Consommation spécifique d'énergie thermique pour chauffer un bâtiment : notions générales. Consommation de chaleur spécifique

Cher Igor Viktorovitch !

J'ai demandé à vos spécialistes des données sur la détermination des normes de consommation de chaleur. La réponse a été reçue. Mais j'ai également contacté MPEI, où ils ont également fourni un lien vers les calculs. Je le cite :

Borissov Konstantin Borissovitch.

Institut de l'énergie de Moscou (Université technique)

Pour calculer la consommation standard de chaleur pour le chauffage, vous devez utiliser le document suivant :

Résolution n° 306 « Règles d'établissement et de détermination des normes de consommation utilitaires"(formule 6 - "Formule de calcul de la norme de chauffage" ; tableau 7 - "Valeur de la consommation d'énergie thermique spécifique normalisée pour le chauffage immeuble ou immeuble d'habitation").

Pour déterminer le paiement du chauffage d'un local d'habitation (appartement), vous devez utiliser le document suivant :

Résolution n° 307 « Règles pour la fourniture de services publics aux citoyens » (Annexe n° 2 - « Calcul du montant du paiement pour les services publics », formule 1).

En principe, le calcul de la consommation de chaleur standard pour chauffer un appartement et déterminer le paiement du chauffage n'est pas difficile.

Si vous le souhaitez, essayons d'estimer grossièrement (grossièrement) les principaux chiffres :

1) La charge thermique horaire maximale de chauffage de votre appartement est déterminée :

Qmax = Qsp*Sq = 74*74 = 5476 kcal/h

Qsp = 74 kcal/h - consommation d'énergie thermique spécifique normalisée pour chauffer 1 m². m d'immeuble.

La valeur de Qd est prise selon le tableau 1 pour les bâtiments construits avant 1999, d'une hauteur (nombre d'étages) de 5 à 9 étages à une température de l'air extérieur de Tnro = -32 C (pour la ville K).

Carré = 74 m². m - la superficie totale de l'appartement.

2) Calculez la quantité d'énergie thermique nécessaire pour chauffer votre appartement au cours de l'année :

Qsr = Qmax×[(Tv-Tsr.o)/(Tv-Tnro)]×Non×24 = 5476×[(20-(-5.2))/(20-(-32))]×215* 24= 13 693 369 kcal = 13,693 Gcal

TV = 20 C - valeur standard de la température de l'air intérieur dans les locaux d'habitation (appartements) du bâtiment ;

Тср.о = -5,2 С - température de l'air extérieur, moyenne pour la période de chauffage (pour la ville K) ;

Non = 215 jours - la durée de la période de chauffage (pour la ville K).

3) La norme pour chauffer 1 mètre carré est calculée. mètres :

Norme_chauffage = Qav / (12×Skv) = 13,693/(12×74) = 0,0154 Gcal/m²

4) Le paiement du chauffage de l'appartement est déterminé selon la norme :

Ro = Sq × Heating_standard × Heat_tariff = 74 × 0,0154 × 1223,31 = 1394 roubles

Données extraites de Kazan.

Suite à ce calcul et appliqué spécifiquement à la maison n°55 du village de Vaskovo, avec l'introduction des paramètres de cette structure, on obtient :

Arkhangelsk

177 - 8 253 -4.4 273 -3.4

12124,2 × (20-(-8) / 20-(-45) × 273 × 24 = 14,622…./ (12= 72,6) = 0,0168

0,0168 - c'est exactement la norme que nous obtenons dans le calcul, et les conditions climatiques les plus sévères sont prises en compte : température de -45, durée de la période de chauffage de 273 jours.

Je comprends parfaitement qu'on puisse demander à des députés qui ne sont pas spécialistes dans le domaine de l'approvisionnement en chaleur d'introduire une norme de 0,0263.

Mais des calculs indiquent que la norme de 0,0387 est la seule correcte, ce qui soulève de très sérieux doutes.

Par conséquent, je vous invite à recalculer les normes d'approvisionnement en chaleur bâtiments résidentiels N° 54 et 55 dans le village de Vaskovo aux valeurs correspondantes de 0,0168, puisque dans un avenir proche, l'installation de compteurs de chaleur dans ce sera leur bâtiments résidentiels Il n'y a aucun projet et payer 5 300 roubles pour l'approvisionnement en chaleur coûte très cher.

Cordialement, Alexeï Veniaminovitch Popov.

Commentaires (1)

Igor Godzish
Ministre du complexe des combustibles et de l'énergie, du logement et des services communaux de la région d'Arkhangelsk
3 octobre 2014 10:24

Cher Alexeï! Les normes pour la consommation des services publics sont calculées conformément aux règles d'établissement et de détermination des normes pour la consommation des services publics, approuvées par décret gouvernemental. Fédération Russe du 23 mai 2006 n° 306 (ci-après dénommé le Règlement).

Conformément au paragraphe 11 du Règlement, des normes sont établies pour les groupes de maisons ayant des structures et des caractéristiques similaires. spécifications techniques. Pour cette raison, le calcul indiqué dans votre candidature est incorrect, puisque la norme est déterminée pour un appartement spécifique.

De plus, dans le calcul que vous avez fourni, la consommation spécifique normalisée d'énergie thermique pour le chauffage a été mal sélectionnée. Selon passeport technique, soumise au ministère par l'organisme d'approvisionnement en chaleur, la maison n° 55 dans le village de Vaskovo est à 2 étages.

Conformément au tableau 4 des règles, la consommation spécifique normalisée d'énergie thermique pour les maisons à 2 étages construites avant 1999 à une température extérieure de conception de 33 0C sera de 139,2 kcal par heure pour 1 m². m, pas 74.

