ГОСТ Р 56778-2015 Системы передачи тепла для отопления помещений. Методика расчета энергопотребления и эффективности.
ГОСТ Р 56778-2015
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ТЕПЛА ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЙ
Методика расчета энергопотребления и эффективности
City systems of heat oscillation. Computational method of energy consumption and effectiveness
ОКС 91.140.10
Дата введения 2016-07-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью "СанТехПроект" (ООО "СанТехПроект")
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 ноября 2015 г. N 2031-ст
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)
Введение
Настоящий стандарт является одним из стандартов, разработанных с учетом основных нормативных положений европейских стандартов серии ЕН 15316 под общим наименованием "Системы теплоснабжения в зданиях. Методика расчета энергопотребности и эффективности системы теплоснабжения", в которых установлены методы расчета потребления энергии и эффективности систем отопления в зданиях, в том числе в комбинации с системами бытового горячего водоснабжения. В настоящем стандарте рассмотрены методы расчета энергетических потерь в системах (установках) передачи тепла для отопления в помещениях.
Методику расчета используют для оценки потребления энергии системами (установками) отопления помещений в проектируемых и эксплуатируемых зданиях.
Нормативный характер имеет лишь метод расчета. Требуемые для проведения расчетов значения величин следует принимать по соответствующим стандартам и правилам, действующим на национальном уровне.
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает структуру метода расчета потребления энергии отопительными системами помещения и требуемые для этого входные и выходные параметры в целях разработки единого метода расчета.
Метод основан на анализе следующих характеристик устройств теплоотдачи для отопления помещений, включая регулирование:
- температурные перекосы в помещении;
- устройство панельного отопления;
- средства и точность регулирования температуры внутри помещения.
Потребление энергии в системе рассчитывают отдельно для тепловых и электрических нагрузок.
Нормативный характер имеет только метод расчета.
Стандарт не распространяется на оборудование, материалы и изделия системы.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие документы:
ГОСТ 30494-2011 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях
ГОСТ Р 54860-2011 Теплоснабжение зданий. Общие положения методики расчета энергопотребности и эффективности систем теплоснабжения
ГОСТ Р 54862-2011 Энергоэффективность зданий. Методы определения влияния автоматизации, управления и эксплуатации здания, расчета энергопотребности и эффективности систем теплоснабжения
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины, определения, обозначения и единицы измерения
3.1 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по [1], а также следующие термины с соответствующими определениями:
3.1.1 вторичные тепловые энергетические ресурсы: Тепловые потери системы, которые могут быть повторно использованы, для снижения потребности полезной энергии для отопления и охлаждения или для уменьшения конечной энергетической потребности систем отопления или охлаждения.
3.1.2 использованные вторичные энергетические ресурсы: Часть возвратных тепловых потерь системы, которые были утилизированы, возвращены и обусловили снижение потребления энергии для отопления и кондиционирования в виде тепловой энергии или расхода энергоносителя.
3.1.3 кондиционируемая зона: Отапливаемая или охлаждаемая часть объема помещения с заданной температурой, для которого допустимые температурные колебания регулируются системами отопления и кондиционирования.
3.1.4 отапливаемое помещение: Помещение, в котором заданная температура воздуха поддерживается системой отопления.
3.1.5 первичная энергия: Потенциальная энергия различных видов энергоресурсов, не подвергшаяся процессам преобразования (сжигания) или трансформации.
Примечания
1 Первичная энергия включает в себя как возобновляемую, так и невозобновляемую энергию. Если оба вида энергии учитывают, то они должны быть обозначены как общая первичная энергия.
2 Для здания первичная энергия - энергия, которая требуется для получения поставленной в здание энергии. Ее рассчитывают с помощью коэффициентов пересчета на основании количества генерируемой поставленной и подведенной энергии энергоносителей.
3.1.6 подведенная энергия: Энергия энергоносителя, подведенная к потребителю от внешних генерирующих систем, выработанная с помощью генерирующих установок, размещенных в здании или вне здания.
Примечания
1 Подведенная энергия может различаться по способу выработки, например: распределительная, раздельная выработка тепловой и электрической энергии, комбинированная выработка тепловой и электрической энергии (когенерация), фотоэлектрический метод или комбинированная выработка тепловой, электрической энергии и холода для климатизации (тригенерация).
2 Подведенную энергию определяют расчетом или измерением.
3.1.7 потребленная энергия для отопления: Тепло, которое подведено к отапливаемому помещению, чтобы обеспечить заданную температуру в определенный период.
Примечания
1 Энергопотребление рассчитывают и измеряют только по затратам.
2 Энергопотребление может изменяться в зависимости от дополнительных теплопоступлений или теплопотерь, возникающих, например, при неравномерном температурном распределении и неидеальном регулировании температуры.
3.1.8 потребность энергии для отопления: Расчетное количество энергии для системы отопления, необходимое для поддержания заданной температуры в отапливаемом помещении в заданный период.
