ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ [ СТАНДАРТ ( 1 РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ	ГОСТР 56503- 2015

СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА

Расчет затрат энергии

ISO 13790:2008 (Е)

(NEQ)

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2016

Предисловие

1    РАЗРАБОТАН Федеральным государственным бюджетным образовательным учреждением высшего профессионального образования «Московский государственный строительный университет» (ФГБОУ ВПО «МГСУ»)

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации 465 «Строительство»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 июня 2015 г. № 837-ст

4    В настоящем стандарте учтены основные нормативные положения международного стандарта ИСО 13790:2008 (Е) «Энергетические характеристики зданий. Расчет расхода энергии для отопления

и охлаждения помещений» [ISO 13790:2008 (Е) «Energy performance of buildings — Calculation of energy use for space heating and cooling», NEQ] в части идеологии методики годового и помесячного расчета энергопотребления системами кондиционирования зданий

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)

© Стандартинформ, 2016

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

ГОСТ Р 56503-2015

5.4    Для точек П₁, П₂, П₃, П₄ по известным температуре и относительной влажности следует определить влагосодержание и энтальпию по формулам (1)—(3).

5.5    Границы погодных зон и состав оборудования, работающего в конкретной погодной зоне, устанавливаются для каждой схемы обработки приточного воздуха в ЦСКВ. Описание границ погодных зон и состав оборудования, работающего в каждой погодной зоне, приведены в таблицах 1—4.

7

⁰⁰ Таблица 1 — Определение границ погодных зон сочетаний энтальпии и влагосодержания наружного воздуха при прямоточной схеме обработки воздуха со вторым подогревом

№ зоны	Работающее оборудование*	Номер соседней зоны	Граница зоны**	Формула для определения границы
1 Зона 1	- Воздухонагреватель	1 Зона 3	1 Линия постоянного минимального влагосодержания приточного воздуха в ХП,	1 dn3 = const.
	1-го подогрева;		проведенная через точку П3
	- камера адиабатного	2 Зона 2	2 Изоэнтальпа, проведенная через точку Ох (на пересечении d* мин = const в ХП и	2 /0 = const
	увлажнения; - воздухонагреватель 2-го подогрева		ср = 90 %) максимального увлажнения воздуха в блоке увлажнения
2 Зона 2а	- Камера адиабатного	1 Зона За	1 Линия постоянного минимального влагосодержания приточного воздуха в ХП,	1 dn3 = const.
	увлажнения;		проведенная через точку П3
	- воздухонагреватель	2 Зона 1	2 Изоэнтальпа, проведенная через точку Ох (см. показатель 2 к зоне 1)	2/0 =const.
	2-го подогрева	3 Зона 4	3 Прямая, соединяющая точки с максимальной относительной влажностью приточного воздуха: П2 в ТП и П3 в ХП.	3 e23 (П2 - П3) = const.
		4 Зона 26	4 Изоэнтальпа, проведенная через точку Of- (на пересечении линии влагосодер-	4,o,(dn4)=const
			жания приточного воздуха dn4 - const через точку П4 и ф=90 %) — максимального увлажнения в блоке увлажнения в ПП года
3 Зона 26	- Камера адиабатного	1 Зона 4	1 Прямая, соединяющая точки с максимальной относительной влажностью при-	1 е23(П2-П3) = const.
	увлажнения;		точного воздуха: П2 в ТП и П3 в ХП.
	- воздухонагреватель	2 Зона 2а	2 Изоэнтальпа, проведенная через точку О,• (на пересечении линии влагосодержа-	2/o((dn4) = const
	2-го подогрева		ния приточного воздуха dn4 = const через точку П4 и ф = 90 %) — максимального увлажнения в блоке увлажнения в ПП года;
		3 Зона 5	3 Изоэнтальпа, проведенная через точку От (на пересечении линии максимального влагосодержания приточного воздуха d™ макс = const через точку П1 и Ф = 90 %) — максимального увлажнения в блоке увлажнения в ТП.	3 in = const. um
		4 Зона 4	4 Изотерма, проведенная через точки П1 и П2 с максимальной температурой приточного воздуха в ТП	4 t™ MaKC = const
4 Зона 3	- Воздухонагреватель	1 Зона 2	1 Линия постоянного минимального влагосодержания приточного воздуха в ХП,	1 d* мин = const.
	2-го подогрева	2 Зона 4	проведенная через точку П3. 2 Прямая, соединяющая точки с максимальной относительной влажностью приточного воздуха: П1 в ТП и П4 в ХП.	2 e14 (П1 - П4) = const.
		3 Зона 4	3 Изотерма, проведенная через точки П3 и П4 с минимальной температурой приточного воздуха в ХП.	3 ( X МИН =const
		4 Зона 6	4 Линия постоянного максимального влагосодержания приточного воздуха в ТП, проведенная через точку П1	4 tfm макс = const