Ainsi, même en tenant compte de moins sévères que dans votre calcul conditions climatiques(la durée de la saison de chauffage est de 250 jours, température moyenne journalière saison de chauffage- 4,5 0С et température de conception pour la conception du chauffage - 33 0C), la norme de chauffage calculée pour les maisons à 2 étages du village de Vaskovo sera de 0,04632 Gcal/m²/mois. Conformément à l'édition en vigueur du Règlement, le calcul de la norme a été effectué pour la période de chauffage, et non pour année civile, comme indiqué dans votre calcul. Veuillez noter que conformément au décret du ministère du Complexe des combustibles et de l'énergie et du logement et des services communaux de la région d'Arkhangelsk du 24 juin 2013 n° 86-pn (tel que modifié par le décret du ministère du Complexe des combustibles et de l'énergie et Logement et services communaux de la région d'Arkhangelsk du 5 septembre 2014 n° 46-pn) la norme actuelle de chauffage des maisons à 2 étages du village de Vaskovo en dessous de la valeur calculée (0,03654 Gcal/m²/mois), afin d'éviter de dépasser l'augmentation des taxes citoyennes approuvée à ce moment-là par l'indice limite.

Créer un système de chauffage dans propre maison ou même dans un appartement en ville - une occupation extrêmement responsable. Il serait complètement déraisonnable d'acheter équipement de chaudière, comme on dit, « à l'œil nu », c'est-à-dire sans tenir compte de toutes les caractéristiques du logement. Dans ce cas, il est fort possible que vous vous retrouviez dans deux extrêmes : soit la puissance de la chaudière ne sera pas suffisante - l'équipement fonctionnera « au maximum », sans pauses, mais ne donnera toujours pas le résultat attendu, soit, sur au contraire, un appareil trop coûteux sera acheté, dont les capacités resteront totalement inchangées.

Mais ce n'est pas tout. Il ne suffit pas d'acheter correctement la chaudière de chauffage nécessaire - il est très important de sélectionner de manière optimale et de disposer correctement les dispositifs d'échange de chaleur dans les locaux - radiateurs, convecteurs ou « planchers chauds ». Et encore une fois, se fier uniquement à votre intuition ou aux « bons conseils » de vos voisins n’est pas l’option la plus raisonnable. En un mot, impossible de se passer de certains calculs.

Bien entendu, idéalement, ces calculs thermiques devraient être effectués par des spécialistes appropriés, mais cela coûte souvent beaucoup d'argent. N'est-ce pas amusant d'essayer de le faire soi-même ? Cette publication montrera en détail comment le chauffage est calculé en fonction de la superficie de la pièce, en tenant compte de nombreux nuances importantes. Par analogie, il sera possible d'effectuer, intégré à cette page, cela aidera à effectuer calculs nécessaires. La technique ne peut pas être qualifiée de complètement « sans péché », cependant, elle permet toujours d'obtenir des résultats avec un degré de précision tout à fait acceptable.

Les méthodes de calcul les plus simples

Pour que le système de chauffage crée des conditions de vie confortables pendant la saison froide, il doit remplir deux tâches principales. Ces fonctions sont étroitement liées les unes aux autres et leur division est très conditionnelle.

• Le premier est de maintenir niveau optimal température de l'air dans tout le volume de la pièce chauffée. Bien entendu, le niveau de température peut varier quelque peu avec l’altitude, mais cette différence ne devrait pas être significative. Une moyenne de +20 °C est considérée comme des conditions assez confortables - c'est la température qui est généralement prise comme température initiale dans les calculs thermiques.

Autrement dit, le système de chauffage doit être capable de réchauffer un certain volume d’air.

Si nous l'abordons avec une précision totale, alors pour chambres séparées Dans les bâtiments résidentiels, des normes ont été établies pour le microclimat requis - elles sont définies par GOST 30494-96. Un extrait de ce document figure dans le tableau ci-dessous :

But de la pièce	Température de l'air, °C		Humidité relative, %		Vitesse de l'air, m/s
	optimal	acceptable	optimal	autorisé, maximum	optimal, maximum	autorisé, maximum
Pour la saison froide
Salon	20÷22	18÷24 (20÷24)	45÷30	60	0.15	0.2
Pareil, mais pour salons dans les régions avec des températures minimales de - 31 °C et moins	21÷23	20÷24 (22÷24)	45÷30	60	0.15	0.2
Cuisine	19÷21	18÷26	N/N	N/N	0.15	0.2
Toilettes	19÷21	18÷26	N/N	N/N	0.15	0.2
Salle de bain, WC combinés	24÷26	18÷26	N/N	N/N	0.15	0.2
Installations pour les séances de loisirs et d'études	20÷22	18÷24	45÷30	60	0.15	0.2
Couloir inter-appartements	18÷20	16÷22	45÷30	60	N/N	N/N
Hall d'entrée, escalier	16÷18	14÷20	N/N	N/N	N/N	N/N
Débarras	16÷18	12÷22	N/N	N/N	N/N	N/N
Pour la saison chaude (Standard uniquement pour les locaux d'habitation. Pour les autres - non standardisé)
Salon	22÷25	20÷28	60÷30	65	0.2	0.3

• La seconde est la compensation des pertes de chaleur à travers les éléments structurels du bâtiment.

L’« ennemi » le plus important du système de chauffage est la perte de chaleur à travers les structures du bâtiment.

Hélas, les pertes de chaleur sont le « rival » le plus sérieux de tout système de chauffage. Ils peuvent être réduits à un certain minimum, mais même avec une isolation thermique de la plus haute qualité, il n'est pas encore possible de s'en débarrasser complètement. Les fuites d'énergie thermique se produisent dans toutes les directions - leur répartition approximative est indiquée dans le tableau :

Élément de conception de bâtiment	Valeur approximative de la perte de chaleur
Fondations, planchers au rez-de-chaussée ou au-dessus des pièces du sous-sol (sous-sol) non chauffées	de 5 à 10%
Des « ponts froids » dus à des joints mal isolés structures de construction	de 5 à 10%
Emplacements d'entrée communications techniques(égouts, approvisionnement en eau, conduites de gaz, câbles électriques, etc.)	jusqu'à 5%
Murs extérieurs, selon le degré d'isolation	de 20 à 30%
Fenêtres et portes extérieures de mauvaise qualité	environ 20÷25%, dont environ 10% - à cause des joints non scellés entre les caissons et le mur et à cause de la ventilation
Toit	jusqu'à 20%
Ventilation et cheminée	jusqu'à 25 ÷30%

Naturellement, pour faire face à de telles tâches, le système de chauffage doit avoir une certaine puissance thermique, et ce potentiel doit non seulement correspondre aux besoins généraux du bâtiment (appartement), mais également être correctement réparti entre les pièces, conformément à leur région et un certain nombre d'autres facteurs importants.

