Расчёт ИТП — методика по СП 124.13330.2012 с примером
Пошаговый расчёт ИТП по СН РК 4.02-04-2013: формулы тепловой нагрузки, подбор пластинчатого теплообменника, насосов и автоматики. Готовый пример расчёта для дома 100 квартир.
Расчёт ИТП Расчёт ведётся в соответствии с СН РК 4.02-04-2013 «Тепловые сети» и СН РК 4.01-02-2013 «Внутренний водопровод и канализация». Ключевые цели: вычислить тепловую нагрузку на отопление и ГВС, выбрать пластинчатые теплообменники, циркуляционные насосы, регулирующие клапаны и автоматику. Далее — пошаговый алгоритм расчёта, основные формулы и пример для жилого дома на 100 квартир. Никакой воды — только инженерная математика, полезная проектировщику и заказчику.
Нормативная основа для расчёта ИТП
- СН РК 4.02-04-2013 «Тепловые сети» — базовый документ. В нём изложены требования к ИТП, параметры теплоносителя для расчёта и схемы присоединения.
- СН РК 4.02-01-2011 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» — документ для вычисления тепловой нагрузки на отопление и вентиляцию.
- СН РК 4.01-02-2013 «Внутренний водопровод и канализация» — по нему считают нагрузку на ГВС и определяют нормы расхода воды.
- действующие строительные нормы РК «Тепловая защита зданий» — используется для расчёта теплопотерь здания.
- стандарты ГОСТ и СТ РК — требования, предъявляемые к теплосчётчикам.
- СН РК 4.02-04-2013 «Проектирование тепловых пунктов» — документ устарел, однако применяется в качестве методического пособия.
Этап 1. Вычисление тепловой нагрузки
Нагрузка на отопление Q_от определяют через теплопотери здания. Формула приводится в действующие строительные нормы РК:
Здесь q — удельная отопительная характеристика здания [Вт/(м³·°С)], V — отапливаемый объём [м³], t_в — расчётная температура внутри [°С] (+20 для жилых помещений), t_н — расчётная температура зимой [°С] (для Алматы -25).
В жилых МКД удельная характеристика q составляет 0,28-0,42 Вт/(м³·°С) и зависит от этажности и степени утепления. Для нового дома по нормативам — 0,28-0,32, для старой панели — 0,38-0,42.
Нагрузка на ГВС Q_гвс — пиковая величина, определяется по часовому максимуму. Формула согласно СН РК 4.01-02-2013:
Здесь G_max — пиковый расход ГВС за час [кг/ч], c — теплоёмкость воды (4,19 кДж/(кг·°С)), t_г — температура горячей воды (60 °С), t_х — температура холодной воды (5 °С зимой, 15 °С летом).
Пиковый расход G_max находят по количеству водоразборных приборов в доме: для дома на 100 квартир типовое значение 2,5-3,5 м³/ч, для 200-квартирного — 4-5 м³/ч. Точный расчёт — по СН РК 4.01-02-2013, приложение Б.
Нагрузка на вентиляцию Q_вент — для нежилых объектов (офисов, торговых центров, гостиниц). В жилых МКД отдельно не рассчитывается, поскольку входит в Q_от.
Этап 2. Выбор теплообменника
Пластинчатый теплообменник подбирают, используя уравнение теплового баланса:
Здесь Q — тепловая мощность [Вт], K — коэффициент теплопередачи [Вт/(м²·°С)], F — площадь теплообмена [м²], ΔT_ln — логарифмический температурный напор [°С].
Для пластинчатых ПТО «вода-вода» коэффициент K равен 3000-5500 Вт/(м²·°С). Логарифмический температурный напор:
Здесь ΔT_1, ΔT_2 — разности температур на входе и выходе теплообменника.
Площадь теплообмена вычисляется как F = Q / (K × ΔT_ln). По полученной площади выбирают модель теплообменника из каталога. Типовые модели для ИТП:
- РИДАН НН-14 — площадь до 30 м², нагрузка до 600 кВт, применяется для отопления и ГВС в жилых МКД средней величины.
- РИДАН НН-19 — площадь до 60 м², нагрузка до 1200 кВт, подходит для крупных МКД и коммерческих объектов.
- Alfa Laval M6-FG/M10-BFG — площадь до 50 м², относится к премиум-сегменту.
- КС 14-50/КС 19-60 — аналоги из России, бюджетный сегмент.
- Funke FP05/FP10 — импорт из Германии, премиум-класс.
Этап 3. Вычисление расхода сетевой воды
Расход сетевой воды через ИТП G_сет (т/ч) определяют из баланса:
Здесь Q — суммарная нагрузка [кВт], c — теплоёмкость (4,19 кДж/(кг·°С)), T_1 - T_2 — перепад температурного графика теплосети (110-70 = 40 °С, 130-70 = 60 °С).
