Hvad er det - specifikt varmeforbrug til opvarmning? I hvilke mængder måles det specifikke forbrug af varmeenergi til opvarmning af en bygning, og vigtigst af, hvor kommer dens værdier fra til beregninger? I denne artikel vil vi stifte bekendtskab med et af de grundlæggende begreber inden for varmekonstruktion og samtidig studere flere relaterede begreber. Så lad os gå.
Forsigtig, kammerat! Du kommer ind i junglen af opvarmningsteknologi.
Hvad er det
Definition
Definitionen af specifikt varmeforbrug er givet i SP 23-101-2000. Ifølge dokumentet er dette navnet på den mængde varme, der kræves for at opretholde den normaliserede temperatur i bygningen, refereret til en enhed af areal eller volumen og til en anden parameter - varmedagens graddage.
Hvad bruges denne parameter til? Først og fremmest - til vurdering af en bygnings energieffektivitet (eller, som er den samme, kvaliteten af dens isolering) og planlægning af varmeomkostninger.
Faktisk siger SNiP 23-02-2003 direkte: det specifikke (per kvadratmeter eller kubikmeter) forbrug af varmeenergi til opvarmning af en bygning bør ikke overstige de givne værdier. Jo bedre isolering, jo mindre energi kræver opvarmningen.
Grad-dag
Mindst et af de anvendte udtryk skal præciseres. Hvad er en eksamensdag?
Dette koncept refererer direkte til den mængde varme, der kræves for at opretholde et behageligt klima inde i et opvarmet rum om vinteren. Det beregnes ved hjælp af formlen GSOP = Dt * Z, hvor:
- GSOP - den ønskede værdi;
- Dt er forskellen mellem bygningens normaliserede interne temperatur (ifølge den nuværende SNiP skal den være fra +18 til +22 ° C) og gennemsnitstemperaturen for de koldeste fem vinterdage.
- Z er længden på opvarmningssæsonen (i dage).
Som du måske gætter, bestemmes værdien af parameteren af klimazonen, og for Ruslands territorium varierer fra 2000 (Krim, Krasnodar-territoriet) til 12000 (Chukotka Autonomous Okrug, Yakutia).
Vinter i Yakutia.
Enheder
I hvilke størrelser måles den parameter, der er interessant for os?
- SNiP 23-02-2003 bruger kJ / (m2 * C * dag) og parallelt med den første værdi kJ / (m3 * C * dag).
- Sammen med kilojoule kan andre varmeenheder bruges - kilokalorier (Kcal), gigakalorier (Gcal) og kilowatt-timer (kWh).
Hvordan er de beslægtede?
- 1 gigacalorie = 1.000.000 kilokalorier.
- 1 gigacalorie = 4184000 kilojoule.
- 1 gigacalorie = 1162.2222 kilowatt-timer.
Billedet viser en varmemåler. Varmemålere kan bruge en hvilken som helst af de anførte enheder.
Normaliserede parametre
De er indeholdt i bilagene til SNiP 23-02-2003, fanen. 8 og 9. Her er nogle uddrag fra tabellerne.
Til enfamiliehuse i en etage
| Opvarmet område | Specifikt varmeforbrug, kJ / (m2 * С * dag) |
| Op til 60 | 140 |
| 100 | 125 |
| 150 | 110 |
| 250 | 100 |
Til lejlighedskomplekser, vandrerhjem og hoteller
| Antal etager | Specifikt varmeforbrug, kJ / (m2 * С * dag) |
| 1 – 3 | Ifølge tabellen for enfamiliehuse |
| 4 – 5 | 85 |
| 6 – 7 | 80 |
| 8 – 9 | 76 |
| 10 – 11 | 72 |
| 12 og opefter | 70 |
Bemærk: med en stigning i antallet af etager falder varmeforbruget. Årsagen er enkel og åbenbar: jo større et objekt med enkel geometrisk form, jo større er forholdet mellem dets volumen og overfladearealet. Af samme grund falder enhedsomkostningerne til opvarmning af et landsted med en stigning i det opvarmede område.
Opvarmning af en arealenhed i et stort hus er billigere end en lille.