Habituellement, le calcul est effectué dans le sens « du petit au grand ». En termes simples, la quantité d'énergie thermique requise est calculée pour chaque pièce chauffée, les valeurs obtenues sont résumées, environ 10 % de la réserve est ajoutée (afin que l'équipement ne fonctionne pas à la limite de ses capacités) - et le résultat montrera la quantité de puissance nécessaire à la chaudière. Et les valeurs de chaque pièce deviendront le point de départ du calcul quantité requise radiateurs.

La méthode la plus simple et la plus fréquemment utilisée en milieu non professionnel est d'adopter une norme de 100 W d'énergie thermique pour chaque mètre carré zone:

La méthode de calcul la plus primitive est le rapport de 100 W/m²

Q = S× 100

Q- nécessaire Energie thermique pour les locaux ;

S– superficie de la pièce (m²) ;

100 — puissance spécifique par unité de surface (W/m²).

Par exemple, une pièce de 3,2 × 5,5 m

S= 3,2 × 5,5 = 17,6 m²

Q= 17,6 × 100 = 1 760 W ≈ 1,8 kW

La méthode est évidemment très simple, mais très imparfaite. Il convient de mentionner d'emblée qu'il n'est applicable sous certaines conditions qu'à une hauteur de plafond standard - environ 2,7 m (acceptable - dans la plage de 2,5 à 3,0 m). De ce point de vue, le calcul sera plus précis non pas à partir de la surface, mais à partir du volume de la pièce.

Il est clair que dans ce cas, la valeur de puissance spécifique est calculée par mètre cube. Elle est prise égale à 41 W/m³ pour le béton armé maison à panneaux, ou 34 W/m³ - en brique ou en d'autres matériaux.

Q = S × h× 41 (ou 34)

h– hauteur sous plafond (m) ;

41 ou 34 – puissance spécifique par unité de volume (W/m³).

Par exemple, la même pièce dans maison à panneaux, d'une hauteur sous plafond de 3,2 m :

Q= 17,6 × 3,2 × 41 = 2 309 W ≈ 2,3 kW

Le résultat est plus précis, puisqu'il prend déjà en compte non seulement toutes les dimensions linéaires de la pièce, mais même, dans une certaine mesure, les caractéristiques des murs.

Mais on est encore loin d'une réelle précision - de nombreuses nuances sont « hors des parenthèses ». Comment effectuer des calculs plus proches des conditions réelles figure dans la section suivante de la publication.

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Réaliser des calculs de la puissance thermique requise en tenant compte des caractéristiques des locaux

Les algorithmes de calcul évoqués ci-dessus peuvent être utiles pour une première « estimation », mais vous devez néanmoins vous y fier entièrement et avec une grande prudence. Même pour une personne qui ne comprend rien à la technique du chauffage des bâtiments, les valeurs moyennes indiquées peuvent certainement sembler douteuses - elles ne peuvent pas être égales, par exemple, pour Région de Krasnodar et pour la région d'Arkhangelsk. De plus, la pièce est différente : l'une est située au coin de la maison, c'est-à-dire qu'elle a deux murs extérieurs ki, et l'autre est protégé des pertes de chaleur par d'autres pièces sur trois côtés. De plus, la pièce peut comporter une ou plusieurs fenêtres, petites ou très grandes, parfois même panoramiques. Et les fenêtres elles-mêmes peuvent différer par le matériau de fabrication et d'autres caractéristiques de conception. Et ce n’est pas une liste complète – c’est juste que ces caractéristiques sont visibles même à l’œil nu.

En un mot, il existe de nombreuses nuances qui affectent la perte de chaleur de chaque pièce spécifique, et il vaut mieux ne pas être paresseux, mais effectuer un calcul plus approfondi. Croyez-moi, en utilisant la méthode proposée dans l'article, ce ne sera pas si difficile.

Principes généraux et formule de calcul

Les calculs seront basés sur le même ratio : 100 W pour 1 mètre carré. Mais la formule elle-même est « envahie » par un nombre considérable de facteurs de correction divers.

Q = (S × 100) × a × b× c × d × e × f × g × h × i × j × k × l × m

Des lettres, désignant les coefficients, sont pris de manière totalement arbitraire, par ordre alphabétique, et n'ont aucun rapport avec les quantités standard acceptées en physique. La signification de chaque coefficient sera discutée séparément.

• « a » est un coefficient qui prend en compte le nombre de murs extérieurs dans une pièce particulière.

Évidemment, plus il y a de murs extérieurs dans une pièce, plus la surface traversée est grande. pertes de chaleur. De plus, la présence de deux ou plusieurs murs extérieurs signifie également des coins - des endroits extrêmement vulnérables du point de vue de la formation de « ponts froids ». Le coefficient « a » corrigera cela particularité pièces.

Le coefficient est pris égal à :

— murs extérieurs Non (espace intérieur): une = 0,8;

- mur extérieur un: une = 1,0;

— murs extérieurs deux: une = 1,2;

— murs extérieurs trois: une = 1,4.

• «b» est un coefficient qui prend en compte l'emplacement des murs extérieurs de la pièce par rapport aux directions cardinales.

