Расчет системы теплоснабжения для абонента

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Таблица 1. Исходные данные

Номер варианта	Наименование объекта	Температура сетьевой воды, єС	Система теплоснабжения абонента	Прокладка трассы трубопроводов	Число потребителей воды системы ХБГВС	Строительный объем V, тыс м3 / количество обогреваемых заний n, объемом V.
							V/n	V/n	V/n
19	Санаторный комплекс	95	70	2-х трубная	надземная	250	20/2	10/2	25/1

Место расположения абонента в г. Славгород.

Суммарная длина трубопроводов теплотрассы на площадке, находящейся на балансе абонента системы теплоснабжения - 1000 м.



1. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ АБОНЕНАТА И ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Абонентом является санаторный комплекс, находящийся в г. Славгород. На балансе абонента находится 5 объектов теплоснабжения: 3 жилых комплекса, столовая и административно-вспомогательный корпус. Теплоснабжение данного абонента осуществляется от водогрейной котельной. Система теплоснабжения санаторного корпуса 2-х трубная, следовательно, для получения горячей воды необходима установка теплообменников. Прокладка трубопроводов надземная.

Величина теплопотребления по санаторному комплексу нуждается в определении.

Для расчета нам потребуются климатические сведения по городу - местоположению котельной (г. Славгород) из [СНБ 2.04.02-2000], таблица П5, используемые в расчетах.

Климатические параметры холодного периода года

Город	Температура воздуха наиболее холодных суток, °С	Температура воздуха наиболее холодной 5-ти дневки, °С	Продолжительность, сут, и средняя температура воздуха, °С, периода со средней суточной температурой воздуха
			<8°C	<10°C
			Продолжительность	Средняя температура	Продолжительность	Средняя температура
Славгород	- 29	- 24	202	-2,0	219	-1,1

Температура наружного воздуха, расчетная для отопления и вентиляции:

-240С;

Температура внутреннего воздуха в жилых корпусах: +180С;

Температура внутреннего воздуха в административно-бытовом корпусе: +180С;

Температура внутреннего воздуха в столовой: +150С;

Продолжительность отопительного периода: 202 сут.

2. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ АБОНЕНТА

Схема теплоснабжения является предпроектным документом, в котором обосновывается необходимость и экономическая целесообразность проектирования и строительства новых, расширения и реконструкции существующих энергетических источников и тепловых сетей, средств их эксплуатации и управления с целью обеспечения энергетической безопасности развития экономики и надежности теплоснабжения потребителей.

Разработку схемы теплоснабжения санаторного комплекса расположенного в г. Славгород будем выполнять исходя из следующих принципов:

- обеспечение безопасности и надежности теплоснабжения потребителей в соответствии с требованиями технических регламентов;

- обеспечение энергетической эффективности теплоснабжения и потребления тепловой энергии с учетом требований, установленных законодательством;

- соблюдение баланса экономических интересов теплоснабжающих организаций и интересов потребителей;

- минимизация затрат на теплоснабжение в расчете на каждого потребителя в долгосрочной перспективе;

-согласованность схем теплоснабжения с иными программами развития

сетей инженерно-технического обеспечения, а также с программами газификации поселений, городских округов;

- обеспечение экономически обоснованной доходности текущей деятельности теплоснабжающих организаций и используемого при осуществлении регулируемых видов деятельности в сфере теплоснабжения инвестированного капитала.

3. расчет тепловых нагрузок систем отопления, систем механической приточно вентиляции и систем хозяйственно бытового горячего водоснабжения

В системах централизованного теплоснабжения по тепловым сетям подается теплота различным тепловым потребителям. Несмотря на значительное разнообразие тепловой нагрузки ее можно разбить на 2 группы по характеру протекания по времени: сезонная, круглогодовая.

Изменение сезонной нагрузки зависят главным образом от климатических условий: температуры наружного воздуха, направления и скорости ветра, солнечного излучения, влажности воздуха и т.п. Основную роль играет наружная температура. К сезонной тепловой нагрузке относятся отопление и вентиляция.

Ввиду недостаточного количества сведений об объекте теплоснабжения, расчет будем вести по укрупненным показателям. По окончании расчетов построим график зависимости тепловой нагрузки санаторного комплекса от температуры наружного воздуха. Расчётные температуры наружного воздуха для отопления и вентиляции принимаем по климатологическим данным для г. Славгород по СНБ 2.04.02 - 2000 «Строительная климатология» .