Beregninger
Det er næsten umuligt at beregne den nøjagtige værdi af varmetabet i en vilkårlig bygning.Imidlertid er der længe udviklet metoder til tilnærmede beregninger, som giver ret nøjagtige gennemsnitsresultater inden for statistikker. Disse beregningsordninger omtales ofte som samlede beregninger (målere).
Sammen med varmeeffekten er det ofte nødvendigt at beregne det daglige, timevis, årlige varmeenergiforbrug eller det gennemsnitlige strømforbrug. Hvordan gør man det? Her er nogle eksempler.
Det timevarmeforbrug til opvarmning i henhold til forstørrede målere beregnes med formlen Qfrom = q * a * k * (tvn-tno) * V, hvor:
- Qfrom - den ønskede værdi i kilokalorier.
- q er husets specifikke opvarmningsværdi i kcal / (m3 * C * time). Det søges i referencebøger for hver type bygning.
Den specifikke opvarmningskarakteristik er knyttet til bygningens størrelse, alder og type.
- a - korrektionsfaktor for ventilation (normalt lig med 1,05 - 1,1).
- k - korrektionskoefficient for klimazonen (0,8 - 2,0 for forskellige klimazoner).
- tвн - intern temperatur i rummet (+18 - +22 С).
- tno - udetemperatur.
- V er bygningens volumen sammen med de omgivende strukturer.
For at beregne det omtrentlige årlige varmeforbrug til opvarmning i en bygning med et specifikt forbrug på 125 kJ / (m2 * C * dag) og et areal på 100 m2, beliggende i en klimazone med en GSOP = 6000-parameter, skal du bare har brug for at multiplicere 125 med 100 (husareal) og med 6000 (graddag af opvarmningsperioden). 125 * 100 * 6000 = 75.000.000 kJ eller ca. 18 gigakalorier eller 20.800 kilowatt-timer.
For at konvertere det årlige forbrug til den gennemsnitlige varmeydelse for varmeudstyret er det nok at dividere det med længden af opvarmningssæsonen i timer. Hvis det varer 200 dage, vil den gennemsnitlige opvarmningseffekt i ovenstående tilfælde være 20800/200/24 = 4,33 kW.
BEREGNINGER FOR VARMESATS
Ofte skal du kende varmeforbruget pr. Time og årligt.
Timevarmeforbrug, Det maksimale timevarmeforbrug bestemmes ud fra designtemperaturen til opvarmning og de maksimale belastninger af teknologisk forbrug. Den opnåede værdi af forbrug - varme bruges til at vælge udstyr til varmekilder og til at beregne varmenetværk, varmepunkter, lokale varmeforbrugersystemer og ekstraudstyr til varmeforsyningssystemet. Samtidig tages der hensyn til varmeforbruget til varmt vandforsyning til sanitære behov i henhold til instruktionerne fra SNiP P-36-73 i det estimerede maksimale timevarmeforbrug for kraftvarme og fjernkedler i henhold til det gennemsnitlige timevarmeforbrug. i opvarmningsperioden eller i henhold til det gennemsnitlige timeforbrug til det maksimale arbejdsskift.
Det maksimale varmeforbrug pr. Time er først og fremmest den beregnede hovedværdi, hvorefter resten af varmeforbruget let kan bestemmes.
Det gennemsnitlige varmeforbrug pr. Time for den koldeste måned i året bestemmes for at kontrollere rigtigheden af det valgte valg af strøm og mængden af det vigtigste udstyr til varmekilder.I henhold til de nuværende standarder vælges centralvarmekedelhusets kapacitet og antallet af kedler, der er installeret i det, således at når en af kedlerne er i reserve eller en kedel svigter, bevarer varmeforsyningssystemet evnen til at levere:
1) industriens teknologiske varmebelastninger - fuldt ud
2) belastningen af varmt vandforsyning til industriens sanitære og husholdningsbehov - på niveauet med det gennemsnitlige timevarmeforbrug i opvarmningsperioden eller det gennemsnitlige timevarmeforbrug til det maksimale arbejdsskift
3) varme-, ventilations- og klimaanlæg - på niveauet med det gennemsnitlige timevarmeforbrug: den koldeste måned i året;
4) varmtvandsforsyning i boligsektoren - på niveauet med det gennemsnitlige timevarmeforbrug i opvarmningsperioden.