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Même pendant les jours d'hiver les plus froids énergie solaire a toujours un impact sur l'équilibre thermique dans le bâtiment. Il est tout à fait naturel que le côté de la maison orienté au sud reçoive un peu de chaleur des rayons du soleil et que les pertes de chaleur à travers celui-ci soient moindres.

Mais les murs et les fenêtres orientés vers le nord « ne voient jamais » le Soleil. extrémité està la maison, même s'il « attrape » le matin rayons de soleil, ne reçoit toujours pas de chauffage efficace de leur part.

Sur cette base, nous introduisons le coefficient « b » :

- les murs extérieurs de la pièce font face Nord ou Est: b = 1,1;

- les murs extérieurs de la pièce sont orientés vers Sud ou Ouest: b = 1,0.

• « c » est un coefficient qui prend en compte l'emplacement de la pièce par rapport à la « rose des vents » hivernale

Peut-être que cet amendement n'est pas si obligatoire pour les maisons situées dans des zones protégées des vents. Mais parfois, les vents hivernaux dominants peuvent apporter leurs propres « ajustements difficiles » au bilan thermique d’un bâtiment. Naturellement, le côté au vent, c’est-à-dire « exposé » au vent, perdra beaucoup plus de corps que le côté sous le vent, opposé.

Sur la base des résultats d'observations météorologiques à long terme dans n'importe quelle région, une « rose des vents » est compilée - un diagramme graphique montrant les directions des vents dominants en hiver et heure d'été de l'année. Ces informations peuvent être obtenues auprès de votre service météorologique local. Cependant, de nombreux habitants eux-mêmes, sans météorologues, savent très bien où soufflent principalement les vents en hiver et de quel côté de la maison balayent généralement les congères les plus profondes.

Si vous souhaitez effectuer des calculs avec plus haute précision, alors nous pouvons inclure le facteur de correction « c » dans la formule, en le prenant égal à :

- côté au vent de la maison : c = 1,2;

- murs sous le vent de la maison : c = 1,0;

- murs situés parallèlement à la direction du vent : c = 1,1.

• « d » est un facteur de correction qui prend en compte les conditions climatiques de la région où la maison a été construite

Naturellement, l’ampleur des pertes de chaleur à travers toutes les structures du bâtiment dépendra dans une large mesure du niveau des températures hivernales. Il est clair qu'en hiver, les lectures du thermomètre « dansent » dans une certaine plage, mais pour chaque région, il existe un indicateur moyen du plus basses températures, caractéristique de la période de cinq jours la plus froide de l'année (c'est généralement caractéristique de janvier). Par exemple, vous trouverez ci-dessous une carte du territoire de la Russie, sur laquelle les valeurs approximatives sont affichées en couleurs.

Habituellement, cette valeur est facile à clarifier auprès du service météorologique régional, mais vous pouvez, en principe, vous fier à vos propres observations.

Ainsi, le coefficient « d », qui prend en compte les caractéristiques climatiques de la région, est pris pour nos calculs égal à :

— à partir de – 35 °C et moins : d = 1,5;

— de – 30 °С à – 34 °С : d = 1,3;

— de – 25 °С à – 29 °С : d = 1,2;

— de – 20 °С à – 24 °С : d = 1,1;

— de – 15 °С à – 19 °С : d = 1,0;

— de – 10 °С à – 14 °С : d = 0,9;

- pas plus froid - 10 °C : d = 0,7.

• « e » est un coefficient qui prend en compte le degré d'isolation des murs extérieurs.

La valeur totale des pertes thermiques d'un bâtiment est directement liée au degré d'isolation de toutes les structures du bâtiment. L'un des « leaders » en matière de perte de chaleur sont les murs. Par conséquent, la valeur de la puissance thermique nécessaire pour maintenir conditions confortables vivre à l’intérieur dépend de la qualité de leur isolation thermique.

La valeur du coefficient pour nos calculs peut être prise comme suit :

— les murs extérieurs ne sont pas isolés : e = 1,27;

- degré moyen d'isolation - les murs constitués de deux briques ou leur isolation thermique de surface sont assurées par d'autres matériaux isolants : e = 1,0;

— l'isolation a été réalisée avec une haute qualité, sur la base de calculs d'ingénierie thermique : e = 0,85.

Ci-dessous, au cours de cette publication, des recommandations seront données sur la manière de déterminer le degré d'isolation des murs et autres structures du bâtiment.

• coefficient "f" - correction des hauteurs de plafond

Les plafonds, surtout dans les maisons privées, peuvent avoir différentes hauteurs. Par conséquent, la puissance thermique nécessaire pour réchauffer une pièce particulière de la même zone différera également par ce paramètre.

Ce ne serait pas une grosse erreur d'accepter les valeurs suivantes pour le facteur de correction « f » :

— hauteurs de plafond jusqu'à 2,7 m : f = 1,0;

— hauteur d'écoulement de 2,8 à 3,0 m : f = 1,05;

- hauteurs sous plafond de 3,1 à 3,5 m : f = 1,1;

— hauteurs de plafond de 3,6 à 4,0 m : f = 1,15;

- hauteur sous plafond supérieure à 4,1 m : f = 1,2.

• « g" est un coefficient qui prend en compte le type de sol ou de pièce situé sous le plafond.

Comme indiqué ci-dessus, le sol est l’une des sources importantes de déperdition de chaleur. Cela signifie qu’il est nécessaire de procéder à quelques ajustements pour tenir compte de cette caractéristique d’une pièce particulière. Le facteur de correction « g » peut être pris égal à :

- plancher froid au sol ou au dessus d'une pièce non chauffée (par exemple, une cave ou une cave) : g= 1,4 ;

- plancher isolé au sol ou au-dessus d'une pièce non chauffée : g= 1,2 ;

— la pièce chauffée est située en dessous : g= 1,0 .

• « h" est un coefficient qui prend en compte le type de pièce située au-dessus.