Расчётная температура воздуха в жилых и общественных зданиях принимается, как правило, равной 18єС. Для других зданий - в соответствии с действующими строительными нормами и правилами на различные типы зданий и сооружений.

Одна из первоочередных задач при проектировании и разработке режима эксплуатации системы централизованного теплоснабжения заключается в определении значений и характера тепловых нагрузок.

Нагрузка на отопление

Максимальный часовой расход тепла на отопление по укрупненным показателям определяется по следующей формуле:

где: удельная отопительная характеристика здания при , ккал/м3ч?С;

- поправочный коэффициент, учитывающий отличие расчетной температуры наружного воздуха для проектирования отопления в местности, где расположено рассматриваемое здание, от , при которой определено соответствующее значение ;

- объем здания по наружному обмеру, м3;

- расчетная температура воздуха в здании, ;

расчетная температура наружного воздуха, ;

Основная задача отопления заключается в поддержании внутренней температуры воздуха помещения на заданном уровне.

Столовая:

Жилой корпус (2 здания):

Здание для лечебно-профилактических целей:

Административно-бытовой корпус:

Тогда максимальный тепловой поток на отопление санаторного комплекса:

Нагрузка на вентиляцию

При вентиляции жилых и общественных зданий и сооружений тепло расходуется на создание и поддержание установленных санитарными и технологическими нормами оптимальных метеорологических условий и чистоты воздуха в помещениях.

Максимальный часовой расход тепла на вентиляцию в ккал/час. по укрупнённым показателям определяется по следующей формуле:

где: - удельная вентиляционная характеристика здания при ,

- объем здания по наружному обмеру, м3;

- расчетная температура воздуха в здании, ;

расчетная температура наружного воздуха, ;

столовая:

Административно-бытовой корпус:

Здание для лечебно-профилактических целей:

Тогда максимальный тепловой поток на вентиляцию санаторного комплекса:

Нагрузка на горячее водоснабжение

Средний тепловой поток на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий:

(1.4)

Где: - норма расхода горячей воды на единицу измерения потребления в сутки; должна быть утверждена в установленном порядке; при отсутствии утвержденного значения принимается в зависимости от потребителей и режима работы системы ГВС в соответствии со СНиП 2.04.01-85 (Приложение Б, табл. Б.1);

- количество единиц измерения потребителей, отнесенные к суткам (житель, ребенок, койко-место в больнице и т.д.);

- Продолжительность функционирования системы ГВС в сутки, час

- тепловые потери во внутренних системах трубопроводов ГВС, Гкал/час;

- средние температуры горячей и холодной воды соответственно; при отсутствии зарегистрированных электронных термометров на теплоисточнике принимается ;

- значение зависит от протяженности и мощности системы горячего водоснабжения и при изолированных водоразборных стояках ?0,05 - 0,2, а при неизолированных 0,1 - 0,3.

Тогда тепловые нагрузки на ГВС:

столовой

;

Здание для лечебно-профилактических целей:

;

Жилой корпус ( 2 здания)

;

Тогда максимальный тепловой поток на горячее водоснабжение санаторного комплекса:

4. расчет суммарных тепловых нагрузок системы теплоснабжения

Все расчеты тепловых нагрузок по санаторному комплексу сведем в таблицу

Назначение здания	Объем зданияV, м3
Административно-вспомогательный корпус	10000	0,0336	0,1752	-	0,2088	8,35
Жилой корпус	20000	-	0,3413	0,0375	0,3788	15,15
Здание для лечебно-профилактических целей	25000	0,2813	0,3706	0,0469	0,6988	27,95
Жилой корпус	20000	-	0,3413	0,0375	0,3788	15,15
столовая	10000	0,2535	0,1413	0,0714	0,4662	18,65
Итого	0,5684	1,3697	0,1933	2,1314	85,25

Тепловые нагрузки по санаторному комплексу при расчетной температуре

Отопление: ;

Вентиляция: ;

ГВС средние отопительный:

ГВС средние неотопительный:

5. разработка тепловых балансов системы теплоснабжения санаторного комплекса в отопительный и неотопительный периоды и разработка годового баланса

График годового расхода теплоты по продолжительности стояния температур наружного воздуха строится на основании графика суммарных часовых расходов теплоты и состоит из двух частей: левой - график зависимости суммарных часовых расходов теплоты по различным видам теплопотребления в зависимости от температуры наружного воздуха и правой - годовой график расхода теплоты в зависимости от продолжительности стояния наружных температур. На графике существуют две зоны: зимнего (отопительного) и летнего (неотопительного) периода, характер тепловых нагрузок в которых принципиально различен. Граница между зонами находится на отметке в +10°С.