Для дома 500 кВт при графике 110/70 °С: G_сет = 500 × 3,6 / (4,19 × 40) = 10,7 т/ч. Это исходная величина для выбора регулирующего клапана, узла учёта и диаметров трубопроводов на вводе.
Этап 4. Подбор насосов
Циркуляционный насос отопления выбирают по расходу G_от (вторичный контур) и потерям напора H_сети.
H_сети = ΔP_теплообм + ΔP_труб + ΔP_арматуры [м.вод.ст.]
для типового МКД H_сети = 6-12 м.вод.ст.
Для дома 500 кВт при графике 80/60 °С (вторичный контур): G_от = 500 × 3,6 / (4,19 × 20) = 21,5 м³/ч. Подойдёт насос Wilo Stratos 50/1-12 или Grundfos Magna3 50-120 F. Циркуляционные насосы для ИТП смотрите в каталоге.
Насос ГВС-циркуляции рассчитан на меньший расход (3-7 м³/ч) и напор (3-6 м.вод.ст.). Типовые модели: Wilo Star RS 25/40, Grundfos UPS 32-30, Wilo Stratos PICO 25/1-6.
Этап 5. Регулирующий клапан и средства автоматики
Регулирующий клапан с электроприводом выбирают по диаметру (исходя из расхода сетевой воды) и пропускной способности Kv:
Здесь ΔP_клапана — перепад давления на клапане при максимальном расходе (обычно 10-30 кПа).
При G_сет = 10,7 т/ч и ΔP = 20 кПа: Kv = 10,7/√0,2 ≈ 24. Подойдёт клапан Danfoss VB2 DN50 с приводом AME 35 либо ESBE 3F50 с электроприводом 92M.
Контроллер — Danfoss ECL Comfort 310 или ОВЕН ТРМ232. Обеспечивает погодозависимое регулирование по графику: при -25 °С на улице поддерживает +65 °С в подаче на отопление, при +5 °С опускает до +45 °С. Это позволяет экономить 15-25%.
Пример расчёта — жилой дом на 100 квартир
• Тип: жилой МКД, 9 этажей, 100 квартир
• Объём отапливаемых помещений V = 18 000 м³
• Удельная отопительная характеристика q = 0,32 Вт/(м³·°С)
• t_в = +20 °С, t_н = -25 °С (Алматы)
• Температурный график теплосети: 110/70 °С
• Внутренний температурный график: 80/60 °С
• Количество жильцов: 250 чел., норма ГВС 105 л/сут/чел
Вычисление нагрузки на отопление:
Q_от = 0,32 × 18000 × (20-(-25))/1000 = 259 кВт
Расчёт нагрузки на ГВС:
V_сут = 250 × 105 = 26250 л = 26,25 м³/сут
Пиковый расход за час (коэффициент часовой неравномерности 2,4): G_max = 26,25/24×2,4 ≈ 2,6 м³/ч
Q_гвс = 2600 × 4,19 × (60-5)/3600 = 167 кВт
Суммарная нагрузка: Q_сум = 259 + 167 = 426 кВт
Выбор теплообменника для отопления:
ΔT_ln = ((110-80)-(70-60))/ln((110-80)/(70-60)) = 18,2 °С
F = 259000/(4000×18,2) = 3,56 м² → РИДАН НН-14 с 28 пластинами
Выбор теплообменника для ГВС:
ΔT_ln = ((110-60)-(70-5))/ln((110-60)/(70-5)) = 57,4 °С
F = 167000/(4500×57,4) = 0,65 м² → РИДАН НН-14 с 12 пластинами
Расход сетевой воды:
G_сет = 426 × 3,6/(4,19 × 40) = 9,15 т/ч
Циркуляционный насос для отопления:
G_от = 259 × 3,6/(4,19 × 20) = 11,1 м³/ч → Wilo Stratos 40/1-8 или Grundfos Magna3 40-80
Комплект оборудования для такого ИТП: 2 теплообменника РИДАН НН-14 с разной площадью, 2 насоса отопления (Wilo Stratos), 1 насос ГВС-циркуляции, регулирующий клапан Danfoss VB2 DN40, контроллер ECL Comfort 310, теплосчётчик Карат-Компакт 201. Полный набор — комплектация ИТП.
Запас и корректирующие коэффициенты
- Запас на загрязнение (fouling factor) — расчётную площадь теплообменника увеличивают на 10-20% для воды-воды и на 25-30% для жёсткой воды (более 7 мг-экв/л).
- Коэффициент старения при эксплуатации — для теплообменников, работающих 5+ лет, к расчётной площади добавляют +10%.