Det gennemsnitlige varmeforbrug pr. Time i opvarmningsperioden og året bruges til at bestemme det årlige varmeforbrug, der kræves til forskellige tekniske, økonomiske og statistiske beregninger.
Det timevarmeforbrug ved vendepunktet i temperaturgrafen er nødvendigt for at beregne det maksimale forbrug af netvand, der cirkulerer i varmeforsyningssystemet. Baseret på disse data bestemmes diameteren på varmenettet, rørledninger i kedelrum såvel som vandvarmernes dimensioner, hydrauliske beregninger af rørledninger udføres, og netværkspumper vælges.
Strømningshastigheden for vand, der cirkulerer i varmenet, varierer gennem året og dagen. På grund af temperaturegrafens særegenheder når strømningshastigheden af cirkulerende vand i netværket et maksimum ved bøjningspunktet for temperaturgrafen, når værdien af At bliver den mindste. Ved vendepunktet er strømmen af cirkulerende vand ca. 20-30% mere end ved punktet for den designede opvarmningstemperatur og 2-4 gange mere end ved det maksimale varmeforbrug om sommeren (afhængigt af forholdet mellem varmebelastning og ordningen til forberedelse af vand til varmt vandforsyning) ... Oplysninger om vandforbrug er nødvendige for at udføre hydraulisk beregning af varmenet i sommertilstand, valg af sommernetværkspumper samt kontrol af rigtigheden af valget af kedler og vandvarmere.
Der er ofte tilfælde, hvor kedler, der regelmæssigt leverer en given varmebelastning i vintertilstand, ikke kan klare den normale levering af sommervarmeforsyningstilstand på grund af det faktum, at når man bestemmer antal og enhedskraft for kedler, det faktum, at sommervarmeforbruget kan påvirke mindre end minimum blev ikke taget i betragtning belastning tilladt for denne type kedler.
Årligt varmeforbrug. Oplysninger om det årlige varmeforbrug bruges i beregningerne af brændstoftilførslen og i organiseringen af brændstoføkonomien, der anvendes i forskellige tekniske, økonomiske og statistiske beregninger og forskning. Baseret på det årlige varmeforbrug beregner man f.eks. Det specifikke varmeforbrug pr. Enhed af det producerede produkt. Data om det årlige specifikke varmeforbrug anvendes i en sammenlignende undersøgelse af maskiner med forskellige designs, der anvendes i den teknologiske proces til fremstilling af det samme produkt. I henhold til det årlige varmeforbrug vurderes udnyttelsesgraden for de installerede kedler, og det korrekte valg af antal og effekt kontrolleres.
For at bestemme varmeforbruget pr. Tidsenhed skal du først beregne varmeforbruget separat til opvarmning, ventilation, aircondition, varmt vandforsyning og teknologi, da hver af de betragtede typer varmeforbrug har sin egen specielle tilstand, derefter opsummeres disse omkostninger op.
For at få data om visse genstanders varmeforbrug skal man først henvise til designmaterialerne. Designdataene skal betragtes som de mest pålidelige, da de skal afspejle de faktiske betingelser for bygningens konstruktion: materialer og vægtykkelser, dimensioner og antal vinduer og døre, gulvhøjde, konstruktionsteknologi osv.
Kun i mangel af et byggeprojekt til denne bygning og umuligheden af at vælge en passende analog er det tilladt at bestemme varmeforbruget ved hjælp af empiriske formler.
Varmeforbrug til opvarmning. I mangel af designmateriale beregnes varmeforbrug til opvarmning, kJ / h ved hjælp af metoden med specifikke opvarmningskarakteristika i henhold til formlen
Oplysninger om størrelse og volumen af eksisterende bygninger udstedes af byens lagerbureauer. Brug disse oplysninger til at bestemme lydstyrken på den opvarmede del af bygningen (Figur 2-13).
Den udvendige lufttemperatur findes i "Referencebog om Sovjetunionens klima" eller i SNiP II-A.6-72 "Konstruktionsklimatologi og geofysik". SNiP II-A.6-72 giver detaljerede klimatiske og geofysiske oplysninger til næsten 1200 geografiske punkter i Sovjetunionen. Sovjetunionens klimahåndbog betragter et meget større antal geografiske placeringer i landet.
