Температурный график отопления

Опубликовано 26 Мар 2014
Рубрика: Теплотехника | 40 комментариев



Кот на радиатореКомпьютеры уже давно и успешно работают не только на столах офисных работников, но и в системах управления производственными и технологическими процессами. Автоматика успешно управляет параметрами систем теплоснабжения зданий, обеспечивая внутри них...

...заданную необходимую температуру воздуха (иногда для экономии меняющуюся в течение суток).

Но автоматику необходимо грамотно настроить, дать ей исходные данные и алгоритмы для работы! В этой статье рассматривается оптимальный температурный график отопления – зависимость температуры теплоносителя водяной системы отопления при различных температурах наружного воздуха.

Эта тема уже рассматривалась в статье о водяном отоплении. Здесь мы не будем рассчитывать теплопотери объекта, а рассмотрим ситуацию, когда эти теплопотери известны из предшествующих расчетов или из данных фактической эксплуатации действующего объекта. Если объект действующий, то лучше взять значение теплопотерь при расчетной температуре наружного воздуха из статистических фактических данных предыдущих лет эксплуатации.

В упомянутой выше статье для построения зависимостей температуры теплоносителя от температуры наружного воздуха решается численным методом система нелинейных уравнений. В этой статье будут представлены «прямые» формулы для вычисления температур воды на «подаче» и на» обратке», представляющие собой аналитическое решение задачи.

Предложенный далее расчет в Excel можно выполнить также в программе OOo Calc из пакета Open Office.

О цветах ячеек листа Excel, которые применены для форматирования в статьях, можно прочесть на странице «О блоге».

Расчет в Excel температурного графика отопления.

Итак, при настройке работы котла и/или теплового узла от температуры наружного воздуха системе автоматики необходимо задать температурный график.

Возможно, правильнее датчик температуры воздуха разместить внутри здания и настроить работу системы управления температурой теплоносителя от температуры внутреннего воздуха. Но часто бывает сложно выбрать место установки датчика внутри из-за разных температур в различных помещениях объекта или из-за значительной удаленности этого места от теплового узла.

Рассмотрим пример. Допустим, у нас имеется объект – здание или группа зданий, получающие тепловую энергию от одного общего закрытого источника теплоснабжения – котельной и/или теплового узла. Закрытый источник – это источник, из которого запрещен отбор горячей воды на водоснабжение. В нашем примере будем считать, что кроме прямого отбора горячей воды отсутствует и отбор тепла на нагрев воды для горячего водоснабжения.

Для сравнения и проверки правильности расчетов возьмем исходные данные из вышеупомянутой статьи «Расчет водяного отопления за 5 минут!» и составим в Excel небольшую программу расчета температурного графика отопления.

Исходные данные:

1. Расчетные (или фактические) теплопотери объекта (здания) Qр в Гкал/час при расчетной температуре наружного воздуха tнр записываем

в ячейку D3: 0,004790

2. Расчетную температуру воздуха внутри объекта (здания) tвр в °C вводим

в ячейку D4: 20



3. Расчетную температуру наружного воздуха tнр  в °C заносим

в ячейку D5: -37

4. Расчетную температуру воды на «подаче» tпр  в °C вписываем

в ячейку D6: 90

5. Расчетную температуру воды на «обратке» tор  в °C вводим

в ячейку D7: 70

6. Показатель нелинейности теплоотдачи примененных приборов отопления n записываем

в ячейку D8: 0,30

7. Текущую (интересующую нас) температуру наружного воздуха tн  в °C заносим

в ячейку D9: -10

Значения в ячейках D3 – D8 для конкретного объекта записываются один раз и далее не меняются. Значение в ячейке D8 можно (и нужно) изменять, определяя параметры теплоносителя для различной погоды.