3.1.9 расчетный временной период: Временной период, для которого проводят расчет, (т.е. период времени, рассматриваемый при проведении расчетов).
Примечание - Расчетный период может быть разделен на ряд шагов вычислений, на ряд расчетных интервалов.
3.1.10 теплопотери помещения: Теплопотери через оболочку здания (ограждающие конструкции), потери, обусловленные неравномерным распределением тепловых потоков, отсутствием балансировки и регулировки теплоотдачи отопительных приборов, встроенных в ограждающие конструкции здания.
3.1.11 теплопотери системы отопления, общие: Сумма теплопотерь системы отопления, включая возвратные тепловые потери.
3.1.12 эквивалентная температура внутри помещения: Нормативно допустимый для расчета энергии на отопление нижний предел температуры внутри помещения, или нормативно допустимая для расчета энергии на охлаждение самая высокая температура внутри помещения, которая приводит примерно к такой же средней теплоотдаче, как и прерывистый режим работы отопления или охлаждения при учете неточностей регулирования температуры в помещении.
Примечание - Принимают по ГОСТ 30494.
3.2 Обозначения и единицы измерения
В настоящем стандарте применены обозначения, единицы измерения и индексы, указанные в таблицах 1 и 2.
Таблица 1 - Обозначения и единицы измерения
|
|
|
Обозначение | Величина | Единица измерения |
А | Площадь | м  |
b | Коэффициент снижения температуры | - |
Е | Энергия в общем случае, включая первичную энергию и энергоносители [за исключением количества теплоты, механической работы и электрической) вспомогательной энергии] | Дж |
f | Коэффициент | - |
у | Соотношение поступлений/потерь | - |
k | Доля рекуперации вспомогательной энергии | - |
L | Доля теплопотерь в установившемся состоянии | % |
Q | Количество теплоты | Дж |
R | Сопротивление теплопередаче | м · К/Вт |
t | Время, временной период | с |
Т | Термодинамическая температура | К |
U | Коэффициент теплоотдачи (теплопотерь) | Вт/(м · К) |
W | Вспомогательная (дополнительная) энергия (электрическая), механическая работа | Дж |
 | Тепловой поток, тепловая мощность | Вт |
 | Коэффициент полезного действия | - |
 | Температура, градусы Цельсия | °С |
Таблица 2 - Индексы
|
|
Индекс | Значение |
act | Фактический |
aux | Вспомогательный |
avg | Средний |
avr | Эквивалентный |
ctr | Регулирование |
an | Годовой |
b | Ширина |
е | Внешний, наружный |
em | Отдача, выделение, передача |
emb | Встроенный |
ex | Наружное ограждение |
fan | Вентилятор |
gn | Поступления |
Н | Отопление (энергия на отопление) |
h | Высота |
hydr | Гидравлический |
im | Периодический режим |
in | Потребление (системы), входной |
inc | Повышенный |
ini | Начальный |
int | Внутренний |
Is | Потери |
mn | Средний (во времени или в пространстве) |
nrbl | Невозвратный |
nrvd | Невозвращенный |
out | Отдача (системы), выходной |
Р | Первичный |
pmp | Насос |
rad | Излучение |
rbl | Возвратный |
rvd | Возвращенный |
set | Нормативный |
sonst | Дополнительные электроприводы |
str | Слой |
ut | Используемый |
4 Взаимосвязь с другими стандартами по энергетической эффективности зданий
Настоящий стандарт продолжает основную концепцию, описанную в ГОСТ Р 54860.
Для получения не приведенных в настоящем стандарте входных данных и подробных методов расчета следует использовать другие стандарты или нормативные документы. Взаимосвязь с другими стандартами по энергетической эффективности зданий показана на рисунке 1. Метод для расчета энергии на отопление здания (нетто) приведен в европейском стандарте (ЕН ИСО 13790:2008 [2]*). Результаты расчета по данному европейскому стандарту служат входными данными для расчета подсистем распределения для систем отопления помещений согласно [3] и для расчета систем теплогенерации согласно настоящему стандарту. Подробную информацию по системам регулирования можно найти в ГОСТ Р 54862.
__________________
* В настоящее время ведется работа по подготовке к утверждению свода правил "Энергетическая характеристика зданий. Расчет потребления тепловой энергии для отопления, охлаждения, вентиляции и горячего водоснабжения", гармонизированного с европейским стандартом ЕН ИСО 13790:2008 [2].
Примечание - Используемые обозначения см. в 3.2.
Рисунок 1 - Пример системы подачи тепла
5 Краткое описание метода
5.1 Расчет потерь энергии
Энергетические потери установленных в здании приборов отопления и оборудования, используемого для поддержания температуры внутри помещений, зависят от следующих факторов:
- расчетная потребность в энергии для отопления помещений здания (энергетические характеристики зданий, а также наружный и внутренний климат);
- неравномерное распределение внутренней температуры по отдельным кондиционируемым зонам (расслоение, установка отопительных приборов/панелей вдоль наружных стен или окон, различие между температурой воздуха и температурой лучистого теплового потока);
- используемые отопительные приборы/панели, которые установлены в помещении у наружной стены или к прилегающему неотапливаемому помещению;
- способ регулирования рабочей температуры (локальное, центральное, качественное, количественное);
- расход вспомогательной энергии.