L'air chauffé par le système de chauffage monte toujours et si le plafond de la pièce est froid, une perte de chaleur accrue est inévitable, ce qui nécessitera une augmentation de la puissance de chauffage requise. Introduisons le coefficient « h », qui prend en compte cette caractéristique de la pièce calculée :

— le grenier « froid » est situé au dessus : h = 1,0 ;

— il y a un grenier isolé ou une autre pièce isolée au-dessus : h = 0,9 ;

— toute pièce chauffée est située au dessus : h = 0,8 .

• « je" - coefficient prenant en compte les caractéristiques de conception des fenêtres

Les fenêtres sont l’une des « principales voies » de flux de chaleur. Naturellement, cela dépend en grande partie de la qualité du conception de fenêtre. Les anciennes charpentes en bois, qui étaient auparavant universellement installées dans toutes les maisons, sont nettement inférieures en termes d'isolation thermique aux systèmes modernes à plusieurs chambres avec fenêtres à double vitrage.

Sans mots, il est clair que les qualités d'isolation thermique de ces fenêtres diffèrent considérablement

Mais il n’existe pas d’uniformité complète entre les fenêtres PVH. Par exemple, une fenêtre à double vitrage à deux chambres (avec trois verres) sera beaucoup « plus chaude » qu'une fenêtre à chambre unique.

Cela signifie qu'il faut saisir un certain coefficient « i », prenant en compte le type de fenêtres installées dans la pièce :

- standard fenêtres en bois avec double vitrage classique : je = 1,27 ;

- moderne systèmes de fenêtres avec verre à chambre unique : je = 1,0 ;

— systèmes de fenêtres modernes avec fenêtres à double vitrage à deux ou trois chambres, y compris celles remplies d'argon : je = 0,85 .

• « j" - facteur de correction pour la surface vitrée totale de la pièce

Peu importe fenêtres de qualité Peu importe comment ils étaient, il ne sera toujours pas possible d'éviter complètement les pertes de chaleur à travers eux. Mais il est bien clair qu'on ne peut pas comparer une petite fenêtre avec vitrage panoramique presque tout le mur.

Vous devez d’abord trouver le rapport entre les surfaces de toutes les fenêtres de la pièce et la pièce elle-même :

x = ∑SD'ACCORD /SP.

∑ SD'ACCORD– superficie totale fenêtres intérieures;

SP.– superficie de la pièce.

En fonction de la valeur obtenue, le facteur de correction « j » est déterminé :

—x = 0 ÷ 0,1 →j = 0,8 ;

—x = 0,11 ÷ 0,2 →j = 0,9 ;

—x = 0,21 ÷ 0,3 →j = 1,0 ;

—x = 0,31 ÷ 0,4 →j = 1,1 ;

—x = 0,41 ÷ 0,5 →j = 1,2 ;

• « k" - coefficient qui corrige la présence d'une porte d'entrée

Une porte donnant sur la rue ou sur un balcon non chauffé est toujours une « échappatoire » supplémentaire pour le froid

Porte sur rue ou balcon ouvert est capable d'ajuster le bilan thermique de la pièce - chaque ouverture de celle-ci s'accompagne de la pénétration d'un volume considérable d'air froid dans la pièce. Par conséquent, il est logique de prendre en compte sa présence - pour cela nous introduisons le coefficient « k », que nous prenons égal à :

- Aucune porte: k = 1,0 ;

- une porte sur rue ou sur balcon : k = 1,3 ;

- deux portes sur rue ou balcon : k = 1,7 .

• « l" - modifications possibles du schéma de raccordement du radiateur de chauffage

Cela peut peut-être paraître à certains comme un détail insignifiant, mais pourquoi ne pas prendre immédiatement en compte le schéma de raccordement prévu pour les radiateurs de chauffage. Le fait est que leur transfert de chaleur, et donc leur participation au maintien d'un certain équilibre thermique dans la pièce, change assez sensiblement lorsque différents types insertion des tuyaux d'alimentation et de retour.

Illustration	Type d'insert de radiateur	La valeur du coefficient "l"
	Raccordement diagonal : alimentation par le haut, retour par le bas	l = 1,0
	Raccordement d'un côté : alimentation par le haut, retour par le bas	l = 1,03
	Connexion bidirectionnelle : alimentation et retour par le bas	l = 1,13
	Raccordement diagonal : alimentation par le bas, retour par le haut	l = 1,25
	Raccordement d'un côté : alimentation par le bas, retour par le haut	l = 1,28
	Raccordement unidirectionnel, alimentation et retour par le bas	l = 1,28

• « m" - facteur de correction pour les particularités de l'emplacement d'installation des radiateurs de chauffage

Et enfin, le dernier coefficient, qui est également lié aux particularités du raccordement des radiateurs de chauffage. Il est probablement clair que si la batterie est installée ouvertement et n'est bloquée par rien d'en haut ou de devant, elle assurera un transfert de chaleur maximal. Cependant, une telle installation n'est pas toujours possible - le plus souvent, les radiateurs sont partiellement cachés par les rebords de fenêtre. D'autres options sont également possibles. De plus, certains propriétaires, essayant d'intégrer des éléments chauffants dans l'ensemble intérieur créé, les cachent totalement ou partiellement. écrans décoratifs– cela affecte également considérablement la puissance thermique.

S'il existe certains « aperçus » sur comment et où les radiateurs seront montés, cela peut également être pris en compte lors des calculs en introduisant un coefficient spécial « m » :

Illustration	Caractéristiques de l'installation de radiateurs	La valeur du coefficient "m"
	Le radiateur est situé ouvertement sur le mur ou n'est pas recouvert par un rebord de fenêtre	m = 0,9
	Le radiateur est recouvert par le haut d'un rebord de fenêtre ou d'une étagère	m = 1,0
	Le radiateur est recouvert d'en haut par une niche murale en saillie	m = 1,07
	Le radiateur est recouvert d'en haut par un rebord de fenêtre (niche) et de l'avant par un écran décoratif	m = 1,12
	Le radiateur est entièrement enfermé dans un boîtier décoratif	m = 1,2

La formule de calcul est donc claire. Sûrement, certains lecteurs se prendront immédiatement la tête - ils disent que c'est trop compliqué et encombrant. Cependant, si l’on aborde la question de manière systématique et ordonnée, il n’y a aucune trace de complexité.

