Решение для управления процессами
производственной безопасности


ГОСТ Р 54856-2011

     

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ ЗДАНИЙ

Методика расчета энергопотребности и эффективности системы теплогенерации с солнечными установками

Heat supply of buildings. Methods for calculation of energy requirements and efficiencies of heat generation system with solar systems



ОКС 91.140.10

Дата введения 2012-07-01

     

Предисловие


Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом "Проектный, конструкторский и научно-исследовательский институт "СантехНИИпроект" (ОАО "СантехНИИпроект"), Открытым акционерным обществом "ИНСОЛАР-ИНВЕСТ" (ОАО "ИНСОЛАР-ИНВЕСТ") и Государственным унитарным предприятием "Научно-исследовательский институт Мосстрой" (ГУП "НИИ Мосстрой") на основе выполненного Открытым акционерным обществом "Центр методологии нормирования и стандартизации в строительстве" (ОАО "ЦНС") аутентичного перевода на русский язык европейского регионального стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 декабря 2011 г. N 1561-ст

4 В настоящем стандарте учтены основные положения европейского регионального стандарта ЕН 15316-4-3:2007 "Системы отопления в зданиях. Метод расчета энергетической потребности системы и эффективности системы. Часть 4-3. Системы отопления помещений, тепловые солнечные системы" (EN 15316-4-3:2007 "Heating systems in buildings - Method for calculation of systems energy requirements and system efficiencies - Part 4-3: Heat generation systems, thermal solar systems", NEQ).

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.


Наименование настоящего стандарта изменено по отношению к наименованию европейского стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2004 (подраздел 3.5)

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ


Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной сети общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

Введение


Настоящий стандарт является частью группы стандартов, целью которых является гармонизация методики расчета энергетической эффективности зданий в соответствии с Федеральными законами Российской Федерации [1], [2], а также с основополагающими требованиями директив Европейского сообщества по общей энергетической эффективности зданий (EPBD) [3].

В настоящем стандарте представлены методики расчета тепловой энергии, получаемой на входе в систему солнечного отопления и/или горячего водоснабжения, тепловых потерь и потребления дополнительной энергии в системе теплогенерации с солнечными установками. Расчеты основаны на теплотехнических характеристиках компонентов системы теплоснабжения, установленных стандартами на них, и других параметров, необходимых для оценки производительности элементов, входящих в систему.

Данные методики могут использоваться в следующих случаях:

- оценка соблюдения нормативных энергетических показателей;

- оптимизация энергетических параметров создаваемой теплогенерирующей системы путем сравнения нескольких возможных вариантов;

- оценка влияния разных энергосберегающих мероприятий на показатели существующей теплогенерирующей системы путем расчета энергопотребления при наличии и при отсутствии энергосберегающих мероприятий. При этом экономию энергии (за счет использования системы солнечного теплоснабжения) определяют сравнением энергетических показателей здания с системой солнечного теплоснабжения и без нее.

     1 Область применения


Настоящий стандарт представляет методику расчета энергопотребности зданий и эффективности систем теплогенерации с солнечными установками (включая систему управления), используемую для отопления помещений, горячего водоснабжения и комбинированных систем теплоснабжения.

Область применения данной части стандарта распространяется на стандартизацию:

- необходимых исходных данных, методики расчета,

- требуемых результатов расчета.

Основы расчета полного расхода энергии и определение номинальных энергетических характеристик приведены в [4].

Рассматриваются следующие типичные системы солнечного теплоснабжения:

- системы горячего водоснабжения промышленного изготовления по [5] или изготавливаемые по спецзаказу по [6];

- комбинированные системы (горячего водоснабжения и отопления помещений) [6];

- системы отопления помещений, соответствующие [6].

     2 Нормативные ссылки


В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р ЕН 15316-1-2007* Системы теплоснабжения в зданиях. Методика расчета энергопотребности и энергоэффективности системы теплоснабжения. Общие положения

________________

* Вероятно ошибка оригинала. Следует читать: ГОСТ Р 54860-2011, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

ГОСТ Р 51594-2000 Нетрадиционная энергетика. Солнечная энергетика. Термины и определения

ГОСТ Р 51595-2000 Нетрадиционная энергетика. Солнечная энергетика. Коллекторы солнечные. Общие технические условия

ГОСТ Р 51596-2000 Нетрадиционная энергетика. Солнечная энергетика. Коллекторы солнечные. Методы испытаний

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 ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

     3 Термины, определения, обозначения и единицы измерения

     

     3.1 Термины и определения


В настоящем стандарте применены следующие термины и определения по ГОСТ Р 51594 и ГОСТ Р ЕН 15316-1, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1 апертурная площадь (aperture area): Площадь прозрачного ограждения солнечного коллектора, через которое солнечное излучение поступает в коллектор.

3.1.2 возмещаемые тепловые потери системы (recoverable system thermal loss): Часть тепловых потерь системы, которая может быть возвращена в систему путем рекуперации для снижения энергопотребления системы отопления или охлаждения либо расхода тепла для отопления или охлаждения.

3.1.3 дополнительная энергия (auxiliary energy): Электрическая энергия, потребляемая инженерными системами здания для отопления, охлаждения, вентиляции и горячего водоснабжения энергетических потребностей здания.

Примечания

1 Дополнительная энергия включает в себя электрическую энергию, расходуемую на привод вентиляторов, насосов, системы автоматики и т.д. Электрическая энергия, подводимая к системе вентиляции для перемещения воздуха и возврата тепла, рассматривается не как дополнительная энергия, а как энергия, используемая для вентиляции.

2 В [7] энергия, используемая для привода насосов и задвижек, рассматривается как "паразитная энергия".

3.1.4 инженерная подсистема здания (technical building sub-system): Часть инженерной системы здания, которая выполняет специфическую функцию (например, выработку, распределение, выделение тепла).

3.1.5 инженерная система здания (technical building system): Инженерное оборудование для отопления, охлаждения, вентиляции, горячего водоснабжения, освещения и электроснабжения, состоящее из инженерных подсистем.

Примечание - Инженерная система здания может иметь отношение к одной или нескольким службам (например, к системе отопления и системе горячего водоснабжения).

3.1.6 комбинированная система солнечного теплоснабжения (solar combisystem): Система, использующая солнечную энергию одновременно для частичного или полного покрытия нагрузки отопления и горячего водоснабжения потребителя.

3.1.7 контур солнечного коллектора (collector loop): Контур циркуляции, включающий в себя солнечные коллекторы, циркуляционный насос или вентилятор, сеть трубопроводов и теплообменник (если он есть в системе), который используется для передачи тепла от солнечных коллекторов к тепловому аккумулятору.

3.1.8 коэффициент замещения тепловой нагрузки потребителя системой солнечного теплоснабжения (доля покрытия нагрузки - solar fraction): Энергия, вырабатываемая солнечной частью системы, деленная на суммарный расход тепла всей системы (без тепловых потерь системы)

3.1.9 оптический КПД солнечного коллектора (zero-loss collector efficiency): Отношение количества поглощенной коллектором солнечной энергии к поступившей за тот же период времени на его полную поверхность суммарной солнечной энергии или КПД солнечного коллектора при средней температуре теплоносителя, равной температуре окружающей среды.

3.1.10 расход тепла (тепловая нагрузка) на отопление и/или горячее водоснабжение (heat use for space heating and/or domestic hot water): Тепловая энергия, передаваемая в систему отопления и/или горячего водоснабжения с целью обеспечения энергетических потребностей для отопления и/или горячего водоснабжения соответственно.

Примечания

1 Если инженерное оборудование здания используется для нескольких целей (например, для отопления и горячего водоснабжения), то бывает трудно выделить энергию, используемую для каждой конкретной цели. В этом случае расход тепла может быть выражен как суммарная величина (т.е. как сумма расходов тепла для отопления помещений и горячего водоснабжения).

2 Расход тепла для отопления помещений и/или горячего водоснабжения равен сумме энергопотребления и тепловых потерь системы отопления и/или горячего водоснабжения за вычетом снижения тепловых потерь за счет рекуперации тепла.

3.1.11 резервная энергия (back-up energy): Энергия источника тепла, используемого в качестве резервного источника энергии для системы солнечного теплоснабжения.

Примечание - В [7] резервную энергию называют вспомогательной (дополнительной) энергией.

3.1.12 система, использующая только солнечную энергию (система без дублера - solar-only system): Система солнечного теплоснабжения, не использующая источников резервной энергии.

Примечание - В [7] резервную энергию называют "дополнительной энергией".

3.1.13 система, использующая солнечную и дополнительную энергию (solar-plus-supplementary system): Система солнечного теплоснабжения, использующая одновременно источники как солнечной, так и резервной энергии и способная обеспечить заданный уровень теплоснабжения независимо от поступления солнечной энергии.

3.1.14 система с принудительной циркуляцией теплоносителя (forced-circulation system): Система, в которой циркуляция теплоносителя в солнечном коллекторе(ах) осуществляется специальным насосом или вентилятором.

3.1.15 система предварительного солнечного подогрева (solar preheat system): Система солнечного нагрева воды перед ее поступлением в водонагреватель другого типа.

3.1.16 система солнечного горячего водоснабжения [solar domestic hot water (DHW) system]: Система, использующая солнечную энергию для нагрева воды и обеспечивающая частичное или полное покрытие нагрузки горячего водоснабжения потребителя.

3.1.17 система солнечного отопления [solar space heating (SH) system]: Система, использующая солнечную энергию с целью частичного или полного покрытия отопительной нагрузки потребителя.

3.1.18 система солнечного теплоснабжения (thermal solar system): Система, состоящая из солнечных коллекторов и других компонентов, предназначенная для теплоснабжения.

3.1.19 солнечный коллектор (solar collector): Устройство для поглощения энергии солнечного излучения и преобразования ее в тепловую энергию.

3.1.20 тепловые потери системы (system thermal loss): Потери тепла в инженерной системе здания, обеспечивающей отопление, охлаждение, горячее водоснабжение, увлажнение и осушение воздуха, вентиляцию и освещение, не вносящие вклад в полезную теплопроизводительность системы.

Примечание - Тепловые потери системы могут стать для здания внутренним источником тепла, если они возмещаемые.

3.1.21 термосифонная система солнечного теплоснабжения (thermosiphon system): Система, в которой отвод тепла от солнечного коллектора к аккумулятору или теплообменнику осуществляется путем естественной циркуляции теплоносителя за счет использования разности плотности теплоносителя.

     3.2 Обозначения и единицы измерения


В настоящем стандарте используются следующие символы и единицы измерения (см. таблицу 1), а также индексы (см. таблицу 2).


Таблица 1 - Обозначения и единицы измерения

Обозначение

Величина

Единица измерения

Апертурная площадь коллектора

м

Эффективная площадь контура коллектора

м

Коэффициент тепловых потерь солнечного коллектора

Вт/(м·К)

Коэффициент температурной зависимости коэффициента тепловых потерь солнечного коллектора второго порядка

Вт/(м·К)

, , , , ,

Коэффициенты корреляции

-

Теплоемкость бака-аккумулятора

МДж/К

Энергия солнечного излучения, поступающего на наклонную поверхность

(кВт·ч)/м

Часть объема бака-аккумулятора, используемая для резервного нагрева

-

Коэффициент замещения тепловой нагрузки потребителя системой солнечного теплоснабжения (доля покрытия нагрузки)

%

Поправочный коэффициент на емкость бака-аккумулятора

-

Плотность потока солнечного излучения, приходящего на плоскость коллектора

Вт/м

Модификатор угла падения солнечного излучения

-

Мощность

Вт

Количество теплоты

кВт·ч

Экономия

-

Время, период времени

ч

Коэффициент тепловых потерь

Вт/(м·К)

Эффективный коэффициент тепловых потерь солнечного коллектора (отнесенный к апертурной площади)

Вт/(м·К)

Объем

л

Дополнительная (электрическая) энергия

кВт·ч

,

Безразмерные коэффициенты

-

Расчетная разность температур

°С; К

Средняя за рассматриваемый период температура окружающего воздуха

°С

Температура водопроводной воды

°С

Средняя за рассматриваемый период температура наружного воздуха

°С

Коэффициент полезного действия (КПД)

-