При расчете теплопотерь системы необходимо учитывать следующие аспекты:
- энергетические взаимодействия с соответствующими помещениями, зависящие от типа отопительных приборов и их поверхностей (например, конвекторы, радиаторы напольные, настенные или потолочные отопительные системы);
- принцип действия и оборудование для теплового регулирования помещения или зоны [термостатический вентиль, пропорциональный регулятор (П-регулятор), пропорционально-интегральный регулятор (ПИ-регулятор), пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор (ПИД-регулятор) и т.д.] и способность оборудования к предотвращению температурных колебаний и дрейфа;
- расположение и размещение отопительных приборов и панелей.
На основе этих данных необходимо рассчитать следующие выходные параметры теплопередачи, включая регулирование:
- теплопотери системы;
- потребление вспомогательной энергии;
- возвратные теплопотери системы.
Расчет проводят на основе табличных значений исходных данных или их детальным расчетом.
Энергетическую потребность нетто для отопления помещений без учета энергетических потерь системы следует рассчитывать для нормальных условий согласно [2] или аналогичным методом, приведенным в национальных стандартах и документах.
Энергетические потери системы рассчитывают для тепловой и электрической энергии отдельно.
5.2 Требуемое количество тепловой энергии для отопления помещения
k - доля рекуперации вспомогательной энергии (-);
При таком расчете учитывают теплопотери через оболочку помещения и возвращенную часть общей тепловой энергии (теплопоступления от людей, находящихся в здании, теплоосветительных и бытовых приборов, а также поступления солнечной энергии). Однако неучтенными остаются теплопотери системы, вызванные неравномерным распределением температуры внутри помещений, недостатками регулирования, а также возвратными потерями вспомогательной энергии.
В зависимости от выбранных для заданной температуры входных данных см. [2] предлагает метод прямого расчета суммы теплопотребления и теплопотерь системы подачи тепла, не делая различий между ними. Требуемое для учета теплопотерь системы определение повышенной внутренней температуры установлено в настоящем стандарте.
Влияние неидеально работающего узла регулирования температуры внутри помещений учтено в настоящем стандарте.
Теплопотери системы теплопередачи, Дж, рассчитывают по формуле
Методы для расчета этих теплопотерь приведены в разделе 7 настоящего стандарта.
5.7 Расчетные периоды
Цель расчета заключается в определении годового потребления теплоты системой теплоотдачи для отопления помещений. Это можно сделать по одному из двух описанных ниже методов:
- использование в расчете годовых данных для времени работы системы и средних годовых величин;
- разделение года на ряд расчетных периодов (например, месяц, неделя), проведение расчетов для каждого из этих периодов с использованием величин, определенных для соответствующих интервалов, и последующее суммирование результатов для всех периодов по году.
5.8 Разделение или разветвление системы отопления помещений
Отопительная система, согласно предъявляемым требованиям, может быть разделена на подсистемы с различными схемами подачи тепла, а расчет теплопотерь может быть проведен для каждой подсистемы отдельно. При этом необходимо учитывать условия ГОСТ Р 54860, касающиеся разделения или разветвления системы отопления. Подсистемы с различными схемами подачи тепла в принципе допускается комбинировать между собой, если при этом соблюдается принцип сложения теплопотерь.
6 Расчет энергии для различных систем теплоотдачи
6.1 Общие положения
В 6.2-6.5 изложены подробные методы расчета энергетических потерь системы теплоотдачи. Эта концепция представлена в разделе 7 с помощью двух различных примеров. Соответствующие значения, используемые по умолчанию, указаны в приложениях:
- метод с использованием коэффициентов полезного действия - см. 7.2 и приложение А;
- метод с использованием эквивалентной внутренней температуры - см. 7.3 и приложение Б.
В приложении В описан метод расчета вспомогательной энергии, который допускается использовать совместно с обоими указанными выше методами.
6.2 Теплопотери вследствие неравномерного распределения температуры
Дополнительные энергетические потери могут быть вызваны следующими факторами (рисунок 2):
- расслоением по вертикальным слоям с различной температурой, что приводит к повышенной температуре внутри помещения под потолком и в верхней части помещения;
- повышенной температурой внутри помещения и повышенным коэффициентом теплоотдачи вблизи окон;
- конвекцией и излучением системы теплоотдачи через другие наружные поверхности.
Рисунок 2 - Влияние неравномерного распределения температуры и расположения отопительных приборов или поверхностей в помещении
Для получения доступа к полной версии без ограничений вы можете выбрать подходящий тариф или активировать демо-доступ.