Tout bon propriétaire doit disposer d'un plan graphique détaillé de ses « biens » avec des dimensions indiquées, et généralement orientées vers les points cardinaux. Caractéristiques climatiques la région est facile à déterminer. Il ne reste plus qu'à parcourir toutes les pièces avec un mètre ruban et à préciser certaines nuances pour chaque pièce. Caractéristiques du logement - « proximité verticale » au-dessus et en dessous, emplacement portes d'entrée, le schéma d'installation proposé ou existant pour les radiateurs de chauffage - personne, à l'exception des propriétaires, ne le sait mieux.

Il est recommandé de créer immédiatement une feuille de calcul dans laquelle vous pourrez saisir toutes les données nécessaires pour chaque pièce. Le résultat des calculs y sera également inscrit. Eh bien, les calculs eux-mêmes seront facilités par la calculatrice intégrée, qui contient déjà tous les coefficients et ratios mentionnés ci-dessus.

Si certaines données n'ont pas pu être obtenues, alors vous pouvez bien sûr ne pas les prendre en compte, mais dans ce cas le calculateur « par défaut » calculera le résultat en tenant compte du moins Conditions favorables.

Peut être vu avec un exemple. Nous avons un plan de maison (pris de manière complètement arbitraire).

Région avec niveau températures minimales entre -20 ÷ 25 °C. Prédominance des vents hivernaux = nord-est. La maison est de plain-pied, avec un grenier isolé. Planchers isolés au sol. La connexion diagonale optimale des radiateurs qui seront installés sous les appuis de fenêtre a été sélectionnée.

Créons un tableau ressemblant à ceci :

La pièce, sa superficie, la hauteur sous plafond. Isolation des sols et « voisinage » dessus et dessous	Le nombre de murs extérieurs et leur emplacement principal par rapport aux points cardinaux et à la « rose des vents ». Degré d'isolation des murs	Nombre, type et taille des fenêtres	Disponibilité des portes d'entrée (sur rue ou sur balcon)	Puissance thermique nécessaire (dont 10% de réserve)
Superficie 78,5 m²				10,87 kW ≈ 11 kW
1. Couloir. 3,18 m². Plafond 2,8 M. Sol posé au sol. Au dessus se trouve un grenier isolé.	Un, Sud, degré d'isolation moyen. Côté sous le vent	Non	Un	0,52 kW
2. Salle. 6,2 m². Plafond 2,9 M. Sol isolé au sol. Ci-dessus - grenier isolé	Non	Non	Non	0,62 kW
3. Cuisine-salle à manger. 14,9 m². Plafond 2,9 M. Plancher bien isolé au sol. A l'étage - grenier isolé	Deux. Sud, ouest. Degré d'isolation moyen. Côté sous le vent	Deux fenêtres à double vitrage à une chambre, 1200 × 900 mm	Non	2,22 kW
4. Chambre d'enfants. 18,3 m². Plafond 2,8 M. Plancher bien isolé au sol. Ci-dessus - grenier isolé	Deux, Nord-Ouest. Haut degré d'isolation. Au vent	Deux fenêtres à double vitrage, 1400 × 1000 mm	Non	2,6 kW
5. Chambre à coucher. 13,8 m². Plafond 2,8 M. Plancher bien isolé au sol. Ci-dessus - grenier isolé	Deux, Nord, Est. Haut degré d'isolation. Côté au vent	Fenêtre simple à double vitrage, 1400 × 1000 mm	Non	1,73 kW
6. Salon. 18,0 m². Plafond 2,8 M. Sol bien isolé. Ci-dessus se trouve un grenier isolé	Deux, Est, Sud. Haut degré d'isolation. Parallèle à la direction du vent	Quatre fenêtres à double vitrage, 1 500 × 1 200 mm	Non	2,59 kW
7. Salle de bain combinée. 4,12 m². Plafond 2,8 M. Sol bien isolé. Au dessus se trouve un grenier isolé.	Un, le Nord. Haut degré d'isolation. Côté au vent	Un. Cadre en bois avec double vitrage. 400 × 500 mm	Non	0,59 kW
TOTAL:

Ensuite, à l'aide du calculateur ci-dessous, nous effectuons des calculs pour chaque pièce (en tenant déjà compte de la réserve de 10%). L'utilisation de l'application recommandée ne prendra pas beaucoup de temps. Après cela, il ne reste plus qu'à résumer les valeurs obtenues pour chaque pièce - ce sera le nécessaire pouvoir total systèmes de chauffage.

Le résultat pour chaque pièce, d'ailleurs, vous aidera à choisir le bon nombre de radiateurs de chauffage - il ne reste plus qu'à diviser par la puissance thermique spécifique d'une section et à arrondir.

Pour déterminer la consommation de chaleur estimée pour chauffer un bâtiment, vous pouvez utiliser la formule

Q = q du * V bâtiment (t in – t in) * 10 -3, kW,

où q from est la caractéristique thermique spécifique du bâtiment, W/m 3 o C

Bâtiment V – volume extérieur total du bâtiment, m 3.

La caractéristique thermique spécifique d'un bâtiment est trouvée par la formule

q de = P/S  1/Rst + ρ (1/Rok – 1/Rst)] + 1/h (0,9 *1/Rpl + 0,6 *1/Rpt) ,

où P, S, h - périmètre, superficie, hauteur du bâtiment, m

ρ – degré de vitrage du bâtiment, égal au rapport superficie totale ouvertures lumineuses vers la zone des clôtures verticales du bâtiment, ρ = F rest / Fvert.limite.

