Теплотехнический расчет жилого района

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лист 4	ЕФСК.461531.002 ТУ
		Изм.	Лист	№ докум.	Подп.	Дата

Министерство образования и науки РФ

ФГАОУ ВПО «Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова

Физико-технический институт

Кафедра теплофизики и теплоэнергетики

Курсовой проект

Тема: Теплотехнический расчет жилого района

Выполнил ст. гр. ЭО-11:

Гаврилов В.И.

Проверил:

Евстигнеева Н.Е.

Якутск - 2015 г



Введение

Промышленные предприятия и жилищно-коммунальный сектор потребляют огромное количество теплоты на технологические нужды, вентиляцию, отопление и горячее водоснабжение. Тепловая энергия в виде пара и горячей воды вырабатывается теплоэлектроцентралями, производственными и районными отопительными котельными.

Производственные и отопительные котельные должны обеспечить бесперебойное и качественное теплоснабжение предприятий и потребителей жилищно-коммунального сектора. Повышение надежности и экономичности теплоснабжения в значительной мере зависит от качества работы котлоагрегатов и рационально спроектированной тепловой схемы теплоснабжения.

Целью курсовой работы является получение навыков и ознакомление с методиками расчёта теплоснабжения потребителей, в частном случае - расчёта теплоснабжения района г. Витим от источника теплоснабжения. Также поставлена цель - ознакомиться с существующими государственными стандартами, и строительными нормами и правилами, касающимися теплоснабжения.



1. Исходные данные

Климатологические данные:

Параметры взяты из СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»

Населенный пункт: г. Витим

Расчетная температура самой холодной пятидневки: -53С

Расчетная температура зимняя вентиляционная: -53С

Отопительный период:

начало: 09.09.

конец: 25.05.

продолжительность: 257 суток.

средняя температура наружного воздуха: -13,7С

Средняя месячная и годовая температура наружного воздуха

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	год
-30,0	-25,5	-16,0	-4,0	5,4	14,2	17,7	14,1	6,2	-3,0	-19,0	-27,5	-5,6

Повторяемость температур наружного воздуха, (час)

50 и ниже	-49,9 -45	-44,9 -40	-39,9 -35	-34,9 -30	-29,9 -25	-24,9 -20	-19,9 -15	-14,9 -10	-9,9 -5	-4,9 0	+0,1 +5	+5,1 +8	Всего часов
265	537	544	543	494	379	329	313	389	499	646	746	460	6144

2. Потребители тепла

№	наименование	А	V	этажность
1	почта	225	480	2
3	Ж/Д	600	1800	3
7	Ж/Д	420	1260	2
9	Ж/Д	610	1830	3
23	гараж	50	150	1
24	Ж/Д	530	1590	2
21	Ж/Д	520	1560	1
10	дет сад	400	1200	1
11	Ж/Д	500	1500	2
13	Ж/Д	500	1500	2

3. Определение тепловых нагрузок

Основой проектирования тепловых сетей являются тепловые нагрузки, взаимное расположение источников тепла и потребителей, возможные направления прокладки тепловых сетей и другие факторы. От достоверности определения расходов тепла на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и технологию зависит качество проекта. Тепловые сети проектируют на транспортирование максимальных (расчетных) расходов тепла. При необходимости расход тепла можно изменить за счет средств регулирования.

Тепловые нагрузки разнородны по характеру, поэтому расчетные расходы тепла определяются отдельно для отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и технологии. Выбор методики определения расчетных расходов тепла зависит от исходных данных.

Расход тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение

Одним из теплотехнических показателей здания является удельная отопительная характеристика.

а) максимальный тепловой поток, Вт, на отопление жилых и общественных зданий

б) максимальный тепловой поток, Вт, на вентиляцию общественных зданий

в) средний тепловой поток, Вт, на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий

;

или

;

г) максимальный тепловой поток, Вт, на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий

где q0 - укрупненный показатель максимального теплового потока на 1 м2 общей площади (приложение 2 СНиП «Тепловые сети») зависит от температуры, этажности, (ВТ/м3 0С);

А - общая площадь здания, (м2);

К1 - коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий (0,25), на жилые здания не учитывается.