Таблица Excel с расчетом температурного графика отопления

Результаты расчетов:

8. Расчетный расход воды в системе Gр в т/час вычисляем

в ячейке D11: =D3*1000/(D6-D7) =0,239

Gр=Qр*1000/(tпрtор)

9. Относительный тепловой поток q определяем

в ячейке D12: =(D4-D9)/(D4-D5) =0,53

q=(tврtн)/(tврtнр)

10. Температуру воды на «подаче» tп в °C рассчитываем

в ячейке D13: =D4+0,5*(D6-D7)*D12+0,5*(D6+D7-2*D4)*D12^(1/(1+D8)) =61,9

tп=tвр+0,5*(tпрtор)*q+0,5*(tпр+tор-2*tвр)*q(1/(1+n))

11. Температуру воды на "обратке" tо в °C вычисляем

в ячейке D14: =D4-0,5*(D6-D7)*D12+0,5*(D6+D7-2*D4)*D12^(1/(1+D8)) =51,4

tо=tвр-0,5*(tпрtор)*q+0,5*(tпр+tор-2*tвр)*q(1/(1+n))

Расчет в Excel температуры воды на «подаче» tп и на «обратке» tо для выбранной температуры наружного воздуха tн выполнен.

Сделаем аналогичный расчет для нескольких различных наружных температур и построим температурный график отопления. (О том, как строить графики в Excel можно прочитать здесь.)

Температурный график отопления в Excel

Произведем сверку полученных значений температурного графика отопления с результатами, полученными в статье «Расчет водяного отопления за 5 минут!» — значения совпадают!

Итоги.

Практическая ценность представленного расчета температурного графика отопления заключается в том, что он учитывает тип установленных приборов и направление движения теплоносителя в этих приборах. Коэффициент нелинейности теплоотдачи n, оказывающий заметное влияние на температурный график отопления у разных приборов различный:

у чугунных радиаторов n=0,15…0,30 (зависит от способа подключения);

у конвекторов n=0,30…0,35 (зависит от марки прибора).

Для любых приборов отопления коэффициент нелинейности теплоотдачи n можно найти в технической документации заводов-изготовителей.

По величине относительного теплового потока q можно понять, что, например, при температуре наружного воздуха tн=-8 °С в нашем примере котел или система должны работать на 50% номинальной мощности для поддержания в помещении температуры внутреннего воздуха tвр=+20 °С.

Используя температурный график отопления, можно быстро выполнить экспресс-аудит системы и понять есть недогрев «подачи» или перегрев «обратки», а так же оценить величину расхода теплоносителя.

Конечно, теплопотери здания зависят от переменных в течение суток и месяцев силы ветра, влажности воздуха, инсоляции, однако главнейшим влияющим фактором все-таки на 90…95% является температура наружного воздуха.

Прошу уважающих труд автора  скачивать файл после подписки на анонсы статей!

Ссылка на скачивание файла: temperaturnyy-grafik-otopleniya (xls 26,0KB).

Другие статьи автора блога

На главную


Введите Ваш e-mail:

Статьи с близкой тематикой

Отзывы

40 комментариев на «Температурный график отопления»

  1. Андрей 08 Дек 2014 23:54

    Очень интересно! У меня будут вопросы к Вам ! Можно ?

  2. Александр Воробьев 09 Дек 2014 19:56

    Можно.

  3. Александр Боев 10 Дек 2014 15:31

    Здравствуйте Александр.Ваш график рассчитывался из расчётной температуры –37,а если температура расчётная будет иной к примеру –16 для моего региона,то и температуры для подачи и обратки другими будут При нашей расчётной температуре при –2 на улице по графику 95/70 на подаче будет 70 ,а обратка51 ,очень дома жарко не смотря на то что у меня стоит в два раза меньше секций чугунных батарей от норматива,вот по вашему графику он мне больше подходит при –2 вход примерно 53 обратка 45.И почему при равных температурах улицы разная температура в системе отопления в регионах не совсем понятно.Заранее спасибо с уважением Александр .Саратов.

  4. Александр Воробьев 10 Дек 2014 20:53

    Добрый день, Александр!

    Для Вашей расчетной температуры -16С график 95/70, наверное, высоковат. В зарубежной Европе, к примеру, системы считают и строят на 65/50 или близко к этому. Если у Вас 95/70 — значит при -16С подача должна быть 95С. У Вас это так? И при этом не жарко, а при температурах около 0С жарко?