Графики расходов тепла по отдельным видам теплопотребления и суммарный график теплоты строятся по трем точкам, соответствующим трем среднесуточным температурам наружного воздуха. При этом для определения недостающих значений тепловых нагрузок отопления и вентиляции используют следующие формулы для пересчета тепловых нагрузок:

;

где - средняя температура внутреннего воздуха отапливаемых помещений, принимаемая для жилых и общественных зданий равной 18°С, а для столовой 15°С.

- текущая температура наружного воздуха;

- расчетная температура наружного воздуха для целей отопления. Ввиду используемых нами укрупнений эта температура совпадает с аналогичной для вентиляции, то есть = = = -24°С, хотя на практике обычно ниже .

В летний период присутствуют постоянные нагрузки на ГВС:

, Гкал/час

В зимний период присутствуют постоянная нагрузка - на ГВС и переменные (зависящие от температуры наружного воздуха) - на вентиляцию и отопление:

Найдем недостающие значения тепловых нагрузок на отопление и вентиляцию для жилых корпусов и административно-вспомогательного корпуса.

Произведем аналогичные расчеты для столовой.

Произведем аналогичные расчеты для здания для лечебно-профилактических целей.

Сведем расчеты в таблицу

Расчетные тепловые нагрузки по санаторному комплексу

	+8	0	-24
QO Гкал/час	0,3366	0,5949	1,3697
QВ Гкал/час	0,1348	0,2432	0,5684
QУ Гкал/час	0,4714	0,8381	1,9381

Теперь можно строить график тепловой нагрузки по санаторному комплексу:

Расчет годового расхода теплоты.

Годовой расход теплоты определяется по следующей формуле:

Слагаемые в ней представляют собой расходы на определенный вид теплопотребления. Зимние нагрузки будем приводить к среднесуточной температуре tср. Расчет ведем по полученным ранее формулам:

Отопление:

где - средняя температура воздуха в отопительный период, tср= -2,0°С.

- продолжительность отопительного периода, n0=202 сут

Вентиляция:

Нагрузка на ГВС (закрытая система):

Определим количество Гкал потребляемых в году:

6. определение диаметров трубопроводов системы теплоснабжения

Определяем расходы сетевой воды для столовой

Расчет всех параметров ведем при .

Расход сетевой воды, поступающей в систему отопления:

Расход сетевой воды, поступающей в систему вентиляции:

Расход сетевой воды, поступающей в систему ГВС:

Аналогично расчет ведется при других температурах.

Для остальных зданий расчет ведется аналогично. Результаты расчета для всех зданий сведены в таблицы.

Расходы сетевой воды на столовую

Расчетные параметры	Температуры наружного воздуха,
	-24	0	+8
	0,1413	0,0544	0,0254
	5,65	2,17	1,01
	0,2535	0,0975	0,0455
	10,14	3,9	1,82
	0,0714	0,0714	0,0714
	2,86	2,86	2,86
	18,65	8,93	5,69

Расходы сетевой воды на административно-вспомогательный корпус

Расчетные параметры	Температуры наружного воздуха,
	-24	0	+8
	0,1752	0,0751	0,0417
	7,01	3,00	1,67
	0,0336	0,0144	0,0080
	1,34	0,58	0,32
	-	-	-
	-	-	-
	8,35	3,58	1,99

Расходы сетевой воды на жилые корпуса

Расчетные параметры	Температуры наружного воздуха,
	-24	0	+8
	0,3413	0,1463	0,0813
	13,65	5,85	3,25
	-	-	-
	-	-	-
	0,0375	0,0375	0,0375
	1,5	1,5	1,5
	15,15	7,35	4,75

