Расчёт тепловой энергии согласно СП 30.13330.2020, изм. 3 Опции

[s.dolgosheev]

Доброго времени суток!

Возможно в расчётных формулах тепловой нагрузки, приведённых в СП 30.13330.2020, изм. 3 (ф. 12, 13), имеется ошибка, связанная с указанным значением температуры горячей воды в местах водоразбора или на границе балансовой принадлежности. А именно: если принять данную температуру равной 65 °С, что указанно в СП 30.13330.2020, то нет смысла отдельно учитывать потери тепла в подающих и циркуляционных трубопроводах, так как температура 65 °С является температурой нагрева воды в теплообменнике водонагревателя, которая уже учитывает дальнейшие потери тепла в трубопроводах при расчётном расходе воды. То есть, нагревая воду до данной температуры, вода, двигаясь по трубопроводу, будет остывать. При этом должны выполняться условия, чтобы температура воды в диктующей водоразборной точке была не меньше 60 °С и на входе в теплообменник - не ниже 55 °С. Если руководствоваться СП 30.13330.2020, то может сложится впечатление, что вода нагревается свыше данной температуры, либо слагаемое потерь тепла учитывает остаточную циркуляцию, когда потоки холодной и остывшей воды смешиваются (увеличивается общий расход и общая температура). Однако это нигде в СП 30.13330.2020 не пояснено, и, возможно, температура указана не корректно.

Открыв редакцию СНиП 2.04.01-85*, можно увидеть, что температура горячей воды в ф. 10, 11 указана равной 55 °С. В таком случае данное значение становиться объяснимым: указана минимально-допустимая температура остывшей воды на входе в теплообменник. Отнимая от 55 °С температуру холодной воды, 5°С, и умножая на 1,163 получает необходимое количество тепла, кВт, требуемое для нагрева воды без учёта потерь тепла в подающих и циркуляционных трубопроводах. Таким образом получаем требуемое количество тепла для нагрева воды в водонагревателе, которое можно конвертировать в требуемую температуру нагрева. Получается определение тепловой нагрузки от минимальной температуры горячей воды. Однако и здесь могут быть неточности: так как речь идёт об определении тепловой нагрузки в режиме водоразбора, то и расход воды на всём пути следования по подающим трубопроводам будет меняться (уменьшаться) вплоть до перехода в циркуляционные трубопроводы в размере остаточного циркуляционного расхода, и в итоге в водонагреватель вернётся уже не расход потребляемой воды, а расход остаточной циркуляции, секундное значение которого может быть определено согласно коэффициенту циркуляции по прил. СНиП 2.04.01-85. Возможно данная неточность входит в погрешность для инженерных расчётов и может смело игнорироваться. А так как расчёт тепловой нагрузки ведётся по часовым расходам воды, то согласно СНиП 2.04.01-85 и СП 30.13330.2020 остаточная циркуляция в часовых расходах воды никак не учитывается, что давно следовало бы исправить.

Учитывая выше сказанное, на мой взгляд, расчёт тепловой нагрузки Q можно определять по одной из следующих формул:

1) Q = 1,163 * q * (65 - 5);
2) Q = 1,163 * q * (60 - 5) + Qht_п;
3) Q = 1,163 * q * (55 - 5) + Qht_п+ц,

где q - расчётный часовой расход воды; Qht_п - потери тепла в подающих трубопроводах; Qht_п - потери тепла в подающих и циркуляционных трубопроводах.
Данные формулы следует применять для предварительных расчётов, особенно когда длина и диаметры трубопроводов ещё не известны (1-ая формула).

По факту когда система ГВС полностью запроектирована, и есть данные по всем трубам, можно уточнить тепловую нагрузку с учётом остаточного циркуляционного расхода:
1) Определение циркуляционного расхода на выходе из теплообменника в режиме циркуляции;
2) Определение коэффициента циркуляции на выходе из теплообменника;
3) Применение данного коэффициента для определения часового расхода остаточной циркуляции q_ц путём умножения часового расхода потребляемой горячей воды q_п на (1+k_cir). В СП 30.13330.2020 такой расчёт не предусмотрен, может можно определить часовой расход циркуляции по аналогии с определением циркуляционного секундного расхода воды;
4) Суммирование часового расхода потребляемой воды и соответствующего расхода остаточной циркуляции;
5) Определение температуры смешенной воды согласно формуле математического ожидания: Tсм = (q1*T1 + q2*T2)/(q1+q2);
6) Определение тепловой нагрузки Q = 1,163 * (q_п+q_ц) * (Tсм - 5).

Я все темы на данном формуле не изучал, возможно где-то уже был дан ответ. Я лишь высказал свою точку зрения и хотел бы разобраться в этом вопросе, понять, если ли ошибка в СП 30.13330.2020, или же я в чём-то заблуждаюсь. Прошу по возможности указать верное решение в данном вопросе.

[s.dolgosheev]

Доброго времени суток!

Возможно в расчётных формулах тепловой нагрузки, приведённых в СП 30.13330.2020, изм. 3 (ф. 12, 13), имеется ошибка, связанная с указанным значением температуры горячей воды в местах водоразбора или на границе балансовой принадлежности. А именно: если принять данную температуру равной 65 °С, что указанно в СП 30.13330.2020, то нет смысла отдельно учитывать потери тепла в подающих и циркуляционных трубопроводах, так как температура 65 °С является температурой нагрева воды в теплообменнике водонагревателя, которая уже учитывает дальнейшие потери тепла в трубопроводах при расчётном расходе воды. То есть, нагревая воду до данной температуры, вода, двигаясь по трубопроводу, будет остывать. При этом должны выполняться условия, чтобы температура воды в диктующей водоразборной точке была не меньше 60 °С и на входе в теплообменник - не ниже 55 °С. Если руководствоваться СП 30.13330.2020, то может сложится впечатление, что вода нагревается свыше данной температуры, либо слагаемое потерь тепла учитывает остаточную циркуляцию, когда потоки холодной и остывшей воды смешиваются (увеличивается общий расход и общая температура). Однако это нигде в СП 30.13330.2020 не пояснено, и, возможно, температура указана не корректно.

Открыв редакцию СНиП 2.04.01-85*, можно увидеть, что температура горячей воды в ф. 10, 11 указана равной 55 °С. В таком случае данное значение становиться объяснимым: указана минимально-допустимая температура остывшей воды на входе в теплообменник. Отнимая от 55 °С температуру холодной воды, 5°С, и умножая на 1,163 получает необходимое количество тепла, кВт, требуемое для нагрева воды без учёта потерь тепла в подающих и циркуляционных трубопроводах. Таким образом получаем требуемое количество тепла для нагрева воды в водонагревателе, которое можно конвертировать в требуемую температуру нагрева. Получается определение тепловой нагрузки от минимальной температуры горячей воды. Однако и здесь могут быть неточности: так как речь идёт об определении тепловой нагрузки в режиме водоразбора, то и расход воды на всём пути следования по подающим трубопроводам будет меняться (уменьшаться) вплоть до перехода в циркуляционные трубопроводы в размере остаточного циркуляционного расхода, и в итоге в водонагреватель вернётся уже не расход потребляемой воды, а расход остаточной циркуляции, секундное значение которого может быть определено согласно коэффициенту циркуляции по прил. СНиП 2.04.01-85. Возможно данная неточность входит в погрешность для инженерных расчётов и может смело игнорироваться. А так как расчёт тепловой нагрузки ведётся по часовым расходам воды, то согласно СНиП 2.04.01-85 и СП 30.13330.2020 остаточная циркуляция в часовых расходах воды никак не учитывается, что давно следовало бы исправить.

Учитывая выше сказанное, на мой взгляд, расчёт тепловой нагрузки Q можно определять по одной из следующих формул:

1) Q = 1,163 * q * (65 - 5);
2) Q = 1,163 * q * (60 - 5) + Qht_п;
3) Q = 1,163 * q * (55 - 5) + Qht_п+ц,

где q - расчётный часовой расход воды; Qht_п - потери тепла в подающих трубопроводах; Qht_п - потери тепла в подающих и циркуляционных трубопроводах.
Данные формулы следует применять для предварительных расчётов, особенно когда длина и диаметры трубопроводов ещё не известны (1-ая формула).

По факту когда система ГВС полностью запроектирована, и есть данные по всем трубам, можно уточнить тепловую нагрузку с учётом остаточного циркуляционного расхода:
1) Определение циркуляционного расхода на выходе из теплообменника в режиме циркуляции;
2) Определение коэффициента циркуляции на выходе из теплообменника;
3) Применение данного коэффициента для определения часового расхода остаточной циркуляции q_ц путём умножения часового расхода потребляемой горячей воды q_п на (1+k_cir). В СП 30.13330.2020 такой расчёт не предусмотрен, может можно определить часовой расход циркуляции по аналогии с определением циркуляционного секундного расхода воды;
4) Суммирование часового расхода потребляемой воды и соответствующего расхода остаточной циркуляции;
5) Определение температуры смешенной воды согласно формуле математического ожидания: Tсм = (q1*T1 + q2*T2)/(q1+q2);
6) Определение тепловой нагрузки Q = 1,163 * (q_п+q_ц) * (Tсм - 5).

Я все темы на данном формуле не изучал, возможно где-то уже был дан ответ. Я лишь высказал свою точку зрения и хотел бы разобраться в этом вопросе, понять, если ли ошибка в СП 30.13330.2020, или же я в чём-то заблуждаюсь. Прошу по возможности указать верное решение в данном вопросе.

[neonar]

чтобы температура воды в диктующей водоразборной точке была не меньше 60 °С

Формула (16) п. 10.10 СП 30 изм. 3
вот именно НЕ МЕНЬШЕ 60 °С, по моему мнению температура в диктующей точке выбирается в соответствии с п. 4.7 "не ниже 60°С и не выше 75°С".
Например, вы выбрали температуру горячей воды 65 °С, и в режиме циркуляции и в режиме водоразбора вы должны обеспечить ее у потребителя.

Формула (16) СП 30 изм. 3 и формула (15) СниПа 2.04.01-85 это разные формулы.
В формуле (16) СП 30 разница температур 10 °С - это разница температур от водонагревателя до врезки цирк. водопровода в тепловом пункте.
(подающая и циркуляционная часть ГВС)
а в формуле (15) СниПа 2.04.01-85 разница температур 10 °С - это разница температур от водонагревателя до диктующего водоразборного прибора.
(только подающая часть ГВС)

на входе в теплообменник - не ниже 55 °С.

Нет такого требования что на входе в теплообменник должна быть 55 °С. В СниПе 2.04.01-85, 55 °С - это температура в водоразборных стояках, а в СП 30 60-75 температура в у прибора.


Я не понимаю только одного в данный момент: есть 2 режима работы ГВС: водоразбор и циркуляция. Например, мы выбрали температуру расчетную у прибора по СП 30 п.4.7 равную 60 °С.

В режиме водоразбора вода от теплообменника до приборов почти не остывает т.е. вышла например из теплообменника, 60,1 °С и пришла к прибору 60 °С.
в режиме циркуляции она должна выйти из теплообменника 67 °С, чтобы охладиться в подающей части, скажем по расчету до 60 °С, т.е на 7 °С, и в циркуляционной на оставшиеся 3 °С (итого 10 °С). Понятно, что разный расход идет при водоразборе и при циркуляции. Вопрос как контролируется температура выхода из теплообменника для этих двух режимов 60,1 °С и 67 °С? Теромрегулятором? или при пуске цирк. насосов она повышается? или при разных расходах воды через теплообменник температура выхода меняется?

[s.dolgosheev]

Формула (16) п. 10.10 СП 30 изм. 3
вот именно НЕ МЕНЬШЕ 60 °С, по моему мнению температура в диктующей точке выбирается в соответствии с п. 4.7 "не ниже 60°С и не выше 75°С".
Например, вы выбрали температуру горячей воды 65 °С, и в режиме циркуляции и в режиме водоразбора вы должны обеспечить ее у потребителя.

Формула (16) СП 30 изм. 3 и формула (15) СниПа 2.04.01-85 это разные формулы.
В формуле (16) СП 30 разница температур 10 °С - это разница температур от водонагревателя до врезки цирк. водопровода в тепловом пункте.
(подающая и циркуляционная часть ГВС)
а в формуле (15) СниПа 2.04.01-85 разница температур 10 °С - это разница температур от водонагревателя до диктующего водоразборного прибора.
(только подающая часть ГВС)

В п. 5.1 СП 30 изм. 3 указано, что температура горячей воды на выходе из ИТП при подключении к закрытой системе теплоснабжения составляет 65 °С. При этом в формуле п. 5.12 температура 65 °С - температура в местах водоразбора. Однако вода при движении в подающих трубопроводах остынет и будет меньше 65 °С. Поэтому для теплотехнического расчёта принимаются предельные состояния (если иное не указано в ТЗ или других исходных данных), а именно для водоразборных точек - минимально допустимая температура в 60 °С. По факту вычислений, в зависимости о ряда условий (типа и толщины изоляции, температуры окружающего воздуха, протяженности участков сети Т3 и т. д.) температура в местах водоразбора может получиться выше 60 °С, но в данном случае речь идёт о начальных значениях. Я обычно принимаю температуру на границе балансовой принадлежности 61 °С, так как граница балансовой принадлежности - это граница квартиры для жилого дома, а места водоразбора находятся в самой квартире, т. е. это разные места. С того, что горячая вода при движении в трубах самой квартиры также будет остывать, то я принимаю дополнительно 1 °С для большей надёжности. Хотя в данном случае - это неточность информации в СП 30.

К ф. 16 СП 30 изм. 3 вопросов особых нет. Есть вопрос к ф. 12, 13, где величина Qht должна определяется в зависимости от принимаемой температуры th: 1) если th - температура на выходе из ИТП, а именно 65 °С или согласно ТЗ, то дополнительные теплопотери в трубопроводах прибавлять к тепловой нагрузки нагрева воды не нужно, так как данная нагрузка уже учитывает дальнейшие теплопотери; 2) если th - температура в местах водоразбора, не менее 60 °С, то величина теплопотерь должна определятся для подающих участков, так как диапазон от нагретой воды в ИТП и остывшей воды находится в зоне остывания в подающих трубах; 3) если th - температура на врезке сборного участка циркуляционного трубопровода в ЦТП, которая должна быть не менее 55 °С, то Qht - теплопотери в подающих и циркуляционных трубопроводах. В п. 5.12 СП 30 изм. 3 содержаться противоречия как к данным самого пункта 5.12, так и др. пунктов (п. 5.1, 3.2, 4.7 и др.).

Нет такого требования что на входе в теплообменник должна быть 55 °С. В СниПе 2.04.01-85, 55 °С - это температура в водоразборных стояках, а в СП 30 60-75 температура в у прибора.


Я не понимаю только одного в данный момент: есть 2 режима работы ГВС: водоразбор и циркуляция. Например, мы выбрали температуру расчетную у прибора по СП 30 п.4.7 равную 60 °С.

В режиме водоразбора вода от теплообменника до приборов почти не остывает т.е. вышла например из теплообменника, 60,1 °С и пришла к прибору 60 °С.
в режиме циркуляции она должна выйти из теплообменника 67 °С, чтобы охладиться в подающей части, скажем по расчету до 60 °С, т.е на 7 °С, и в циркуляционной на оставшиеся 3 °С (итого 10 °С). Понятно, что разный расход идет при водоразборе и при циркуляции. Вопрос как контролируется температура выхода из теплообменника для этих двух режимов 60,1 °С и 67 °С? Теромрегулятором? или при пуске цирк. насосов она повышается? или при разных расходах воды через теплообменник температура выхода меняется?

Вы правы, что в СП 30 температура 55 °С не указана, однако она косвенно определяется из ф. 16, где указан перепад в температурах 10 °С, т. е. если максимальное значение горячей воды 65 °С, то минимальное, получается, 55 °С. Конечно, если входные параметры другие, то и минимальная температура будет также другой. Опять же, тут как и в случае с температурой у потребителя - это минимальная температура, в результате вычислений может получиться больше.

Что касается регулирования температуры для двух режимов работы сети горячего водоснабжения, то здесь важно понимать, что данные режимы будут крайними, и, фактически, подавляющее время сеть будет работать в диапазоне расходов, лежащих между этими режимами. При скорость изменения расходов воды, и как следовательно, - рабочая точка циркуляционных насосов, могут меняться достаточно быстро, чтобы их нужно было регулировать постоянно. Я полагаю, что главное условие, чтобы вода у потребителя была, как вы указывали, не менее 60 и не более 75 °С, с расчётными расходами и с требуемым давлением.. Для обеспечения минимальной температуры у потребителей выполняется расчёт в режиме циркуляции, где определяются потери напора и минимальный циркуляционный расход. Максимальная температура не будет превышена установленного предела. Поэтому, как мне кажется, не особо важно, если будут колебания расходов, и как следствие, температуры (если они будут в допустимых пределах). Тем более любые механизмы регуляции будут срабатывать с запозданием. Если нужно регулирование, то ставят автоматические балансировочные клапаны, которые создают необходимые сопротивления на сети, что меняет график совместной работы насосов и сети. Раньше вообще диафрагмы ставили, которые потом никак не регулировались, то есть увязывали работу сети в ночное время, а перепад температур в течении суток не учитывали. Конечно, вероятно, есть и другие способы регулирования расходов воды, как вы указали выше (частное регулирование насосов, изменение подачи теплоносителя), но они могут быть очень затратными и сложными в исполнении.