Rst, Rok, Rpl, Rpt - résistance au transfert thermique des murs, fenêtres, sols, plafonds.

La valeur de la caractéristique thermique spécifique détermine la déperdition thermique moyenne de 1 m 3 du bâtiment, liée à la différence de température calculée égale à 1 o C.

La caractéristique q est pratique à utiliser pour l'évaluation thermotechnique des solutions structurelles et de planification possibles pour un bâtiment.

Sur la base de la consommation de chaleur calculée, une chaudière du système de chauffage est sélectionnée (Annexe 1) et installée dans la chaufferie en tenant compte des normes de conception (Annexe 2).

3. Bilan thermique des locaux

Dans les bâtiments et les locaux à régime thermique constant, les pertes et les gains thermiques sont comparés en mode conception. Pour résidentiel et bâtiments publiques on suppose qu'il n'y a pas de sources de chaleur dans les locaux et que la puissance thermique du système de chauffage doit compenser les déperditions thermiques par les enceintes extérieures.

Les déperditions thermiques à travers l'enveloppe du bâtiment correspondent aux déperditions thermiques à travers les enceintes individuelles Q, déterminées arrondies à 10 W à l'aide de la formule :

Q = F * 1/R *(t in – t in) * (1 + β) * n W, où

F – superficie estimée de la clôture, m 2 (pour les règles de mesure des clôtures, voir Annexe 3)

R – résistance au transfert de chaleur de la structure enveloppante, m 2 o C/W

t intérieur – température ambiante, 0 C

t n V – température extérieure calculée pour la période de cinq jours la plus froide, 0 C

β – pertes de chaleur supplémentaires en fractions des pertes principales,

n – coefficient pris en fonction de la position de la surface extérieure des structures enveloppantes par rapport à l'air extérieur

Les calculs de déperditions thermiques sont résumés dans un tableau (voir annexe 4)

Perte de chaleur supplémentaire β

1. Additif d’orientation – pour tous les garde-corps verticaux

N, NE, E, NO - 0,1

2. Additif dans les coins des pièces publiques et bâtiments industriels(ayant deux murs extérieurs ou plus) sont acceptés pour toutes les clôtures verticales à hauteur de β = 0,15.

3. Un supplément pour l'alimentation en air froid par les entrées du bâtiment (à fonctionnement continu) est pris en compte

Pour portes doubles avec un vestibule entre eux 0,27 N

le même sans vestibule 0,34 N

pour portes simples 0,22 N

où H est la hauteur du bâtiment en m.

Valeurs du coefficient n

Murage
Murs extérieurs
Planchers des sous-sols froids communiquant avec l'air extérieur, planchers des combles
Plafonds au-dessus des sous-sols non chauffés avec ouvertures lumineuses dans les murs
Plafonds sur sous-sols non chauffés sans ouvertures lumineuses dans les murs
Murs séparant les pièces non chauffées qui communiquent avec l'air extérieur
Murs séparant des pièces non chauffées qui ne communiquent pas avec l'air extérieur

q 0р = d 0r ( je 1 - je" otb) = 3,12*(3302 - 439,4) = 8938 kJ/(kW·h).

Efficacité thermique du cycle régénératif selon la formule (17)

En l'absence de chauffage régénératif, le rendement thermique

Consommation spécifique la vapeur et la chaleur en l'absence de régénération, respectivement, seront

kg/(kW*h).

q 0 = d 0 (je 1 - je' 2) = 2,98*(3 302 - 121,4) = 9 452 kJ/(kWh).

Il est facile de constater que la consommation spécifique de vapeur sans régénération est moindre qu'avec un chauffage régénératif. Cependant, cette valeur ne caractérise pas l’efficacité du procédé. L'indicateur de cette dernière est soit le rendement thermique, soit la consommation thermique spécifique, qui, en présence de régénération, est toujours inférieure à la consommation thermique spécifique qu'en mode condensation sans régénération.

L'amélioration de l'efficacité thermique due à la régénération sera

26. La turbine de 24 MW fonctionne aux paramètres de vapeur : R. 1 = 2,6 MPa ; t 1 = 420°C, R. 2 = 0,004 MPa. Pour chauffer l'eau d'alimentation, de la vapeur est extraite de la turbine à R. 0 = 0,12 MPa.

Déterminez l’efficacité thermique et la consommation spécifique de vapeur. Déterminez également l’amélioration du rendement thermique par rapport à la même installation, mais fonctionnant sans chauffage régénératif.

représentantη t R. = 0,38; d 0r= 3,32 kg/(kW·h) ; η t = 0,361 ; 100 = 5,26%.

Riz . 22.

27. D'une turbine à vapeur avec puissance N= 25 000 kW fonctionnant à R. 1 = 9 MPa, t 1 = 480°C, R. 2 = = 0,004 MPa, deux sélections sont effectuées : une à R. otb1 = 1 MPa et un autre à R. otb2 = 0,12 MPa (Fig. 22).

Déterminer l'efficacité thermique de l'usine, l'amélioration de l'efficacité thermique par rapport au cycle de Rankine et le débit horaire de vapeur à travers chaque extraction.

D'après le schéma est (Fig. 23) et à partir des tableaux on trouve : je 1 = 3334 kJ/kg, je otb1 = = 2 772 kJ/kg ; je ot2 = 2 416 kJ/kg ; je 2 = 1 980 kJ/kg ; je’ ot1 = 762,7 kJ/kg ; je' ot2 = =439,4 kJ/kg ; je"= 121,4 kJ/kg

Nous déterminons la consommation de vapeur pour chauffer l'eau d'alimentation. Pour ce faire, nous trouvons α 1 Et α 2 selon les formules (18) et (19) :

,

Travail utile de 1 kg de vapeur selon la formule (20)

je op = je 1 -je 2 - α 1 (je otb1 -je 2) - α 2 (je otb2 -je 2);

je op = 3334 – 1980 - 0,138*(2772 - 1980) - 0,119*(2416 - 1980) = 1192,8 kJ/kg.