К2 - коэффициент, учитывающий тепловые потери на вентиляцию общественных зданий (0,6)

m - число потребителей горячей воды (норма 18 м2)

а - норма расхода воды на горячее водоснабжение на 1 человека в сутки проживающего в здании с горячей водой (120 л/чел)

в - норма расхода воды на горячее водоснабжение, потребляемая в общественных зданиях (25 л/сут на 1 человека)

tc - температура холодной водопроводной воды в отопительный период (5 0С)

Си - удельная теплоемкость воды (4,187 кДж/кг 0С)

При определении суммарных тепловых потоков жилых и общественных зданий присоединяемых к тепловым сетям, следует учитывать также тепловые потоки на горячее водоснабжение существующих зданий подлежащих централизованному теплоснабжению, в том числе не имеющих централизованных систем горячего водоснабжения или оборудованных газовыми колонками. Определяя расчетный расход теплоты для района города учитывают, что при транспорте теплоносителя происходят потери теплоты в окружающую среду которая принимается 5% тепловой нагрузки. Поэтому суммарные расходы теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение умножают на коэффициент 1,05.

Потери теплоты в тепловых сетях следует определять расчетом с учетом тепловых потерь через изолированные поверхности трубопроводов и со среднегодовыми утечками теплоносителя.

Годовые расходы теплоты предприятиями определяются исходя из числа дней работы предприятия в году. количества смен работы в сутки с учетом режима теплопотребления предприятия Для действующих предприятий годовые расходы теплоты допускается определять по эксплуатационным данным или по ведомственным нормам.

После определения расчетной теплоты приступают к построению графика часовых расходов теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. По оси абсцисс откладывают температуру наружного воздуха от tн = 8 0С до t0, по оси ординат - часовой расход теплоты. Поскольку расходы теплоты на отопление и вентиляцию представляют собой линейные зависимости от температуры наружного воздуха, то график Q0 = f (tн ); Qv = f (tн ) строят на основании средних тепловых потоков на отопление и вентиляцию.

Средний тепловой поток на отопление жилых районов населенных пунктов, Вт, следует определять по формуле

;

то же, на вентиляцию, Вт, при tо

Средний тепловой поток, Вт, на горячее водоснабжение жилых районов населенных пунктов в неотапливаемый период следует определять по формуле:

где

ti - средняя температура внутреннего воздуха отапливаемого здания, 0С;

tот - средняя температура наружного воздуха за отопительный период со среднесуточной температурой воздуха 8 0С, 0С;

t0 - расчетная температура наружного воздуха для проектируемого отопления, 0С;

tsc - температура холодной воды вне отопительного периода, 0С;

в - коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода воды на горячее водоснабжение вне отопительного периода.

Тепловая нагрузка на горячее водоснабжение - круглогодовая, в течении отопительного периода условно принимается постоянной, не зависит от температуры наружного воздуха. Поэтому график часового расхода теплоты на горячее водоснабжение представляет собой прямую параллельную оси абсцисс.

Суммарный график часового расхода теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение строится путем сложения соответствующих ординат при tн = 8 0С и t0.

Тепловые нагрузки

№ п\п	Qmaxот Вт	Qmaxвен Вт	Qcргвс Вт	Qmaxгвс Вт	Qcрот Вт
1	44718,75	5366,25	0	0	19612,36607
3	103200	51600	11514,25	27634,2	46076,61972
7	133560	66780	8025,083333	19260,2	59631,71831
9	104920	52460	11863,16667	28471,6	46844,56338
23	15900	7950	0	0	5981,428571
24	168540	84270	10118,58333	24284,6	75249,5493
21	165360	82680	10118,58333	24284,6	73829,74648
10	79500	9540	7269,097222	17445,83333	36700,68493
11	159000	79500	9769,666667	23447,2	70990,14085
13	159000	79500	9420,75	22609,8	70990,14085
всего	1133698,75	519646,25	78099,18056	187438,0333	505906,9584

№ п\п	Qсрвен Вт	Qнеотгвс Вт	Q на дом ккал
1	2353,483929	0	43073,1
3	23038,30986	7369,12	156893,4
7	29815,85915	5136,053333	188856,2
9	23422,28169	7592,426667	159832,4
23	2990,714286	0	20511
24	37624,77465	6475,893333	238301,4
21	36914,87324	6475,893333	234199,2
10	4404,082192	5815,277778	91577,82
11	35495,07042	6252,586667	225274,6
13	35495,07042	6029,28	224554,4
всего	231554,5198	51146,53111	1583073



4. Расчет графика регулирования отпуска теплоты

Q h m / Q0 max = 701382 / 1583073 = 0,44 > 0,15

Регулирование отпуска теплоты принимают по нагрузке на отопление. При этом в тепловой сети поддерживается отопительно-бытовой температурный график.