    Кроме системы отопления в обитаемых помещениях приборы и люди выделяют тепло — 1 компьютер — 0,3КВт, 1 человек — 0,15...0,2КВт, 1 лампочка — 0,1КВт и т.д. Чем теплее на улице (0...+8С), тем доля этих теплопоступлениий выше в общем количестве тепла. Формулы графика этого не учитывают.

    Если количество отопительных приборов рассчитано правильно в соответствии с теплопотерями здания и расчетной температурой теплоносителя, то заданная температура в помещениях будет близка к стабильной. Для более точных расчетов необходимо при определении теплопотерь учитывать инсоляцию, ориентацию по сторонам горизонта, ветер... Потери тепла зданием не прямо пропорциональны наружной температуре воздуха.

  5. Константин 10 Дек 2014 23:21

    Доброго времени дня!!! Очень интересное решение проблемы. А вот к примеру с методиками расчёта в системе ФСИН вы не сталкивались наверное...? А проблема встала очень серьёзная. Расчёт у Вас очень интересный, и достаточной простой. Для нашей системы это очень важно и нужно. Я сам не теплотехник, но главный энергетик в этой системе. Проблемы нормативов в подаче тепла, вырабатываемого собственной котельной, для осужденных, вышли на серьёзный уровень. Если я вышлю вам нашу методику, не затруднит-ли вас высказать своё мнение о ней, а так же возможность адаптирования к ней ваших прекрасно простых расчётов?

  6. Александр Воробьев 11 Дек 2014 20:34

    Добрый день, Константин!

    Присылайте методику, дальше — будет видно...

  7. Григорий 08 Янв 2015 22:30

    Здравствуйте,Александр. Замечательная табличка, спасибо. Не могу понять для каких котлов Вы строите график. По идее для обычных (не конденсационных котлов) температура обратки не может быть ниже 45гр С. А у Вас она уже при -5.

  8. Александр Воробьев 08 Янв 2015 23:52

    Григорий, график строится для части системы отопления, расположенной за теплообменниками (если они есть) и за тепловым узлом (смесительным узлом, элеватором).

    Вы совершенно правы — в котел нельзя возвращать «холодную» воду! Более того, для многих типов котлов она не должна быть ниже +65С! Из-за высокой вероятности возникновения конденсата, который вызывает быструю коррозию, и значительных температурных деформаций, рекомендуется чтобы разность температур подачи и обратки не превышала 30...40С. Решение этой проблемы в каждом случае индивидуально.

  9. Григорий 09 Янв 2015 16:01

    Григорий, график строится для части системы отопления, расположенной за теплообменниками (если они есть) и за тепловым узлом (смесительным узлом, элеватором).

    Ага, понял.Сбило с толку слово котел в начале статьи.

    По сути график описывает теплоотдачу радиатора при разных температурных условиях?

    А где Вы брали коэффициент нелинейности теплоотдачи n?

  10. Александр Воробьев 09 Янв 2015 16:33

    График описывает теплоотдачу группы радиаторов (т. е. — системы отопления). Точнее график «говорит» какой должна быть температура подачи при разных температурах наружного воздуха для поддержания в здании заданной внутренней температуры. При этом подразумевается, что все установленные приборы отопления при расчетной температуре подачи и расчетном расходе воды отдают тепла ровно столько, сколько здание теряет через ограждающие конструкции.

    Коэффициенты нелинейности теплоотдачи приводятся в паспортах изготовителей на тепловые приборы (конвекторы, радиаторы,...) и в различных теплотехнических справочниках. Я об этом написал в конце статьи. Нужны ссылки?

  11. Григорий 09 Янв 2015 17:57

    График описывает теплоотдачу группы радиаторов (т. е. — системы отопления).

    Да, но т.к. мы имеем дело с упрощенной моделью,можно считать, что в системе один большой радиатор.

    Точнее график «говорит» какой должна быть температура подачи при разных температурах наружного воздуха для поддержания в здании заданной внутренней температуры.

    Исходя из свойств радиатора?К сожалению никогда не видел графиков теплоотдачи радиаторов с зависимостью от расхода через них и температуры подачи.Обычно производитель дает табличку с температурами подачи-обратки и выделяемой мощностью.

    Нужны ссылки?

    Если можно.

