Определение расчётных расходов тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение

Расчётный расход тепла на отопление жилых и общественных зданий

, Вт (3)

 

^. (1+ k ₁), Вт (4)

, Вт

где = 180 - укрупнённый показатель максимального часового расхода тепла на отопление жилых зданий, Вт/м², принимается по табл.3.

 

Таблица 3

Укрупненный показатель максимального часового расхода тепла на отопление жилых зданий

Расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления t о, оС	-10	-15	-20	-26	-28	-30	-32	-34	-36	-38	-40
q о, Вт/м2

 

Расчётный расход тепла на отопление общественных зданий

, Вт, (5)

где - коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий; при отсутствии данных следует принимать равным 0,25.

Расчётный расход тепла на приточную вентиляцию

, Вт, (6)

где - коэффициент, учитывающий тепловой поток на вентиляцию общественных зданий, при отсутствии данных следует принимать равным: для общественных зданий – 0,5.

, Вт

Средний тепловой поток на горячее водоснабжение

, Вт, (7)

где - укрупнённый показатель расхода теплоты на горячее водоснабжение на одного человека (норма расхода горячей воды в жилых зданиях на одного человека равна 110 л/сут.). Принимается по табл. 4.

 

Таблица 4

Укрупненный показатель q _h

Средняя за отопительный период норма расхода в сутки горячей воды в л на одного человека при температуре воды 55оС	q h, Вт/чел

или , Вт,

, Вт.

Максимальный часовой расход тепла на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий

, Вт (8)

, Вт

Определение расходов тепла по формулам следует произвести для всего микрорайона в целом, но для каждого вида нагрузки раздельно и занести в табл.5.

 

Таблица 5

Расход тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение города.

Отопление	Вентиляция	Горячее водоснабжение	Суммарный расход тепла
			, Вт, кВт, МВт

 

Затем строят графики часового и годового расхода тепла. Тепловые потери в сетях и оборудовании учитывают в размере 5% суммарного расхода тепла (табл. 5, графа 7).

График часового расхода тепла (суммарного) учитывает нагрузку на горячее водоснабжение по среднечасовому расходу за отопительный период.

 

МВт;

МВт;

МВт.

2. Регулирование отпуска теплоты на отопление.

 

Регулирование отпуска теплоты на разнородное теплопотребление может быть по отопительной тепловой нагрузке или по суммарной нагрузке отопления и горячего водоснабжения. Регулирование отпуска теплоты по отопительно-бытовому графику температур производится при центрально-вентиляционной нагрузки в основном диапазоне от точки излома температурного графика , которая делит его на две части от до расчётной температуры для проектирования отопления и при местном регулировании от начала отопительного сезона при +8⁰С до .

Построение графика центрального качественного регулирования отпуска теплоты по отопительной нагрузке основано на определении зависимости температуры сетевой воды в подающей и обратной магистралях от температуры наружного воздуха t.

 

Регулирование отпуска теплоты на отопление

 

Центральное качественное регулирование отопительной нагрузки в диапазонах от (точки излома) до (расчетной точки для проектирования отопления) ведётся по температурам (горячей воды и обратной воды в тепловой сети), определяемым по формулам:

(6)

 

(7)

где Dt₀ – температурный перепад в нагревательном приборе местной системы, ^оС

- средняя температура нагревательного прибора в местной системы ;

- относительная тепловая нагрузка ;

- температура внутри помещения (принять 18⁰С);

- перепад температур в тепловой сети, ⁰С; при ;

- перепад температур в местной системе; при ;

Температура воды после элеватора будет

(8)

Местное количественное регулирование отопительной нагрузки в диапазоне от +8⁰С до t’ производится путём местных пропусков или изменением количества воды, поступающей в местную систему из тепловой сети путём перекрытия задвижек. В этом диапазоне t₁ и t₂ являются постоянными и соответствуют температуре горячей и обратной воды в тепловой сети для летнего сезона.