Par conséquent, la consommation spécifique de vapeur

kg/(kW*h)

et la consommation horaire totale de vapeur par turbine

D 0 = N* d 0 = 25 000*3,02 = 75 500 kg/h.

De ce montant est dépensé pour la première sélection

D otb 1 = Faire* α 1 = 75 500*0,138 = 10 420 kg/h ;

pour la deuxième sélection

D otb2 = ré 0 * α 2 = 75 500*0,119 = 8 985 kg/h

et va au condensateur

D K = D otb1 - D otb2 = 75 500 - 10 420 - 8985 = 56 095 kg/h.

Efficacité thermique cycle régénératif selon la formule (21)

Efficacité thermique du cycle Rankine aux mêmes paramètres initiaux et finaux

L'amélioration du rendement thermique du cycle régénératif par rapport au cycle sans régénération est

28 . Le turbogénérateur fonctionne aux paramètres de vapeur R. 1 = 9 MPa, t 1 = 535 0 C et p 2 = = 0,0035 MPa. Pour chauffer l'eau d'alimentation, il existe deux choix : un à R. otb1 = = 0,7 MPa et un autre à R. otb2 = 0,12 MPa.

Déterminez l’efficacité thermique du cycle régénératif et comparez-la avec le cycle sans régénération.

représentantη t R. = 0,471; η t = 0,432 ; 100 = 9,03%.

29 . Une turbine à vapeur au mercure de 10 000 kW fonctionne selon les paramètres suivants : R. Hg1 = 0,8 MPa ; saturé à la vapeur; R. Hg2 = 0,01 MPa. La vapeur d'eau sèche saturée produite dans le condenseur de l'évaporateur à turbine à mercure entre dans le surchauffeur, où sa température s'élève jusqu'à 450°C, puis est envoyée vers une turbine vapeur-eau fonctionnant à une pression finale R. 2 = 0,004 MPa.

Déterminer l'efficacité thermique d'un cycle binaire, l'efficacité thermique d'une turbine vapeur-eau, l'amélioration de l'efficacité grâce à l'utilisation d'un cycle binaire et la puissance d'une turbine vapeur-eau.

D'après le schéma est vapeur de mercure et le tableau des vapeurs saturées de mercure on trouve :

je Hg1 = 360,5 kJ/kg ; je Hg2 = 259,5 kJ/kg.

Travail utile de 1 kg de vapeur de mercure

je 0 Hg = 360,5 - 259,5 = 101 kJ/kg.

Consommation spécifique de vapeur de mercure dans la turbine

kg/(kW*h).

La consommation totale de vapeur de mercure à la turbine sera de

D 0 = N 0 Hg = 10 000*35,7 = 357 000 kg/h.

D'après le tableau des vapeurs de mercure, il est clair que la température de saturation à p Hg 2 = 0,01 MPa est t Hg n= 249,6C. Nous supposons que la température de la vapeur d’eau saturée est la même ; ceci détermine la pression de vapeur d'eau :

R. 1 = 4 MPa ( t H2OH = 250,33°C).

L'eau pénètre dans le condenseur à mercure avec une température de saturation à une pression dans le condenseur p 2 = 0,004 MPa. Son enthalpie est je H2O2 = 121,4 kJ/kg. Enthalpie de la vapeur d'eau je' H2O2 = 2 801 kJ/kg. Ainsi, chaque kilogramme d'eau dans le condenseur reçoit

∆je = je’’ H2O1 -je' H2O2 = 2 801 - 121,4 = 2 679,6 kJ/kg.

La quantité d'eau pouvant traverser un condenseur à mercure est déterminée à partir de l'équation

D 0Hg (je Hg2 -je' Hg2) = D 0H2O *∆je

En substituant les valeurs correspondantes dans cette équation, on obtient

kg/h.

Ainsi, pour 1 kg de vapeur d’eau, il y a de la vapeur de mercure.

kg.

Pour une turbine vapeur-eau, à l'aide du schéma est et des tables de vapeur d'eau, on obtient

je 1 = 3 329 kJ/kg ; je 2 = 2 093 kJ/kg ; je" 2 = 121,4 kJ/kg.

Travail utile de 1 kg de vapeur d'eau

je he2O = 3329 - 2093 = 1235 kJ/kg.

Travail utile 11,9 kg de vapeur de mercure

je 0 Hg = 11,9 je 0 Hg = 11,9*101 = 1 202 kJ.

Travail utile des deux fluides de travail dans un cycle pour 1 kg de vapeur d'eau

je 0 =je 0H2O+ je 0 Hg = 1235 + 1202 = 2437 kJ/kg.

Apport de chaleur par cycle :

pour le chauffage et l'évaporation 11,9 kg de mercure

11,9*(360,5 - 34,5) = 3 879 kJ ;

pour surchauffer la vapeur d'eau

3329 - 2801 = 528 kJ.

Apport de chaleur total par cycle

3879 + 528 = 4407kJ.

Efficacité thermique du cycle binaire

.

Efficacité thermique du cycle Reikna pour la vapeur d'eau

Amélioration de l'efficacité thermique grâce à l'introduction d'un cycle de mercure supplémentaire

Puissance de turbine à vapeur-eau

Puissance totale de l'installation

N = N Hg+ N n2 O = 10 000 +12 260 = 22 260 kW.

30 . La centrale vapeur-eau de 5 000 kW fonctionne selon le cycle de Rankine. Paramètres initiaux : R. 1 = 3 MPa et t 1 = 450°C. Pression du condenseur R. 2 = 0,004 MPa.

Déterminez l'efficacité du cycle si on y ajoute un cycle au mercure dont la limite de température la plus élevée sera la même que celle du cycle à la vapeur d'eau.

représentant η tb = 53,8 % ; η tH2O = 37,8 % ; 100=42,3%.