Bord 2-1 viser som eksempler klimatiske data, der er nødvendige til varmeforsyningsberegninger for nogle byer i Sovjetunionen.
Gennemsnitstemperaturen på den koldeste dag bruges til beregning af opvarmning af bygninger, såsom drivhuse, sommerhuse, verandaer osv., Designet i lysindkapslede strukturer.
Gennemsnitstemperaturen for de koldeste perioder på fem dage bruges til beregning af opvarmning af bygninger med massive lukkede strukturer.
Klimatologiske data for geografiske punkter, der ikke er angivet i eksisterende specielle referencebøger, bør bestemmes ved at interpolere kendte data fra de nærmeste geografiske punkter.
Den indendørs lufttemperatur tB er givet ved de nuværende hygiejnestandarder, og det specifikke varmeforbrug i en bygning q0 tages normalt i henhold til empiriske data givet i speciel litteratur [15] eller bestemt ved beregninger ved hjælp af den empiriske formel for VTI eller mere nøjagtig formel af Ermolaev [5].
Bord 2-2 værdierne tB, q0 samt qBeBT er angivet - det specifikke varmeforbrug til ventilation, kJ / (h-m3- ° С), for nogle bygninger af forskellige typer og forskellige bygningskuber udvendigt lufttemperatur på 30 ° С.
Specifikt varmeforbrug til opvarmning q0 varierer afhængigt af den estimerede udetemperatur. For et givet geografisk punkt beregnes værdien af q0, kJ / (h-m3- ° С) med formlen
I de seneste års tekniske litteratur accepteres det generelt, at for boligbyggeri og offentlige bygninger, der er bygget efter 1958, er det specifikke varmeforbrug til opvarmning q0 20-40% højere end for bygninger, der er bygget før 1958. Stigningen i varmeforbruget blev påvirket især ved overgangen af konstruktion til præfabrikerede strukturer og det dertil knyttede kraftige fald i tykkelsen af vægge og gulve såvel som en stigning i arealet af vinduer og glaserede overflader. Som et resultat af brugen af præfabrikerede strukturer er omkostningerne og betingelserne for konstruktion faldet betydeligt, men driftsomkostningerne er steget - varmeforbrug.
For boliger og offentlige bygninger tages værdien af q0 også afhængigt af antallet af etager i bygningen:
Antal etager i bygningen (-30) kJ / (h-m3- ° С)
Et karakteristisk træk ved værdierne q0 og gwr er, at det specifikke varmeforbrug under alle omstændigheder til opvarmning og ventilation af store bygninger er meget mindre end for små bygninger. Set fra synspunktet om effektiviteten af varmeforsyningen har opførelsen af store bygninger i flere etager klare fordele i forhold til opførelsen af små og enetagers bygninger.
Den aktuelt accepterede indendørs lufttemperatur kan ændre sig over tid i overensstemmelse med befolkningens behov, hygiejnestandarder og kravene til teknologiske produktionsprocesser. Det bemærkes, at i beboelseslokaler udstyret med midler til rum-til-rum-regulering af den interne temperatur, afviger beboere i de fleste tilfælde fra standardtemperaturen på 18 ° C og indstiller den mellem 19 og 2 ° C.I det væsentlige bestemmes lufttemperaturen i boliger og andre lokaler af komforten hos de mennesker, der opholder sig i dem, så det afspejles i de etablerede hygiejnestandarder i form af en gennemsnitsværdi.
Den temperatur, der opretholdes i industrielle lokaler, indstilles imidlertid ofte ikke på niveau med behagelige arbejdsforhold, men dikteres af teknologisk nødvendighed. For eksempel i spinding butikker til naturlige og kunstige fibre, vævning butikker, fiber forarbejdning og produkt efterbehandling butikker, den optimale temperatur, hvor fiberen ikke mister viskositet, danner ikke knuder og ikke bryder er fra 22 til 27 ° C, afhængigt af typen „Fiber, maskinens arbejdshastighed og produktionsprocessen.