№ зоны Работающее оборудование* Номер соседней зоны Граница зоны** Формула для определения границы 7 Зона 5 -    Воздухоохладитель; -    камера адиабатного увлажнения; -линия байпаса, обвод камеры увлажнения 1    Зона 26 2    Зона 6 1    Изоэнтальпа, проведенная через точку П1 с максимальной энтальпией приточного воздуха в ТП. 2    Линия постоянного максимального влагосодержания приточного воздуха в ТП, проведенная через точку П1 1    /п = const. 2    сЦ = const 8 Зона 6 - Воздухоохладитель 1    Зона 5 2    Зона 7 1    Линия постоянного максимального влагосодержания приточного воздуха в ТП, проведенная через точку П^ 2    Луч процесса обработки воздуха в воздухоохладителе, проведенный через точку П1 и точку с минимальной температурой поверхности теплообмена ^мин (на 3 °С — 5 °С ниже температуры холодной воды) на линии Ф= 100% 1    сЦ = const. 2    s,, = const Ко 9 Зона 7 -Воздухонагреватель 1-го подогрева; - воздухоохладитель 1    Зона 36 2    Зона 6 1    Линия постоянного максимального влагосодержания приточного воздуха в ТП, проведенная через точку П^ 2    Луч процесса обработки воздуха в воздухоохладителе, проведенный через точку П1 и точку с минимальной температурой поверхности теплообмена ^мин (на 3 °С — 5 °С ниже температуры холодной воды) на линии Ф= 100%. 1    сЦ = const. 2    sKq = const * Приточный вентилятор установки работает в каждой погодной зоне, включая зону 4. ** Описание границ зон опирается на построение на I-d диаграмме области параметров приточного воздуха П1П2П3П4 по 5.3.

Таблица 3 — Определение границ погодных зон сочетаний энтальпии и влагосодержания наружного воздуха при прямоточной схеме обработки воздуха с применением пароувлажнителя

№ зоны Работающее оборудование* Номер соседней зоны Граница зоны** Формула для определения границы 1 Зона 1 -    Воздухонагреватель 1-го подогрева; -    пароувлажнитель 1    Зона За 2    Зона 2 1    Линия постоянного минимального влагосодержания приточного воздуха в ХП, проведенная через точку П3. 2    Изотерма, проведенная через точки П3 и П4 с минимальной температурой приточного воздуха в ХП 1    d|-|3 = const. 2    fX мин = const 2 Зона 2 - Пароувлажнитель 1    Зона 1 2    Зона 4 3    Зона 5а 4    Зона 8 1    Изотерма, проведенная через точки П3 и П4 с минимальной температурой приточного воздуха в ХП. 2    Прямая, соединяющая точки с минимальной относительной влажностью приточного воздуха: П2 в ТП и П3 в ХП. 3    Изотерма, проведенная через точки П1 и П2 с максимальной температурой приточного воздуха в ТП. 4    Изотерма, проведенная через точки П1 и П2 с максимальной температурой приточного воздуха в ТП 1    t* мин = const. 2    s23 (П2 - П3) = const. 3    ^ m макс = const. 4    ^ m макс =const

ГОСТ Р 56503-2015

Номер Формула № зоны Работающее оборудование* соседней Граница зоны** для определения зоны границы 3 Зона За - Воздухонагреватель 1-го по- 1 Зона 1 1 Линия постоянного минимального влагосодержания приточного воздуха 1 d|-|3=const. догрева в ХП, проведенная через точку П3. 2 Зона 4 2 Изотерма, проведенная через точки П3 и П4 с минимальной температурой приточного воздуха в ХП. 2 (X мин = const 3 Зона 36 3 Линия постоянного максимального влагосодержания приточного воздуха в ХП, проведенная через точку П4 3 dn4 =const 4 Зона 36 - Воздухонагреватель 1-го по- 1 Зона 4 1 Прямая, соединяющая точку с минимальной относительной влажностью 1 е14(П1—П4) = const. догрева приточного воздуха: П1 в ТП и П4 в ХП. 2 Зона 36 2 Линия постоянного максимального влагосодержания приточного воздуха в ХП, проведенная через точку П4. 2 dn4 = const. 3 Зона 7 3 Линия постоянного максимального влагосодержания приточного воздуха в ТП, проведенная через точку П1 3 dni = const 5 Зона 4 Без обработки 1 Зона 2 1 Прямая, соединяющая точки с максимальной относительной влажностью приточного воздуха: П2 в ТП и П3 в ХП. 1 e23 (П2 - П3) = const. 2 Зона 36 2 Прямая, соединяющая точки с минимальной относительной влажностью приточного воздуха: П1 в ТП и П4 в ХП. 2 e14 (П1 - П4) = const. 3 Зона 2 3 Изотерма, проведенная через точки П1 и П2 с максимальной температурой приточного воздуха в ТП. 3 ( m макс = const 4 Зона За 4 Изотерма, проведенная через точки П3 и П4 с минимальной температурой приточного воздуха в ХП 4 tnXMV,H —const 6 Зона 5а - Воздухоохладитель 1 Зона 2 1 Изотерма, проведенная через точки П1 и П2 с максимальной температурой приточного воздуха в ТП. 1 (”мж = const. 2 Зона 4 2 Изотерма, проведенная через точки П1 и П2 с максимальной температурой приточного воздуха в ТП. 2 (m макс = const. 3 Зона 8 3 Линия постоянного минимального влагосодержания приточного воздуха в ХП, проведенная через точку П3. 3 dn3 = const. 4 Зона 56 4 Линия постоянного минимального влагосодержания приточного воздуха в ТП, проведенная через точку П2 4 dn2 = const 7 Зона 56 - Воздухоохладитель 1 Зона 4 1 Изотерма, проведенная через точки П1 и П2 с максимальной температурой приточного воздуха в ТП. 1 f™MaKC = const. 2 Зона 5а 2 Линия постоянного минимального влагосодержания приточного воздуха в ТП, проведенная через точку П2. 2 dn2 =const. 3 Зона 7 3 Луч процесса обработки воздуха в воздухоохладителе, проведенный 3 8Kq = const через точку П1 и точку с минимальной температурой поверхности теплообмена ^мин (на 3 °С — 5 °С ниже температуры холодной воды) на линии ср = 100 % 8 Зона 7 - Воздухонагреватель 1-го по- 1 Зона 36 1 Линия постоянного максимального влагосодержания приточного воздуха 1 dni = const. догрева; в ТП, проведенная через точку П^