  12. Александр Воробьев 09 Янв 2015 18:32

    Да, можно считать, что в системе один большой радиатор.

    «Обычно производитель дает табличку с температурами подачи-обратки и выделяемой мощностью.»

    Этого достаточно, чтобы определить при каком расходе производились измерения.

    Почитайте здесь: al-vo.ru/teplotekhnika/si... -otopleniya.html

    Возможно, стоит посмотреть все статьи рубрики теплотехника: al-vo.ru/category/teplotekhnika

    А здесь, на стр 86, значения коэффициента «с» и показателей степени «n» и «m» при различных пределах расхода теплоносителя в конвекторах ОАО «САНТЕХПРОМ» mtsk.mos.ru/Handlers/Files.ashx/Download?ID=1468

  13. albina 17 Фев 2015 20:59

    Здравствуйте! Очень заинтересовал ваш сайт, полезный и информативный, спасибо! Я пишу диплом на тему автоматизация системы отопления и вентиляции физкультурно-оздоровительного комплекса, вопрос: как правильно связать температурный график с такой системой?

  14. Александр Воробьев 17 Фев 2015 21:50

    Считаете (или берете из проекта) расчетные теплопотери комплекса, расчетные температуры воздуха и теплоносителя... В общем действуете так, как написано в статье и строите графики температуры подачи и обратки от температуры наружного воздуха. А дальше проектируете автоматизированный тепловой узел с «органами чувств» — датчиками наружной и внутренней температуры воздуха, датчиками температуры теплоносителя на подаче и обратке, расходомером теплоносителя. Сигналы от этих датчиков подаются в компьютер — «мозг», в который введены рассчитанные графики. «Мозг», управляя насосом и электроклапаном — «органами воздействия» на систему отопления поддерживает требующиеся по графикам значения в зависимости от сигналов «органов чувств»...

    В двух словах как-то так.

  15. Евгений 20 Апр 2015 17:28

    спасибо

  16. Сергей 01 мая 2015 02:38

    Автору респект и уважуха!

    Мало кто понимает процессы и проблемы системы отопления да ещё и делятся информацией!!!

  17. Сергей 26 Июл 2015 18:26

    Александр! Спасибо Вам большое за температурный график.

  18. Стас 02 Авг 2015 00:45

    Александр, здравствуйте.

    Расчетная температура воды на «подаче» — это имеется ввиду температура теплоносителя от источника тепла — первого контура (котельной, итп) или температура теплоносителя второго контура (теплообменник), то есть та, которая идёт непосредственно в радиаторы отопления? У нас 17-ти этажный дом постройки 1990 года (Проект 121Э), в квартирах установлены по проекту конвекторы «Комфорт 20», а теплоузел уже современный, закрытый. При -2 градусах на улице параметры домового контура были 45/35/21, расход теплоносителя в системе дома 15 тонн/час.

    Спасибо!

  19. Александр Воробьев 02 Авг 2015 12:38

    Стас, здравствуйте.

    1. Расчетная температура воды на «подаче» — это температура теплоносителя идущего непосредственно в радиаторы отопления, которую проектировщик брал при проектировании для момента времени, когда на улице расчетная температура наружного воздуха (самый холод).

    2. Для грамотной оценки режима работы системы отопления необходимо знать теплопотери здания, количество и размеры конвекторов, теплопотери в подводящих трубах и стояках и реальную среднюю температуру воздуха в помещениях.

    3. Можно обеспечить комфортные +22 в квартирах и подачей 35, при -2 на улице, но расход воды через систему должен быть очень большим (трубы «загудят»). И параметры домового контура будут не 35/21, а скорее 35/30... Но делать это ни к чему! У вас на входе в дом 45, так и подайте 38 или 40 или все 45 в дом соответствующей настройкой узла.

    4. Если во всех квартирах комфортные +22, на улице -2, то в дом поступает ровно столько тепловой энергии, сколько нужно! Вся поступающая тепловая энергия «уходит» через ограждающие конструкции — система «улица/дом» уравновешивается, обеспечивая тепловой баланс при -2/+22. Подадите больше тепла, баланс настступит при -2/+26, меньше — -2/+18. Вам скажут: «Возрастет потребление тепла и затраты жильцов.» Да, возрастет (кстати, очень-очень не на много). Но здесь выбор за вами — или мерзните, или чуть больше платите...