Температура обратной воды при количественном регулировании отопительной нагрузки в диапазоне +8⁰С до t’ определяются по формуле

(9)

где - коэффициент инжекции, рассчитанный при

 

температуре в точке излома

 

 

 

;

 

Регулирование отпуска теплоты на вентиляцию

 

Местное количественное регулирование вентиляционной нагрузки в диапазоне +8⁰С до t’ ведётся путем изменения количества сетевой воды при постоянном расходе через калорифер. Температура воды после калорифера для различных значений в указанном диапазоне определяется методом подбора по уравнению

(10)

где при t’:

 

 

Зададимся температурой τ_2υ=20^оС:

Зададимся температурой τ_2υ=15^оС:

Методом подбора определяем температуру

Расходный график.

Расчётный расход сетевой воды для определения диаметров труб в водяных тепловых сетях при качественном регулировании отпуска теплоты следует определять отдельно для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Используя данные температурных графиков, можно определить расчётные часовые расходы теплоносителя по формулам.

Расчётный расход сетевой воды на отопление в диапазоне будет

, т/ч (11)

Расчётный часовой расход сетевой воды на вентиляцию в диапазоне будет

, т/ч (12)

Расчётный часовой расход сетевой воды на горячее водоснабжение при закрытых тепловых сетях в диапазоне будет

, т/ч (13)

Суммарные расчётные расходы сетевой воды, т/ч, в двухтрубных тепловых сетях в открытых и закрытых системах теплоснабжения при качественном регулировании отпуска теплоты следует определять по формуле:

(14)

Коэффициенты k₃, учитывающий долю среднего расхода воды на горячее водоснабжение при регулировании по нагрузке отопления, следует принимать: для открытых систем с тепловым потоком, МВт: 1000 и более –0,6, 1000 и менее - 0,8. В данном случае k₃ = 1.

Определим расход сетевой воды на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение:

;

;

 

 

3. Гидравлический расчёт

 

При гидравлическом расчёте определяется падение давления в подающей и обратной трубах.

Район города делится на 11 микрорайонов.

Часовой расход сетевой воды на один микрорайон.

159/11 = 14 т/ч.

Линейное падение давления на участке определяется;

(20)

где - удельное падение давления на 1 м длины трубы, Па/м;

- длина расчётного участка, м.

Падение давление на местные сопротивления:

(21)

- эквивалентная длина теплопровода, м.

Общая потеря давления на участке:

. (22)

Результаты гидравлического расчета запишем в таблицу.

 

Таблица №2

Гидравлический расчёт тепловых сетей

№	Участок		, м	, м	, м	Ду, мм	ω,м/с	R,Па/м	ΔР,Па	∑ΔР,МПа
	1 – УТ3			19,2	69,1		0,66	48,5	3351,35	0,0034
	2 – УТ3			19,2	69,1		0,66	48,5	3351,35	0,0067
	УТ3-УТ2			26,04			0,71	43,6	19447,344	0,026
	УТ2-УТ1			39,36	199,36		1,08	67,4	13436,864	0,039
	УТ1-ЦТП			39,36	339,36		0,34	2,8	950,208	0,041

 

5. Пьезометрический график тепловых сетей

Пьезометрический график составляется на основании данных гидравлического расчёта. При построении графика пользуются единицей измерения гидравлического потенциала – напором. Напор и давление связаны следующей зависимостью:

(23)

где H и DH – напор и потеря напора, м;

P и DP – давление и потеря давления, Па;

r - удельный вес теплоносителя, кг/м³.

h, R – удельная потеря напора и удельное падение давления, Па/м.

Величина напора, отсчитанная от уровня прокладки оси трубопровода в данной точке, называется пьезометрическим напором. Разность пьезометрических напоров подающего и обратного трубопроводов тепловой сети даёт величину располагаемого напора в данной точке. Пьезометрический график определяет полный напор и располагаемый напор в отдельных точках тепловой сети на абонентских вводах. На основании пьезометрического графика выбирают подпиточные и сетевые насосы, автоматические устройства.

6. Подбор сетевых и подпиточных насосов

 

Для теплоснабжения микрорайона города в котельной устанавливаются два одинаковых попеременно работающих центробежных насоса – рабочий и резервный. Циркуляционные насосы имеют обводную линию, которая позволяет регулировать работу насосов и в случае их остановки (при авариях) поддерживать небольшую естественную циркуляцию.