ГОСТ Р 56503-2015

№ зоны Работающее оборудование* Номер соседней зоны Граница зоны** Формула для определения границы - воздухоохладитель 2 Зона 56 2 Луч процесса обработки воздуха в воздухоохладителе, проведенный через точку П1 и точку с минимальной температурой поверхности теплообмена ^мин (на 3 °С — 5 °С ниже температуры холодной воды) на линии Ф= 100% 2 Si/ = const Ко * Приточный вентилятор установки работает в каждой погодной зоне, включая зону 4. ** Описание границ зон опирается на построение на /-d-диаграмме области параметров приточного воздуха П1П2П3П4 по 5.3.

Таблица 4 — Определение границ погодных зон сочетаний энтальпии и влагосодержания наружного воздуха при прямоточной схеме обработки воздуха без применения блока увлажнения

№ зоны Работающее оборудование* Номер соседней зоны Граница зоны** Формула для определения границы 1 Зона За - Воздухонагреватель 1-го подогрева 1    Зона 4 2    Зона 36 1    Изотерма, проведенная через точки П3 и П4 с минимальной температурой приточного воздуха в ХП. 2    Линия постоянного максимального влагосодержания приточного воздуха в ТП, проведенная через точку ПЛ 1    t £ мин = const. 2    dn4 = const 2 Зона 36 - Воздухонагреватель 1-го подогрева 1    Зона 4 2    Зона 7 3    Зона За 1    Прямая, соединяющая точку с минимальной относительной влажностью приточного воздуха: П2 в ТП и П4 в ХП. 2    Линия постоянного максимального влагосодержания приточного воздуха в ТП, проведенная через точку П^ 3    Линия постоянного максимального влагосодержания приточного воздуха в ТП, проведенная через точку Пл 1    е14 (П1 - П4) = const. 2    dni = const. 3    dp4 = const 3 Зона 4 Без обработки 1    Зона 36 2    Зона За 3    Зона 5 1    Прямая, соединяющая точки с минимальной относительной влажностью приточного воздуха: П1 в ТП и П4 в ХП. 2    Изотерма, проведенная через точки П3 и П4 с минимальной температурой приточного воздуха в ХП. 3    Изотерма, проведенная через точки П1 и П2 с максимальной температурой приточного воздуха в ТП 1    е14(П1-П4) = const. 2    ^ X мин = const 3    t™ MaKC = const 4 Зона 5 - Воздухоохладитель 1    Зона 4 2    Зона 7 1    Изотерма, проведенная через точки П1 и П2 с максимальной температурой приточного воздуха в ТП. 2    Луч процесса обработки воздуха в воздухоохладителе, проведенный через точку П1 и точку с минимальной температурой поверхности теплообмена tfMm (на 3 °С — 5 °С ниже температуры холодной воды) на линии ср = 100 % 1    t™ MaKC = const. 2    = const K0 5 Зона 7 -    Воздухонагреватель 1-го подогрева; -    воздухоохладитель 1    Зона 3 2    Зона 5 1    Линия постоянного максимального влагосодержания приточного воздуха в ТП, проведенная через точку П^ 2    Луч процесса обработки воздуха в воздухоохладителе, проведенный через точку П1 и точку с минимальной температурой поверхности теплообмена tfMm (на 3 °С — 5 °С ниже температуры холодной воды) на линии ср = 100 % 1    dni = const. 2    8Kq = const * Приточный вентилятор установки работает в каждой погодной зоне, включая зону 4. ** Описание границ зон опирается на построение на /-d-диаграмме области параметров приточного воздуха П1П2П3П4 по 5.3.

ГОСТ Р 56503-2015

6 Методика расчета потребления теплоты, холода, электроэнергии и воды системами кондиционирования воздуха

6.1 Расчет энергопотребления различными ЦСКВ выполняется для каждого потока энергии и воды в каждой погодной зоне отдельно.

Расчет по вероятностно-статистической модели климата ведется последовательным построчным перебором повторяемостей сочетаний энтальпии и влагосодержания наружного воздуха. Расчет по «типовому» году — для всех часов работы ЦСКВ в году (с учетом режима работы в сутки и числом рабочих дней в году).

С учетом границ погодных зон, указанных в таблицах 1—4, определяют, к какой погодной зоне относится каждое сочетание параметров климата, и по соответствующим ей формулам выполняют расчет энергопотребления ЦСКВ. Продолжительность потребления каждого ресурса определяют по формуле (8) при использовании вероятностно-статистической модели климата или по формуле (9) при использовании «типового» года.

Расходы энергетического ресурса (каждого из: теплоты, холода, электроэнергии, воды), определенные по всем сочетаниям параметров климата в пределах одной погодной зоны, складывают. Полную сумму потребления каждого ресурса определяют сложением потребления этого ресурса во всех погодных зонах.

Вентилятор, перемещающий обрабатываемый воздух, работает при всех сочетаниях параметров климата во всех погодных зонах. Электропотребление вентилятора при каждом сочетании энтальпии и влагосодержания наружного воздуха определяют по формуле

_ GP_BeHT ^ 3600р_вг|_вент

где G — расход воздуха в ЦСКВ, кГ/ч;

Р_вент — аэродинамическое сопротивление вентиляционного тракта, Па;

р_в — плотность перемещаемого воздуха, кг/м³; т|_веНт _ коэффициент полезного действия вентилятора ЦСКВ;

т — время работы ЦСКВ при рассматриваемом сочетании параметров климата, определяемое по формулам (8), (9).

Ниже рассмотрено теплопотребление, холодопотребление, электропотребление и водопотребле-ние рассматриваемыми ЦСКВ при сочетаниях параметров наружного воздуха, относящихся ко всем погодным зонам. Расчет электропотребления основным вентилятором ЦСКВ при каждом сочетании параметров климата далее не повторяется. Так как в погодной зоне 4 работает только вентилятор, зону 4 далее не рассматривают.

6.2 В погодной зоне 1 (рисунки 1—3) определяют:

-    теплопотребление на нагрев воздуха в ЦСКВ со 2-м подогревом в первой ступени нагрева по формуле

qr_Tl = 0,278G(/_Ojt -/_н)т;    (11)

во второй ступени нагрева по формуле

<7т₂ = °-²⁷8G(/n₃ - 'о_х )Т    (12)

-    теплопотребление на нагрев воздуха в ЦСКВ с байпасом, ЦСКВ с пароувлажнителем

qr_T = 0,278G(/|-|₃ - /_н)т;    (1₃)

-    электропотребление насосом в обвязке воздухонагревателя 1-го подогрева в ЦСКВ со 2-м подогревом, ЦСКВ с байпасом, ЦСКВ с пароувлажнителем

fl D

N -    ^{1    ГИД}Р1    _г

^нас1 ЗбОО^тц ’

- водопотребление сотового увлажнителя в ЦСКВ со 2-м подогревом и ЦСКВ с байпасом

^wb ^{=(1 + /}w^)G(cfn₃ “ ^dH) -Ю“³т;

ГОСТ Р 56503-2015

- электропотребление насосом в обвязке сотового увлажнителя в ЦСКВ со 2-м подогревом и ЦСКВ с байпасом

^в^гидр2 3600р₂Лн₂ ^т’

-    паропотребление в ЦСКВ с пароувлажнителем

w_n=G(dn₃- cf_H)-10-³x;    (17)

-    электропотребление на выработку пара

Л/_п = 0,278w_nrx,    (18)

где G, т — то же, что в формуле (10);

G₁ — массовый расход теплоносителя в воздухонагревателе соответствующего ЦСКВ при рассматриваемом сочетании параметров наружного воздуха, кг/ч;

/_ох, /_н, /_п3 — энтальпия точки росы в ХП, наружного воздуха, приточного воздуха в точке П₃ соответственно, кДж/(кг с.в.); с/|-|₃, d_H — влагосодержание воздуха приточного в точке П₃ и наружного соответственно, г/(кг с.в.); f_w — коэффициент отвода засоленной воды из поддона воздухоувлажнителя;

Р_гидр , ^гидр₂ — гидравлическое сопротивление обвязки воздухонагревателя и увлажнителя соответственно, Па;

Pi, р₂ — плотность перекачиваемой воды насосом воздухонагревателя и увлажнителя соответственно, кг/м³;

ц_н , ц_н _ коэффициент полезного действия насоса в обвязке воздухонагревателя и увлажнителя соответственно;

q_T q_T q_T — потребление теплоты на нагрев воздуха в 1-й и 2-й ступенях нагрева для ЦСКВ со 2-м подогревом и в воздухонагревателе ЦСКВ с байпасом и пароувлажнителем, кВт ■ ч, за время работы при рассматриваемом сочетании параметров климата;

Л/нас > Чнас > Nп — электропотребление насосами соответственно в обвязке воздухонагревателя и сотового увлажнителя, а также на выработку пара, кВт ч, за время работы ЦСКВ при рассматриваемом сочетании параметров климата; w_B — водопотребление, кг, за время работы ЦСКВ при рассматриваемом сочетании параметров климата;

w_n — паропотребление, кг, за время работы ЦСКВ при рассматриваемом сочетании параметров климата;

г — удельная теплота парообразования, принимаемая в зависимости от температуры парообразования (по паспорту пароувлажнителя) при температуре 60 °С г = = 2360 кДж/кг, при 70 °С г = 2333 кДж/кг, при 80 °С г = 2308 кДж/кг, при 90 °С г = = 2282 кДж/кг, при 100 °С г = 2257 кДж/кг.

6.3 Погодная зона 2 для ЦСКВ со 2-м подогревом (рисунок 1) и ЦСКВ с байпасом (рисунок 2) делится на две подзоны: 2а и 26.

Для ЦСКВ со 2-м подогревом сначала находят энтальпию /, кДж/(кг с.в.), воздуха с параметрами, определяемыми пересечением линии постоянного влагосодержания точки П₃ и линии предельного значения относительной влажности после блока увлажнения по 4.10. Если /_н < /, то параметры наружного воздуха соответствуют подзоне 2а, для которой определяются водопотребление сотовым увлажнителем по формуле

w_B=0 + f_w)G(d_On-    (19)

- потребление теплоты на нагрев воздуха во второй ступени нагрева по формуле

% =0,278С(/_ПзП4-/_н)х.    (20)

Если /_н< /_п для ЦСКВ с байпасом, то параметры наружного воздуха соответствуют подзоне 2а, для которой определяется потребление воды в сотовом увлажнителе по формуле

- d_H)-10“³x.    (21)

15

Расход электроэнергии насосом в обвязке сотового увлажнителя для ЦСКВ со 2-м подогревом и ЦСКВ с байпасом определяется по формуле (14).

В подзоне 26 для ЦСКВ со 2-м подогревом определяют:

-    потребление воды в сотовом увлажнителе по формуле (15);

-    потребление теплоты на нагрев воздуха во второй ступени нагрева по формуле

Ят₂ ⁼ °’²⁷⁸^^(/п₁п₄ ^-,н^)т-    (22)

Для ЦСКВ с байпасом расход воды в сотовом увлажнителе определяется по формуле

w_H = (1 + ^fw)G(d_n^₂ - d_H)- 10-³т,    (23)

где w_B, f_w, G, d_H, /_н, т, q — то же, что и в формулах (10), (12), (14);

d_0n    —    влагосодержание точки росы в переходный период года, г/(кг с.в.), опреде

ляемое пересечением линий постоянной энтальпии наружного воздуха и линии относительной влажности 90 % по 4.11;

/_{п п}    —    энтальпия приточного воздуха, кДж/(кг с.в.), рассчитываемая по формуле

^{3 4}    (3) исходя из температуры точек П₃ и П₄ и влагосодержания точки росы в

переходный период года d_on, кДж/кг; с(_{п п}    —    влагосодержание воздуха, г/(кг с.в.), с параметрами, описываемыми на

^{2 3}    /—d-диаграмме линией, соединяющей точки П₂— П₃, и энтальпией наруж

ного воздуха /_н; определяют по формуле (6) исходя из известной энтальпии наружного воздуха, точки П₂, из которой исходит линия П₂ — П₃тепловлажностного отношения, кДж/(кг влаги), изменения параметров воздуха в помещении:

Здесь е_х — тепловлажностное отношение линии, соединяющей точки П₂ и П₃, кДж/кг; /_п и /_Пз — энтальпия воздуха с состоянием в точках П₂ и П₃, кДж/(кг с.в.); d_n2 и с/_Пз — влагосодержание воздуха с состоянием в точках П₂ и П₃, кДж/(кг с.в.);

/_{п п}— энтальпия воздуха, кДж/(кг с.в.), с параметрами, описываемыми на I-d-диаграмме изотермой, соединяющей точки П₃— П₄, и влагосодержа-нием точки росы в переходный период года с/_0п, г/(кг с.в.), определяют по формуле (3);

с/_п— влагосодержание воздуха, г/(кг с.в.), с температурой точек П₁ и П₂ и энтальпией наружного воздуха /_н. Определяют по формуле (6) исходя из известной энтальпии наружного воздуха, точки П₁, из которой исходит линия тепловлажностного отношения изменения параметров воздуха П₁ — П₂:

е= ^/ni~'ⁿ2 .юоо.    (25)

сЦ - ^п₂

Электропотребление насосом в обвязке сотового увлажнителя для ЦСКВ со 2-м подогревом и ЦСКВ с байпасом определяют по формуле (16).

В зоне 2 у ЦСКВ с пароувлажнителем расход пара определяют по формуле

^wn=^G(%n₃ ~ ^нН0-³т,    (26)

где с(_П2Пз — влагосодержание воздуха, г/(кг с.в.), с параметрами, описываемыми на I—d-диаграмме линией, соединяющей точки П₂ — П₃, и температурой наружного воздуха t_H, определяют по формуле (7), тепловлажностное отношение линии П₂ — П₃ рассчитывают по формуле (24);

/_П1п₄ — энтальпия воздуха, кДж/(кг с.в.), с параметрами, описываемыми на I—d-диаграмме линией, соединяющей точки П₃ — П₄, и влагосодержанием точки росы в переходный период года d_0n, г/(кг с.в.).

ГОСТ Р 56503-2015

Содержание

1    Область применения..................................................................1

2    Нормативные ссылки..................................................................1

3    Термины, определения и сокращения....................................................1

4    Общие положения....................................................................2

5    Деление области возможных сочетаний энтальпии и влагосодержания наружного воздуха

на погодные зоны ....................................................................5

6    Методика расчета потребления теплоты, холода, электроэнергии и воды системами

кондиционирования воздуха...........................................................14

Приложение А (справочное) Повторяемости сочетаний энтальпии и влагосодержания наружного

воздуха в г. Москве за год (вероятностно-статистическая модель климата) ........21

Приложение Б (справочное) Примеры определения потребления теплоты, холода, электроэнергии

и воды за год различными ЦСКВ в г. Москве..................................36

ГОСТ Р 56503-2015

Электропотребление парогенератора на выработку пара рассчитывают по формуле (18).

6.4    Погодная зона 3 для всех рассматриваемых ЦСКВ делится на подзоны: За и 36 по линии d|-i₄ = const. Если с/_н < с/|-|₄ (подзона За), то теплопотребление воздухонагревателя определяют по следующим формулам:

-    при ЦСКВ со вторым подогревом в воздухонагревателе второго подогрева:

% =0,2786(/_ПзП4-/_н)т;    (27)

-    при ЦСКВ с байпасом, с пароувлажнителем, без увлажнителя:

(7_т=0,2786(/_ПзП4-/_н)т.    (28)

Если d_H > d_п (подзона 36), потребление теплоты в воздухонагревателе определяют по формулам:

-    при ЦСКВ со вторым подогревом в воздухонагревателе второго подогрева:

q_i2 = 0,278G(/_nin4 -/_н)т;    (29)

-    при ЦСКВ с байпасом, с пароувлажнителем, без увлажнителя:

9_Т =0,278G(/_nin4-/_н)т,    (30)

где q_l2, q_vG, /_н — то же, что и в формулах (10), (12), (14);

/_{п п} — ^т0 же, ^{чт0 в} формуле (20);

/_{п п} — то же, что в формуле (22).

6.5    В погодной зоне 5 для ЦСКВ со вторым подогревом определяют:

-    холодопотребление по формуле

Ях = 0,278G(/'_H -/'о_т)т;    (31)

-    водопотребление в сотовом увлажнителе

w_B=(-\ + f_w)G(d_n - d_H)-10-³x;    (32)

I i-j

-    электропотребление насосом сотового увлажнителя по формуле (15);

-    теплопотребление воздухонагревателем второй ступени:

q_i2 =0,278G(/_ni -/_0т)т.    (33)

Для ЦСКВ с байпасом определяют:

-    потребление холода по формуле

q_x =0,278G(/_H-/_ni )т;    (34)

-    потребление воды в сотовом увлажнителе по формуле (32);

-    потребление электроэнергии насосом сотового увлажнителя по формуле (15).

Для ЦСКВ с пароувлажнителем, если с/_н< с/_п (подзона 5а), определяют:

-    потребление холода по формуле

q_x =0,278G(/_H -/_П2Пз)т.    (35)

Если с/_н>с/_П2 (подзона 56), определяют потребление холода по формуле

Я_х ⁼ 0,278G(/‘_H - /|-|_1П2 )т.    (36)

Для ЦСКВ без увлажнителя определяют:

-    потребление холода по формуле (36),

где q_j2, q_v G, /_н — то же, что в формулах (10), (12), (13);

q_x — потребление холода соответствующей ЦСКВ в соответствующей погодной подзоне по одной из формул (31), (34), (35), (36), кВтч;

/₀ — энтальпия, кДж/(кг с.в.), точки росы в теплый период года для ЦСКВ со вторым подогревом;

/_п — энтальпия, кДж/(кг с.в.), приточного воздуха с параметрами точки

17

Введение

Настоящий стандарт разработан с учетом требований федеральных законов от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений», от 23 ноября 2009 г. № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».

В документе рассмотрена методика расчета потребления теплоты, холода, воды и электроэнергии на обработку наружного воздуха при кондиционировании воздуха помещений в течение года. Методика расчета энергопотребления системами отопления и вентиляции приведена в СП 50.133300.2012 «СНиП 23-02—2003. Тепловая защита зданий».

Настоящий стандарт содержит методику, позволяющую выполнить расчет по вероятностно-статистической модели климата, содержащей в себе сочетания энтальпии и влагосодержания наружного воздуха за последние 30 лет, относящиеся к различных временным отрезкам суток, и по данным климатологического «типового» года, содержащим в себе почасовые данные о температуре, энтальпии и влагосодержании наружного воздуха в течение года.

IV

ГОСТ Р 56503-2015

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА Расчет затрат энергии

Energy performance of buildings. Calculation of energy use

Дата введения — 2015—09—01

1    Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методику расчета годовых затрат теплоты, холода, воды и электроэнергии на обработку наружного воздуха при кондиционировании.

Стандарт распространяется на жилые, общественные и производственные здания.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ 16350-80 Климат СССР. Районирование и статистические параметры климатических факторов для технических целей

ГОСТ 30494-2011 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях

СП 50.13330.2012 СНиП 23-02—2003 Тепловая защита зданий

СП 60.13330.2012 СНиП 41-01—2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование

СП 131.13330.2012 СНиП 23-01—99* Строительная климатология

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 выпускам ежемесячно издаваемого информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде технических регламентов и стандартов.

3    Термины, определения и сокращения

3.1    Термины и определения

В настоящем документе применены термины по ГОСТ 30494, СП 131.13330, СП 50.13330, СП 60.13330, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1    вероятностно-статистическая модель климата: Таблица фактических повторяемостей в среднем многолетнем разрезе различных сочетаний температуры и относительной влажности, либо

Издание официальное

энтальпии и влагосодержания наружного воздуха, относящаяся к определенному временному интервалу суток, обладающая полнотой климатической информации (желательно не менее чем за 30 лет) для расчета процессов кондиционирования воздуха.

3.1.2    потребление воды системой кондиционирования воздуха (водопотребление): Количество воды, кг/г, расходуемой системой на увлажнение приточного воздуха и растворение солей, осаждающихся на внутренних элементах в поддоне воздухоувлажнителя за определенный период времени, чаще за год.

