в общественных зданиях, при температуре 55°С, принимаемая в размере 25 л/сут на 1 чел.;
m число человек;
b коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода воды на горячее водоснабжение в неотопительный период по отношению к отопительному периоду, принимаемый при отсутствии данных для жилищно-коммунального сектора равным 0,8 (для курортов b = 1,2 -1,5), для предприятий — 1,0;

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Студент — человек, постоянно откладывающий неизбежность. 10178 — | 7215 — или читать все.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector