До нашої організації надходили заявки на розробкутехнічних пропозицій з котельних для
Як правильно визначати навантаження. Протягом усього 2004 р. до нашої організації надходили заявки на розробку технічних пропозицій щодо котелень для теплопостачання житлових та громадських будівель, в яких навантаження на гаряче водопостачання сильно відрізнялися (у менший бік) від тих, що були запрошені раніше для ідентичних споживачів. Це стало приводом для аналізу методик визначення навантажень на гаряче водопостачання (ГВП), які наведені в діючих СНиПах, та можливих помилок, що виникають при їх застосуванні на практиці.
Методика визначення розрахункових витрат гарячої води (максимального секундного, максимального годинного та середнього годинного) та теплових потоків (теплової потужності) протягом години при середньому та при максимальному водоспоживання відповідно до розділу 3 СНиП 2.04.01–85* ґрунтується на розрахунку відповідних витрат через водорозбірні прилади (або групи однотипних приладів з подальшим усередненням) та визначення ймовірності їх одночасного використання.
В даний час порядок визначення теплових навантажень на ГВП регламентується нормативним документом СНіП 2.04.01–85* «Внутрішній водопровід та каналізація будівель».
Виклад методики розрахунку в 3м розділі СНиП 2.04.01-85 * не відрізняється простотою. Введення численних надрядкових та підрядкових латинських індексів (утворених від відповідних термінів в англійській мові) ще більше ускладнює розуміння значення розрахунку. Не зовсім зрозуміло, навіщо це зроблено в українському СНіП, адже далеко не всі володіють англійською і легко асоціюють індекс «h» (від англійської hot — гарячий), індекс «c» (від англійської cold — холодний) і «tot»( від англійської total – підсумок) з відповідними українськими поняттями.
Усі службові таблиці з даними порізним питомим нормам витрати тощо, наведені в СНиПе, застосовуються лише розрахунку витрати через окремі прилади і ймовірності їх дії. Вони не застосовні визначення витрат виходячи з кількості споживачів, шляхом множення кількості споживачів на питома витрата! Саме в цьому полягає основна помилка, що допускається багатьма розрахунками щодо теплового навантаження на ГВП.
Варіант I розрахунку - неправильний (ми неодноразово стикалися з таким способом розрахунку):
Для ілюстрації стандартної помилки, що зустрічається у розрахунках потреби тепла та палива, наведу простий приклад. Необхідно визначити навантаження ГВП для 45-квартирного житлового будинку при числі мешканців 114 осіб. Температура води в трубопроводі ГВП — 55°С, температура холодної води в зимовий період —5°С. Для наочності припустимо, що в кожній квартирі встановлено по дві однотипні водорозбірні точки (мийка на кухні та умивальник у ванній).
Тоді, витрата тепла в годину найбільшого водоспоживання дорівнюватиме:
За таблицею «Норми витрати води споживачами» обов'язкового Додатка 3 СНиП 2.04.01–85* визначаємо для «Житлових будинків квартирного типу: з ваннами довжиною від 1500 до 1700 мм, обладнаних душами» витрата гарячої води на одного жителя в годину найбільшого водоспоживання дорівнює q , u = 10 л/ч. Далі все, здавалося б, дуже просто. Загальна витрата гарячої води на будинок за годину найбільшого водоспоживання, виходячи з кількості мешканців 114 осіб: 10 . 114 = 1140 л/год.
Котельня, реально побудована на підставі цього розрахунку, явно не справлялася з навантаженням ГВП у моменти пікових розборів гарячої води, про що свідчать численні скарги мешканців цього будинку. Де тут помилка? Вона полягає в тому, що якщо уважно прочитати розділ 3СНиП 2.04.01–85*, то з'ясовується, що показник q hhr, u, наведений у Додатку 3, використовується у методиці розрахунку лише визначення ймовірності дії санітарно-технічних приладів, а максимальна годинна витрата гарячої води визначається зовсім інакше.
де U – кількість мешканців у будинку; г -щільність води, 1 кг/л; с - теплоємність води, 1 ккал / (кг - ° С); th - температура гарячої води, 55 ° С; tс – температура холодної води, 5°С.
Визначаємо ймовірність дії приладу.
Варіант розрахунку II - у суворій відповідності до методики СНиПа:
N = 45 . 2 = 90 приладів.
де qhhr,u = 10 л - згідно з Додатком 3 для даного виду водоспоживачів; U = 114 осіб - кількість жителів у будинку; qh0 = 0,2 л/с — відповідно до п. 3.2 для житлових та громадських будівель, допускається приймати це значення за відсутності технічних характеристик приладів; N - число санітарно-технічних приладів з гарячою водою, виходячи з прийнятих нами двох точок водорозбору в кожній квартирі:
Р = (10 x 11 / (0,2 x 90 x 360 = 0,017.)