3.1.3    потребление пара системой кондиционирования воздуха: Количество пара, кг/г, расходуемого системой на увлажнение приточного воздуха за определенный период времени, чаще за год.

3.1.4    потребление теплоты (теплопотребление) системой кондиционирования воздуха: Количество тепловой энергии, расходуемой системой на нагревание приточного воздуха, Дж/г или МВтч/г, за определенный период времени, чаще за год.

3.1.5    потребление холода (холодопотребление) системой кондиционирования воздуха: Количество холода, расходуемого системой на обработку приточного воздуха, Дж/г или МВг-ч/г, за определенный период времени, чаще за год.

3.1.6    потребление электроэнергии (электропотребление) системой кондиционирования воздуха: Количество электроэнергии расходуемой системой на привод электропотребляющего оборудования, кВт ч/г или МВтч/г, за определенный период времени, чаще за год.

3.1.7    «типовой» год: Набор почасовых значений параметров наружной среды, состоящий из реально наблюдавшихся в рассматриваемом географическом пункте значений параметров за отдельные месяцы с наиболее близкими к средним многолетним за последние 30 лет.

Примечания

1    «Типовой» год, как правило, предназначается для расчетов среднего многолетнего энергопотребления различными системами, поддерживающими микроклимат в помещениях зданий.

2    Для расчетов энергопотребления различными системами составляются «типовые» года с разным набором параметров.

3    Для расчетов энергопотребления ЦСКВ на обработку приточного воздуха используется «типовой» год, отражающий изменения температуры и влажности наружного воздуха и состоящий из температуры и относительной влажности наружного воздуха, либо из энтальпии и влагосодержания наружного воздуха. Второй набор удобнее, т. к. не требует применения для расчетов энергопотребления использования дополнительного параметра — атмосферного давления (при пересчете энтальпии наружного воздуха по температуре и относительной влажности атмосферное давление уже задействовано).

3.2 Сокращения

В настоящем стандарте использованы следующие сокращения:

с.в. — сухой воздух;

ТП —теплый период года;

ХМ —холодильная машина;

ХП —холодный период года;

ЦСКВ — центральная система кондиционирования воздуха.

4    Общие положения

4.1 В настоящем стандарте приведена методика расчета потребления теплоты, холода, воды и электроэнергии на обработку наружного воздуха для подачи в помещение в качестве приточного в прямоточных ЦСКВ:

-    прямоточная с 1-м и 2-м подогревом, а также адиабатным процессом в блоке увлажнителя в ХП и охлаждением в поверхностном воздухоохладителе в ТП (далее — ЦСКВ со 2-м подогревом);

-    с 1-м подогревом и адиабатным процессом в блоке увлажнителя, оборудованным обводом воздуха (байпасом) в ХП, и управляемым процессом охлаждения в поверхностном воздухоохладителе в ТП (далее — ЦСКВ с байпасом). По результатам увлажнения воздуха и, следовательно, по затратам энергии эта система близка к ЦСКВ с управляемым процессом увлажнения воздуха;

-    с 1-м подогревом и пароувлажнением в ХП, и управляемым процессом охлаждения в поверхностном воздухоохладителе в ТП (далее — ЦСКВ с пароувлажнителем);

-    с 1-м подогревом в ХП, и управляемым процессом охлаждения в поверхностном воздухоохладителе в ТП (далее — ЦСКВ без увлажнителя).

2

ГОСТ Р 56503-2015

4.2    Методика реализуется на персональном компьютере.

4.3    Основными исходными данными для настоящего стандарта служат:

-    конфигурация (состав, обеспечивающий обработку воздуха по определенной схеме) ЦСКВ;

-    режим работы ЦСКВ (в какие часы суток и сколько дней в году работает ЦСКВ);

-    общий расход приточного воздуха;

-    климатическая модель района строительства: вероятностно-статистическая для интервала времени, относящегося к времени работы расчетной ЦСКВ (для Москвы модель приведена в таблицах А.1—А.6 приложения А настоящего стандарта, для некоторых других городов — в ГОСТ 16350), либо «типовой» год;

-    барометрическое давление района строительства;

-    требования к внутренним условиям в помещениях здания (температуре, относительной влажности воздуха);

-    тепловлажностное отношение процесса изменения состояния воздуха в помещении для ТП и ХП. Если в помещении имеются местные аппараты отопления и/или охлаждения, то задается тепловлажностное отношение изменения состояния воздуха в помещении с учетом их работы. Если климатической базой расчета принят «типовой» год, то возможен помесячный расчет с установлением тепловлажностного отношения для каждого месяца дифференцированно;

-    расчетный расход воды, проходящий через блок воздухонагревателя;

-    расчетный расход воды, проходящий через блок сотового увлажнителя;

-    потери напора в гидравлической сети блоков обработки воздуха;

-    полный напор, обеспечиваемый работой вентилятора (определяется как сумма потерь напора в аэродинамической сети и в ЦСКВ);

-    коэффициенты полезного действия электродвигателей насосов и вентиляторов;

-    электрические мощности электродвигателей вентиляторов и насосов воздухонагревателей и увлажнителей;

-    электрические мощности электродвигателей вентиляторов, насосов и компрессоров, входящих в состав холодильной машины;

-    температура холодной воды, поступающей в секцию воздухоохладителя;

-    коэффициент отвода, определяемый качеством воды, поступающей в блок сотового увлажнителя, если неизвестна, принимается 0,3, что соответствует воде средней жесткости;

-    средний за год или помесячный холодильный коэффициент холодильной машины;

-    энтальпия точки росы для ТП и ХП (при регулировании по методу «точки росы»);

-    энтальпия точки К₀ на линии насыщения при ср = 100 % и при средней температуре поверхности стенки воздухоохладителя.