Расходы сетевой воды на здание для лечебно-профилактических целей

Расчетные параметры	Температуры наружного воздуха,
	-24	0	+8
	0,3706	0,1729	0,1071
	14,82	6,92	4,28
	0,2813	0,1313	0,0813
	11,25	5,25	3,25
	0,0469	0,0469	0,0469
	1,88	1,88	1,88
	27,95	14,05	9,41

Суммарный расчётный расход теплосети:

Внутренний (расчетный) диаметр трубопровода при заданном расходе жидкости и скорости ее протекания в трубопроводе определяют по формуле:

где  -- расход жидкости, кг/ч;

-- скорость течения теплоносителя в трубопроводе, м/сек (;

Определим диаметры трубопроводов на каждом участке.

Участок 1.

Определяем стандартный ближайший диаметр для стальных электросварных труб по ГОСТ 10704 - 91:

внутренний диаметр:

наружный диаметр:

толщина стенки:

Участок 2.

Определяем стандартный ближайший диаметр для стальных электросварных труб по ГОСТ 10704 - 91:

внутренний диаметр:

наружный диаметр:

толщина стенки:

Участок 3.

Определяем стандартный ближайший диаметр для стальных электросварных труб по ГОСТ 10704 - 91:

внутренний диаметр:

наружный диаметр:

толщина стенки:

Участок 4.

Определяем стандартный ближайший диаметр для стальных электросварных труб по ГОСТ 10704 - 91:

внутренний диаметр:

наружный диаметр:

толщина стенки:

Участок 5, 6.

Определяем стандартный ближайший диаметр для стальных электросварных труб по ГОСТ 10704 - 91:

внутренний диаметр:

наружный диаметр:

толщина стенки:

Участок 7.

Определяем стандартный ближайший диаметр для стальных электросварных труб по ГОСТ 10704 - 91:

внутренний диаметр:

наружный диаметр:

толщина стенки:

7. определение рационального выбора, эффективной тепловой изоляции трубопроводов

Произведем расчет тепловой изоляции теплопровода по нормированной плотности теплового потока.

По СНБ 2.04.02 - 2000 определяем скорость ветра - м/с, и среднегодовую температуру наружного воздуха tср= -2,0°С .

.Определяем среднегодовую температуру теплоносителя. Для подающей магистрали 95°С, для обратной 70°С .

Принимаем толщину тепловой изоляции заданного материала в пределах , определяем теплопроводность изоляции по средней температуре слоя.

Зададимся коэффициентом теплоотдачи наружной поверхности .

Рассчитаем суммарное термическое сопротивление изоляции и наружной поверхности изоляции:

Рассчитываем температуру наружной поверхности изоляции:

Рассчитываем коэффициент теплоотдачи от теплопровода к окружающей среде:

;

Уточняем термическое сопротивление наружной поверхности изоляции и полное термическое сопротивление:

Находим линейные тепловые потери теплопроводов и сравниваем с нормативными:

Если , то к заданной толщине изоляции делаем небольшое приращение ??5мм, а затем повторяем все расчеты до тех пор пока линейные тепловые потери совпадут с нормативными.



СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

теплоснабжение схема абонент

СНиП 41-02-2003. Тепловые сети. - М.: ЦИПТ Госстроя, 2003.

СП 41-101-95. Проектирование тепловых пунктов / Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 1996.

Соколов, Е.Я. Теплофикация и тепловые сети: учеб. для вузов / Е.Я. Соколов - 7-е изд., стереот. - М.: Издательство МЭИ, 2001. 472 с.: ил.

Васильев С.В., Арсенов В.Г. Энергоснабжение: учеб.- метод. пособие/ ГОУВПО “Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина”. Иваново, 2008. 112 с.

СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование / Госстрой России. - М.: ГП ЦПП, 2004.

СНиП 23-01- 99*. Строительная климатология / Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 2003

СНиП 2.04.01- 85*. Внутренний водопровод и канализация зданий / Госстрой России. - М.: ЦИПТ, 1996.

ГОСТ ССБТ 12.1.005- 88. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны/ - М.: ИПК Изд-во стандартов, 1989.

ГОСТ МГС 30494. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях.- М.: Госстрой России, 1999.

Размещено на Allbest.ru

...