По полному напору Н = 29м по [6] выбираем сетевой насос марки 3К-6 с полным напором Н= 54м, производительностью 20 м³/ч, КПД= 64%, мощностью на валу N= 10,5 кВт, мощностью электродвигателя 14кВт, допустимой высотой всасывания Н_доп = 7,2 м и диаметром рабочего колеса Д = 162 мм.

Подпиточный насос выбираем марки 2К-6а с полным напором 20 м, производительностью 30 м³/ч, КПД= 64%, мощностью на валу N= 2,7 кВт, мощностью электродвигателя 2,6 кВт, допустимой высотой всасывания Н_доп = 5,7 м и диаметром рабочего колеса Д = 142 мм.

7. Тепловой расчёт

 

Назначением теплового расчёта является определение количество тепла, теряемого при его транспортировке, способов уменьшения этих потерь, действительной температуры теплоносителя, вида изоляции и расчёта её толщины.

В теплоотдаче участвуют только термические сопротивления слоя и поверхности.

Определяем требуемое термическое сопротивление теплопровода:

(24)

где t_w – среднегодовая температура теплоносителя, для параметров 90^оС;

t_е – температура окружающей среды;

к₁ – коэффициент, равный 1(для европейской части).

q_e – норма плотности теплового потока, в нашем случае равный 55 Вт/м [8];

Должно выполняться условие:

(25)

1. Тепловое сопротивление изоляции:

^оС∙м/Вт (26)

Для цилиндрических объектов диаметром менее 2 метров толщина теплоизоляционного слоя определяется:

(27)

где В=d_из/d_н – отношение наружного диаметра изоляционного слоя к наружному диаметру;

α – коэффициент от наружной изоляции, принимаемый по приложению 9 [8], для трубопроводов прокладываемых в каналах принимается равным 8,2 Вт/(м^{3 о}С);

λ_из – теплопроводность теплоизоляционного слоя, принимаемый по приложению 1[8] для пенополиуритана 0,03 Вт/(м ^оС);

r_tot – сопротивление теплопередаче на 1 м длины изоляционного слоя;

^оС∙м²/Вт (28)

где - длина участка, м.

2. Термическое сопротивление наружной поверхности R_н

^оС∙м²/Вт (29)

3. Термическое сопротивление поверхности канала:

^оС∙м²/Вт (30)

где ;

4. Тепловое сопротивление канала:

^оС∙м²/Вт (31)

 

5. Термическое сопротивление грунта:

(32)

где - коэффициент теплопроводности грунта, для влажного грунта равный 1,5 Вт/м^{2 0}С

Делаем проверку условия:

что свидетельствует о правильности выбора изоляции

Фактический тепловой поток:

Вт/м (33)

Определим тепловые потери.

Тепловые потери в сети слагаются из линейных и местных потерь. Линейными теплопотерями являются теплопотери трубопроводов, не имеющих арматуры и фасонных частей. Местными теплопотерями являются фасонных частей, арматуры, опорных конструкций, фланцев и т.д.

Линейные потери определяются по формуле:

(34)

А падение температуры теплоносителя:

(35)

Температура в конце расчетного участка

Заключение

 

В результате проведённых работ по расчёту и проектированию тепловых сетей микрорайона:

1Разработаны план тепловых сетей и схема прокладки труб тепловых сетей

2Определена потеря давления в системе теплоснабжения

3Разработана спецификация потребных материалов и оборудования

4. Построены температурные, расходные, пьезометрический графики и график теплового потребления.

5. Подобраны сетевой и подпиточный насосы.

Список использованной литературы

1. СНиП 2.04.07-86. Тепловые сети. Нормы проектирования. М.1986

2. СНиП 2.04.01-85. Внутренний водопровод и канализация зданий. Нормы проектирования. М., 1988.

3. Малая Э.М. Методическое указание к курсовому проектированию. Саратов, СГТУ, 1998.

4. ГОСТ 21605-83. Графические изображения. М., 1987.

5. Ионин А.А. и др. Теплоснабжение. М.: Стройиздат, 1982.

6. Р.В. Щекин. Справочник по теплоснабжению и вентиляции. Киев, 1976.

7. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. М.: Энергия, 1982.

8. СНиП 2.04.14-88. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов. М., 1998.

анала.