4.4    В качестве расчетных внутренних условий принимают оптимальные или допустимые температуру и относительную влажность воздуха по ГОСТ 30494.

4.5    Основными результатами расчетов являются:

-    годовое или помесячное тепло- и холодопотребление ЦСКВ, обслуживающими помещение (при помесячном расчете);

-    продолжительность теплопотребления, холодопотребления, электропотребления и потребления воды в часах работы системы за год в целом при годовом расчете и за каждый месяц при помесячном расчете.

4.6    Результаты расчета обеспечивают:

а)    выяснение уровня энергетических характеристик вновь проектируемых, реконструируемых и эксплуатируемых зданий;

б)    возможность сравнения энергетических характеристик различных альтернативных решений проектируемого здания и конфигураций систем кондиционирования воздуха;

в)    оценку предполагаемых мероприятий по энергосбережению в эксплуатируемых зданиях с помощью расчета энергопотребления с и без принятия мер по энергосбережению;

г)    прогнозирование потребности в энергии на региональном или национальном уровне с помощью расчета энергопотребления типичных зданий — представителей рынка строительства.

4.7    Полученные результаты энергопотребления ЦСКВ следует рассматривать как достаточно вероятные. В каждом конкретном году они могут быть меньше или больше. В расчетах применяют среднюю за многолетний период климатическую информацию, разброс которой от года к году может быть достаточно большим, поэтому использование данных, усредненных за последние 30 лет, не гарантирует близости принятых климатических условий к тем, которые будут наблюдаться в конкретном году.

з

^ _ sd_T - (/_т -/) • 10ОО

8

где / — энтальпия воздуха, г/(кг с.в);

е — тепловлажностное отношение изменения состояния воздуха, кДж/г;

/_т, d_T — энтальпия, кДж/(кг с.в.), и влагосодержание, г/(кг с.в.), воздуха точки, из которой исходит линия с тепловлажностным отношением е.

4.13 Влагосодержание воздуха, г/(кг с.в.), с параметрами, соответствующими пересечению изотермы с известной температурой и линии процесса изменения состояния воздуха с известным тепловлажностным отношением, идущей от точки 1 выше пересечения, находят по формуле

.1000/-J - еф -1006f

2501 + 1,805f - е ’    ⁽    ’

где в — известное тепловлажностное отношение изменения состояния воздуха от точки 1 до точки с искомым влагосодержанием, кДж/(кг влаги); г,, cf₁ — значения энтальпии, кДж/(кг с.в), и влагосодержания, г/(кг с.в), воздуха в точке 1 рассматриваемого процесса изменения состояния воздуха;

t — температура изотермы, °С.

5 Деление области возможных сочетаний энтальпии и влагосодержания наружного воздуха на погодные зоны

5.1    Расчет выполняется с предварительным (по 5.3) построением на /-cf-диаграмме погодных зон, в каждой из которых работает определенное оборудование обработки приточного воздуха.

5.2    Продолжительность работы ЦСКВ при конкретном сочетании энтальпии и влагосодержания наружного воздуха т, ч, определяют по формулам (8) или (9):

-    в расчете по вероятностно-статистической модели

т = р Т,    (8)

где 7 — продолжительность работы ЦСКВ за год, ч;

р — повторяемость текущего сочетания параметров климата по климатической модели;

-    в расчете по «типовому» году для каждого сочетания параметров наружного воздуха (в период действия ЦСКВ):

т = 1.    (9)

При этом учитывают, к какой погодной зоне относится каждое сочетание параметров наружного воздуха.

5.3    Область возможных сочетаний температуры и относительной влажности в районе строительства приближенно на I—cf-диаграмме можно очертить линиями постоянной относительной влажности Ф = 100 % и ф = 15 %, а также линией постоянной расчетной энтальпии наружного воздуха в теплый период года. В зависимости от принятой схемы обработки воздуха в установке ЦСКВ эту область на I—cf-диаграмме следует разделить на погодные зоны. Нанесение границ погодных зон начинается с вычерчивания на I—cf-диаграмме косоугольного четырехугольника В.|В₂ВзВ₄ области оптимальных или допустимых параметров внутреннего воздуха, образованного изотермами нормируемых СП 60.13330 значений температуры и линиями нормируемых значений максимальной и минимальной относительной влажности.

Через точки В₂ и В₃, ограничивающие четырехугольник максимальным нормируемым значением относительной влажности в ТП года, следует провести линию тепловлажностного отношения процесса в помещении в теплый период года 833, а через точки В₁ и В₄, ограничивающие снизу четырехугольник минимальным нормируемым значением относительной влажности в холодный период года, провести линию тепловлажностного отношения процесса в помещении в холодный период года г₁₄, и на этих линиях отложить соответствующие рабочие разности температур между температурой внутреннего и приточного воздуха. Результатом будет область параметров приточного воздуха П₁П₂П₃П₄ (рисунок 1, рисунок 2, рисунок 3, рисунок 4). На рисунках точки В₁, В₂, В₃, В₄ не показаны.

5