I mangel af konstruktionsdata bestemmes det maksimale timevarmeforbrug til opvarmning af beboelsesejendomme til byområder og andre bygder, der er nødvendige til beregning af fjernvarmekilde og hovedvarmenet, ved aggregerede indikatorer i henhold til § 2.4 SNiP N- 36-73 baseret på det kendte boligareal og design udetemperatur for opvarmningsdesign:
Den forstørrede indikator for det maksimale timevarmeforbrug til opvarmning af boliger (pr. 1 m2 boligareal), kJ / (h-m2)
Varmeforbrug til ventilation. For at beregne varmeforbruget til ventilation er det nødvendigt at bestemme nøjagtigt i hvilken af de følgende tilstande det forekommer.
Med ventilation uden recirkulation af indeluft i lokalerne udføres al den nødvendige tilførsel af frisk luft af forsyningsventilationssystemet fuldstændigt på grund af den udvendige luft. Denne ventilationsfunktion er typisk for rum, hvor luften er forurenet med skadelige, ubehagelige, brand eller eksplosive gasser eller støv.
Forsyningsventilation med delvis og konstant recirkulation af indeluften under hele opvarmningsperioden fungerer i tilfælde, hvor indeluften efter passende rengøring fra snavs på mekaniske filtre i forsyningsventilationskamrene bliver uskadelig for menneskers sundhed og brandsikker. Varmeforbrug til ventilation i den beskrevne tilstand falder i forhold til stigningen i intensiteten af recirkulationsprocessen.
Ventilation med delvis recirkulation af indendørs luft i lokaler, der kun anvendes i den periode, hvor udetemperaturen er lavere end designtemperaturen for ventilation, bruges i samme tilfælde som i den foregående tilstand, men med den yderligere betingelse, at varmebesparelser fra anvendelse af recirkulation opnås kun i det tidsrum, hvor udendørstemperaturen er lavere end ventilationens designtemperatur.
Varmeforbruget i tidsperioden, mens udetemperaturen er højere end den beregnede ventilationstemperatur, vil konstant stige med faldende tH-værdi. Når udendørstemperaturen er lig med den beregnede ventilationstemperatur eller er lavere, bliver varmeforbruget til ventilation en konstant værdi, der er mindre end varmeforbruget til ventilation uden recirkulation ved den samme udetemperatur (fig. 2-15).
Varmeforbruget til ventilation afhænger i langt større grad end varmeforbruget til opvarmning af de teknologiske produktionsprocesser, der udføres i rummet og af produktionsintensiteten.
I denne henseende er det absolut nødvendigt, når man bestemmer varmeforbruget til ventilation, at blive styret af den designdokumentation, der er tilgængelig for dette objekt. Kun som en undtagelse er det muligt at tillade bestemmelse af varmeforbrug til ventilation af industribygninger ved generelle metoder, og man skal tage højde for muligheden for at lave alvorlige fejl i sådanne beregninger.
I mangel af konstruktionsdokumentation, som for opvarmning, beregnes det maksimale timevarmeforbrug for ventilation ved hjælp af metoden for specifikt varmeforbrug til ventilation, kJ / h ved hjælp af formlen
I enhver bygning leverer forsyningsventilationssystemet kun opvarmet luft til en del af bygningens volumen (fig. 2-16). Men for at forenkle beregningerne tager ovenstående formel hensyn til hele volumenet af den opvarmede del af bygningen. I denne henseende skal værdierne også gælde for hele bygningens opvarmede volumen. QMnt-værdierne for forskellige typer bygninger er vist i tabellen. 2-2 såvel som i den relevante litteratur [15].
Varigheden af perioden med varmeforbrug ved ventilation tages normalt lig med varigheden af opvarmningsperioden n0. Opvarmning af bygninger begynder og slutter, når den gennemsnitlige temperatur i den fem-dages periode når 8 ° C. Hvis dette temperaturkriterium ikke opfylder de specifikke ventilationsforhold, forlænges eller forkortes varmeforbruget ved ventilation tilsvarende. Faktisk forbruges varmen til ventilation, indtil udetemperaturen er lig med indelufttemperaturen og bliver tK = tB.
Ved afslutningen af opvarmningsperioden falder varmeforbruget til ventilation til opvarmning af udeluften, når dens temperatur nærmer sig indendørstemperaturen konstant. I betragtning af den relativt lille værdi af dette forbrug overses det dog praktisk talt ved beregningen af det årlige varmeforbrug.