- Запас по насосам — модель выбирают с производительностью на 10-15% выше расчётной, чтобы рабочая точка не смещалась в область низкого КПД.
- Поправка для пиковой нагрузки ГВС — коэффициент часовой неравномерности 2,2-2,8, зависящий от типа здания (жильё, гостиница, общежитие).
FAQ — расчёт ИТП
Можно ли рассчитать ИТП самостоятельно по таблицам?
Для предварительной оценки и формирования бюджета — да. Для рабочей документации и заказа оборудования — нет. Полноценный расчёт ИТП охватывает гидравлический расчёт всей внутренней сети, вычисление тепловых потерь по действующие строительные нормы РК, проверку нерасчётных режимов (отказ одного теплообменника, пиковая ГВС). Это задача проектной организации, имеющей соответствующий допуск.
Какой запас следует закладывать для теплообменника ИТП?
10-20% по площади для типовых условий (вода-вода, средняя жёсткость). 25-30% для жёсткой воды, склонной к накипеобразованию. Слишком большой запас (более 30%) — лишние траты: дополнительные пластины не дают эффекта, но повышают цену и гидравлическое сопротивление.
В чём разница между расчётом ИТП по СП и по строительные нормы РК?
СН РК 4.02-04-2013 представляет собой обновлённую версию СН РК Общий подход к вычислениям остался прежним, однако пересмотрены коэффициенты теплопроводности, температуры для разных регионов и нормативы к приборам учёта тепла. Прежний строительные нормы РК утратил официальную силу, хотя содержит более детальную методическую часть.
Каким образом в ИТП учитывается второй теплообменник?
Когда в ИТП предусматривается второй теплообменник — резервный либо для двухконтурной схемы — вычисления выполняют по каждому аппарату отдельно, а общий расход воды из теплосети суммируют. Подробнее о втором теплообменнике в составе ИТП.
Какие исходные данные необходимы для расчёта?
В базовом варианте понадобятся: объём отапливаемой части здания, количество квартир или проживающих, регион для определения расчётной температуры, график температур тепловой сети, присутствие либо отсутствие вентиляционной нагрузки. Дополнительно учитывают: параметры воды (жёсткость, pH), нужную температуру ГВС и желаемый уровень автоматизации.
Какой срок нужен для расчёта ИТП?
Экспресс-расчёт для предварительного бюджета занимает 30-60 минут. Полный проектный расчёт с подбором оборудования — 2-4 дня. Подготовка всей проектной документации с прохождением СРО — 3-6 недель. На teploobmennic.kz экспресс-расчёт выполняется бесплатно в течение 30-60 минут.
Каким образом выполнить пересчёт ИТП при изменении нагрузки?
При изменении нагрузки — из-за пристройки, роста этажности или смены назначения помещений — заново рассчитывают основные элементы: площадь теплообменников, производительность насосов, Kv клапанов, узел учёта. Нередко можно ограничиться заменой пластинчатого пакета в имеющемся разборном теплообменнике: это обойдётся в 4-6 раз дешевле, чем полная замена.
Связанные статьи серии
Заказать расчёт ИТП
Специалисты teploobmennic.kz выполняют расчёт ИТП по СН РК 4.02-04-2013 за 30-60 минут и подбирают конкретные модели: теплообменное оборудование для систем отопления, теплообменники для ГВС, насосное оборудование, арматуру и автоматику. Поставки напрямую РИДАН НН, Alfa Laval, КС. Полезно: типы тепловых пунктов.
Оборудование для ИТП подберём за 30-60 минут
Специалисты teploobmennic.kz подберут для вашего ИТП пластинчатый теплообменник, насосное оборудование, регуляторы и автоматику. Расчёт выполняем по СН РК 4.02-04-2013, поставляем напрямую РИДАН, Alfa Laval, КС, Funke — как со склада, так и под заказ. Гарантия от 2 лет.
Инженеры ТПЛ-Сервис: расчёт и подбор ИТП
Специалисты ТПЛ-Сервис произведут расчёт ИТП по СН РК 4.02-04-2013: рассчитают нагрузки на отопление, ГВС и вентиляцию, подберут теплообменное оборудование, насосы и регулирующую арматуру. Выполним расчёты схем с одно- и двухступенчатым присоединением ГВС на оборудовании РИДАН и ЭТРА. Пришлите опросный лист на info@teploobmennic.kz — расчёт бесплатный, срок 1-3 рабочих дня.
Полезные публикации по теме: комплектация ИТП, что такое ИТП, выполнение расчёта теплообменного оборудования, данные для расчёта, проектирование ИТП, тепловой расчёт аппарата теплообмена.
- Комментарии