    Узел должен выдавать тепловой энергии при различных уличных температурах ровно столько, чтобы в квартирах было +22, чтобы люди не мерзли, но и не открывали настеж форточки и окна!

  20. Анна 07 Окт 2015 18:41

    Подскажите пож., откуда берётся расчётная температура наружного воздуха для составления температурного графика отопления мкд? У нас взяли t -ру самой холодной пятидневки, поэтому имеет место перетоп. где-то конкретно написано, какую t-ру надо брать для этого графика? Между 5 и 6 колонками табл. 1 СНиП 23-01-99* большая разница. Спасибо.

  21. Александр Воробьев 08 Окт 2015 13:58

    Анна, расчетная температура для отопления — это колонка 5 табл.1 СНиП 23-01-99*. Колонка 6 — для расчета вентиляции.

  22. Наталья 21 Окт 2015 17:23

    Добрый день! Подскажите, у нас многоквартирный дом. Стоит счетчик тепла, платим за отопление много. В прошлом 2014 году пытались разобраться. Этот график можно применить, для расчета потребления тепла?

  23. Александр Воробьев 21 Окт 2015 18:36

    Наталья, если у Вас есть исходные данные для записи в пункты 1-6 таблицы, то внесите их туда и получите свой график, который необходим вашему дому. Если сложно, я помогу. (Подробности по почте.)

  24. Игорь 03 Дек 2015 23:37

    Неплохо бы было если бы усовершенствовать метод для дальнейшего имитационного анализа нагрузок отопления. Поясняю:например имеется посуточный архив прибора учета тепла, а также погодный архив наружных температур. Необходимо вычленить из архива теплосчетчика данные которые укладываются в теоретический температурный график с допустимыми отклонениями (+/- 2,5 С) И вот по таким данным уже далее определить реальный коэффициент теплопотерь, который можно применять для дальнейшего моделирования нагрузки в оптимальных для здания режимах сравнивая его с фактической , а также и для аналогичных зданий не оснащенных приборами учета. Для стимулирования перехода на приборный учет и корректировок нормативов отопления , если отклонения будут существенно отличаться от климатических норм

  25. Александр Воробьев 04 Дек 2015 09:26

    Отличная мысль, Игорь!

    Нечто похожее я делал в VBA-программе и в Excel, только анализируется там не весь архив, а разово снятые показания при установившемся погодном температурном режиме и данные проекта. Этого достаточно для определения реального коэффициента теплопотерь здания. /Для повышения точности можно снять данные несколько раз за сезон и и получить весьма точную модель теплопотерь здания. Если анализировать архивы, то точность будет почти абсолютная!/

    *К указанным Вами архивам температур нужен еще архив температур внутреннего воздуха.

  26. Игорь 05 Дек 2015 00:23

    Мне думается если вам организовать такой виртуальный сервис, по проверке качества услуги через контроль температурных графиков в посуточных архивах от приборов учета и просто через прямые измерения на приборах отопления , то у вас в клиентах могут стать вскорости все многоквартирные дома страны. Тема универсальная и болезненная. Во многих городах качество услуги желает иметь лучшего, а теплоснабжающие организации в виду конфликта интересов не заинтересованы в улучшении ситуации

  27. Борис Кузнецов 17 Янв 2016 17:48

    Здравствуйте Александр!

    Ещё раз говорю о своей приверженности к расчётам в приложении Excel. Скажите, а можно ли каким либо образом применить и использовать Ваш опыт в сфере обучения, например, в ВУЗе?

    (wltt-teplotehnika.ru)

  28. Александр Воробьев 17 Янв 2016 18:08

    Добрый день, Борис!

    Вы приглашаете меня работать в ВУЗ? Или я не правильно Вас понял?

  29. Андрей 05 Фев 2016 18:31

    Александр, добрый день, а на основании каких нормативных документов (ГОСТы, СНИПы) построен Ваш график? Просто я работаю в теплоснабжающей организации, и хотелось бы применить Ваш график, но непонятны некоторые аспекты.