Varmeforbrug til teknologiske behov. Varmeforbrug til teknologiske produktionsprocesser kan bestemmes:
1) i henhold til designdokumentationen
2) analogt med det installerede produktionsudstyr fra en anden virksomhed.
Ud over de to praktisk anvendte metoder, der er nævnt ovenfor, er metoden til specifikt varmeforbrug også kendt, hvilket giver tilfredsstillende resultater til sammenligningsvurderinger og statistiske formål, men giver ikke tilstrækkelige startdata til beregning af varmeforbrug under betingelser for anvendelse af forskellige varme luftfartsselskaber, der beregner det maksimale timevarmeforbrug generelt for industrielle virksomheder og for hver butik separat og andre nødvendige værdier.
Beregninger af varmeforbrug til teknologiske behov i nærværelse af designmaterialer udføres uden problemer.
Beregningseksempel. Beregn varmeforbruget til tørringscylindre i en papirmaskine med en kapacitet på 4 t / t avispapir. Til produktion af 1 ton papir bruger maskinen tør mættet damp med et tryk på p = 0,4 MPa i en mængde på Q = 7,3 GJ. Maskinen arbejder 23 timer om dagen og 345 dage / år. Koefficienten for ujævnhed i timen for varmeforbrug / s = 1.1.
Maksimalt timeforbrug af procesdamp
Shirak 3. E. Varmeforsyning: pr. med lettisk. - M.: Energi, 1979.
Energibærere
Hvordan beregner man energiomkostningerne med egne hænder under kendskab til varmeforbruget?
Det er nok at kende opvarmningsværdien af det respektive brændstof.
Den nemmeste måde at beregne elforbruget til opvarmning af et hus på: det er nøjagtigt lig med den mængde varme, der produceres ved direkte opvarmning.
En el-kedel omdanner al forbrugt elektricitet til varme.
Så den gennemsnitlige effekt af en el-kedel i det sidste tilfælde, vi betragtede, vil være lig med 4,33 kilowatt. Hvis prisen på en kilowatt-time varme er 3,6 rubler, bruger vi 4,33 * 3,6 = 15,6 rubler i timen, 15 * 6 * 24 = 374 rubler om dagen osv.
Det er nyttigt for ejere af kedler med fast brændsel at vide, at antallet af brændeforbrug til opvarmning er ca. 0,4 kg / kW * t. Kulforbruget for opvarmning er halvt så meget - 0,2 kg / kW * t.
Kul har en ret høj brændværdi.
For at beregne med egne hænder det gennemsnitlige timeforbrug af brænde med en gennemsnitlig opvarmningseffekt på 4,33 KW er det nok at gange 4,33 med 0,4: 4,33 * 0,4 = 1,732 kg. Den samme instruktion gælder for andre kølemidler - bare gå i referencebøgerne.
Energikilder
Hvordan beregner man omkostningerne ved energikilder med egne hænder, idet man kender varmeforbruget?
Det er nok at kende brændværdien af det tilsvarende brændstof.
Den nemmeste ting at gøre er at beregne elforbruget til opvarmning af et hus: det er nøjagtigt lig med den mængde varme, der produceres ved direkte opvarmning.
Så den gennemsnitlige effekt af en el-kedel i det sidste tilfælde, vi betragtede, vil være lig med 4,33 kilowatt. Hvis prisen på en kilowatt-time varme er 3,6 rubler, bruger vi 4,33 * 3,6 = 15,6 rubler i timen, 15 * 6 * 24 = 374 rubler om dagen og uden det.
Det er nyttigt for ejere af kedler med fast brændsel at vide, at antallet af brændeforbrug til opvarmning er ca. 0,4 kg / kW * t. Kulforbruget for opvarmning er to gange mindre - 0,2 kg / kW * t.
Så for at beregne med dine egne hænder det gennemsnitlige timeforbrug af brænde med en gennemsnitlig opvarmningseffekt på 4,33 KW, er det nok at gange 4,33 med 0,4: 4,33 * 0,4 = 1,732 kg. Den samme instruktion gælder for andre kølemidler - bare gå i referencebøgerne.