Таким чином отримуємо:
Тепер визначимо ймовірність використання санітарно-технічних приладів (можливість подачі приладом нормованої годинної витрати води) протягом розрахункової години:
де P - ймовірність дії приладу, визначена в попередньому пункті - P = 0,017; qh0 = 0,2 л/с - секундна витрата води, віднесена до одного приладу (також уже використовувався в попередньому пункті); qh0,hr - годинна витрата води приладом, відповідно до п. 3.6 за відсутності технічних характеристик конкретних приладів допускається приймати qh0,hr = 200 л/год, тоді:
Оскільки Ph менше 0,1, застосовуємо далі табл. 2 Додатка 4, за якою визначаємо:
Тепер ми можемо визначитимаксимальна годинна витрата гарячої води:
І, нарешті, визначаємо максимальне теплове навантаження ГВП (тепловий потік за період максимального водоспоживання протягом години максимального споживання):
Врахуємо теплові втрати, прийнявши їх за 5% від розрахункового навантаження.
де Qht - теплові втрати.
Ми отримали результат більш ніж удвічі перевищуючий результат першого розрахунку! Як показує практичний досвід, цей результат набагато ближчий до реальних потреб у гарячій воді для 45-квартирного житлового будинку.
Варіант ІІІ. Розрахунок за старою методикою. Максимально годинна витрата тепла на потреби гарячого водопостачання для житлових будівель, готелів та лікарень загального типу за кількістю споживачів (відповідно до СНиП IIГ.8–6 визначалася так:
Можна навести для порівняння результат розрахунку за старою методикою, що наводиться у більшості довідкової літератури.
де kч - коефіцієнт годинної нерівномірності споживання гарячої води, що приймається, наприклад, за табл. 1.14довідника «Налагодження та експлуатація водяних теплових мереж» (див. табл. ;n1 — розрахункова кількість споживачів; б — норма витрати гарячої води на 1 споживача, приймається за відповідними таблицями СНиПа IIГ.8–62і для житлових будівель квартирного типу, обладнаних ванною довжиною від 1500 до 1700 мм, становить 110-130 л/добу; 65 - температура гарячої води, ° С, tх - температура холодної води, ° С, приймаємо tх = 5 ° С.
Таким чином, максимально годинна витрата тепла на ГВП дорівнюватиме:
Легко помітити, що цей результат майже збігається з результатом, отриманим за методикою, що діє.
Дані з таблиці Додатка 3СНіП 2.04.01–85* необхідно застосовувати саме для розрахунку ймовірності дії водорозбірних приладів, як цього вимагаєметодика, викладена у розділі 3 даного СНиПа, а потім визначати бhr і обчислювати витрати тепла на потреби ГВП. Відповідно до примітки у пункті 3.8 СНиП 2.04.01–85*, для допоміжних будівель промислових підприємств значення qhr допускається визначати як суму витрат води на користування душем та господарсько-питні потреби, які приймаються за обов'язковим Додатком 3 за кількістю водоспоживачів у найбільш численній зміні.
Застосування норми витрати гарячої води на одного жителя в годину найбільшого водоспоживання (наприклад, для «Житлових будинків квартирного типу з ваннами довжиною від 1500 до 1700 мм» qhhr == 10 л/год), наведеного в обов'язковому Додатку 3 СНиП 2.04.01–85 * «Внутрішній водопровід та каналізація будівель», неправомірно для визначення витрати тепла на потреби ГВП шляхом множення його на кількість мешканців та різницю температур (ентальпій) гарячої та холодної води. Цей висновок підтверджується як наведеним прикладом розрахунку, і прямим зазначенням цього у навчальної літературі. Наприклад, у підручнику для ВНЗ «Теплопостачання» за ред. А.А. Іоніна (М.: Стройиздат, 198 на стор. 14 читаємо: «…Максимальна годинна витрата води Gч. max не можна змішувати з витратою води, що наводиться в нормах, в годину найбільшого водоспоживання Gі.ч. Останній як деяка межа застосовується для визначення ймовірності дії водорозбірних приладів і стає рівним Gч.max тільки при нескінченно великому числі водорозбірних приладів ". Розрахунок за старою методикою дає набагато більш точний результат за умови застосування добових норм витрати гарячої води по нижній межі діапазонів, наведених у відповідних таблицях старого СНиПа, ніж "спрощений" розрахунок, який виконують багато розрахунків з використанням діючого СНиП.