  30. Александр Воробьев 06 Фев 2016 11:55

    Добрый день, Андрей.

    Графики построены по уравнению теплового баланса: сколько тепла здание теряет — столько его должно поступить от системы отопления для обеспечения неизменности внутренней температуры воздуха при значительных колебаниях температуры наружного воздуха.

    Это закон физики.

    Предполагается, что проектировщики здания все правильно посчитали, а строители построили все по проекту — и при расчетных температурах соблюдается тепловой баланс.

    Можно и по другому — определить реально необходимый график для дома на основании данных практической эксплуатации.

    Теплоснабжающая организация должна подавать на вход дома тепло в избытке, а тепловой узел подавать его к приборам отопления в необходимом для соблюдения теплового баланса количестве.

    Мой график — это график температур подачи и обратки ПОСЛЕ теплового узла!

  31. Александр 20 Апр 2016 16:53

    Очень подробно, но расчет есть расчет, а фактически люди не должны страдать от недотопа или наоборот.

  32. Марсель 17 Июн 2016 17:48

    Добрый день Александр! Температуру в помещении иногда нужно менять (день, ночь, отпуск). Можно это отразить в формуле расчета температуры подачи и обратки ? Или менять расчетную температуру помещения?

  33. Александр Воробьев 18 Июн 2016 12:09

    Марсель, добрый день. Нужно для для каждого из режимов, меняя расчетную температуру помещения, создать разные графики — суточный, недельный, ... То есть добавить третью переменную — время. Именно таков принцип работы всех программируемых регуляторов температуры.

  34. Светлана 23 Сен 2016 12:09

    Спасибо огромное! Мало кто делится информацией, да еще и расчетной!

  35. Альберт 19 Окт 2016 17:54

    Добрый день, подскажите, сделал систему отопления, сейчас за бортом -5, регулировку температуры в котле поставил на 50 град. — комфортно, вопрос в чем. когда -40 будет, я не вымерзну как мамонт, при максимальной мощности котла 85 град.

  36. Александр Воробьев 19 Окт 2016 19:30

    Адьберт, добрый день.

    85 градусов — это не мощность, а температура... Мало данных Вы написали, чтобы что-то ответить квалифицированно. Посмотрите эту статью. Программу покупать Вам ни к чему, просто пришлите все перечисленные в ней исходные данные и я постараюсь ответить на Ваш вопрос «о мамонте».

    Можете провести эксперимент: включите котел на полную мощность часов на 10 (может, меньше). Если в доме воздух нагреется до +55 — значит при -40 будет +20.

  37. Елена 20 Ноя 2016 18:23

    Добрый день!Подскажите куда можно обратится и разрешить проблему.Мы живем в многоквартирных домах обслуживает нас управляющая компания. Газовый модуль автоматизированный стоят датчики температурного режима уличные и внутри помещения. Когда мороз в квартирах тепло но если оттепель и сильный ветер в квартирах очень холодно.За отопление в квартирах платим по одному тарифу перерасчета в связи с изменениям погодных условий не делают.

  38. Александр Воробьев 20 Ноя 2016 18:40

    Елена, добрый день. Обратиться нужно в УК. Именно они на основании данных от температурных датчиков запрограммировали терморегулятор — ввели температурный график. Ваш температурный график им следует настроить более полого, не трогая низкие температуры и приподняв график в области 0 градусов.

    Датчик внутри помещения где стоит? Возможно в этом помещении тепловой узел и поддерживает комфортные условия не зависимо от ветра. Только эти условия там никому из жильцов не нужны...

  39. Елена 20 Ноя 2016 18:58

    Спасибо. Мы уже не однократно обращались. Они ссылаются на автоматику.У меня за 45 кв.м плата за отопление 4200 рублей в месяц.И при этом в квартире холодно топим печь когда оттепель как сегодня на улице 0 и идет дождь.((

  40. Александр Воробьев 20 Ноя 2016 19:05

    Это безобразие! Автоматику следует правильно настроить. ЧЕЛОВЕКУ настроить! Ссылаться на автоматику — это равносильно жалобе на фонарный столб.

Ваш отзыв







  • Посетители: 657 649

  • Подписчики: 3 416