Данные для расчета графика:

ф1 = 130 0С ф2 = 70 0С фэ = 95 0С

ti = 20 0С t0 = -53 0С

Задаваясь различными значениями tн в пределах от +8 0С до t0 определяют ф10 и ф20 и строят отопительный график температур воды в тепловой сети.

Так как по тепловым сетям одновременно подается теплота на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, для удовлетворения тепловой нагрузки горячего водоснабжения необходимо внести коррективы в отопительный график температур воды. Температура нагреваемой воды на входе из водоподогревателя горячего водоснабжения должна быть 60-65 0С, поэтому минимальная температура сетевой воды в подающей магистрали принимается равной 70 0С для закрытых систем теплоснабжения. Для этого отопительный график срезается на уровне 70 0С, полученный график температур воды в тепловой сети называется отопительно-бытовым. Температура наружного воздуха, соответствующая точке излома графика, обозначается tн. Точка излома графика делит его на две части с различными режимами регулирования: в диапазоне температур наружного воздуха от tн до t0 осуществляется центральное качественное регулирование отпуска теплоты, в диапазоне от +8 0С до tн - местное регулирование.



Данные для графика центрального качественного регулирования

tн	+8	+5	0	-10	-20	-30	-40	-50	-53
ф10	50	55	60	73	88	104	118	127	130
ф20	22	24	27	32	39	49	59	68	70

5. Выбор схемы присоединения и арматуры

В системе центрального теплоснабжения центральные и индивидуальные тепловые пункты должны выполнять следующие функции:

а) учет расхода теплоты потребителям (при наличии приборов учета расхода теплоты);

б) распределение теплоты по местным системам отопления потребителей теплоты;

в) подготовку горячей воды для горячего водоснабжения с параметрами, требуемыми на санитарно-бытовые нужды населения;

г) регулирование и поддержание параметров теплоносителя в соответствии с графиком температуры теплоносителя в зависимости от температуры наружного воздуха;

д) регулирование и поддержание давления теплоносителя по потребителям теплоты;

е) регулирование и поддержание расхода теплоты по потребителям;

ж) сбор, а иногда и очистку конденсата греющего пара и перекачку его в источник теплоснабжения (на ТЭЦ или отопительную котельную);

з) использование пара вторичного вскипания и охлаждения конденсата;

и) диспетчеризацию работы местных систем отопления, потребителей теплоты.

Из перечисленных функций на ЦТП и ИТП, снабжающих теплотой местные системы отопления жилищно-коммунальных потребителей, отдельные пункты могут не выполняться, так как местные системы отопления указанных потребителей теплоты, как правило, водяные. Диспетчеризация осуществляется на крупных ЦТП, от которых снабжаются теплотой крупные районы городов или крупные населенные пункты. ЦТП размещают в отдельных зданиях, внутри которых должны быть: водопровод, освещение, вентиляция помещений, туалетные комнаты.

Для связи с потребителями теплоты должны быть обязательно телефонная связь. ИТП размещают в основном в подвальных помещениях зданий потребителей теплоты или в специально отведенных помещениях (если здание не имеет подвального помещения). ИТП потребителей теплоты жилищно-коммунального хозяйства имеют различные схемы в зависимости от тепловой нагрузки: ИТП для отопления и горячего водоснабжения.

По признаку гидравлической зависимости, схемы присоединения системы отопления к тепловым сетям делятся на зависимые и независимые.

При независимых схемах присоединения систему отопления подключают к тепловой сети через подогреватель. При этом теплоноситель по подающей теплосети из ТЭЦ поступает в подогреватель ЦТП или ИТП, где подогревается сетевая вода, циркулируемая в системе отопления с помощью сетевого насоса . Подпитка водой системы отопления осуществляется из обратной теплосети по обводной линии через задвижку . Во избежание вскипания воды в верхних точках системы отопления предусмотрена установка расширительного бака , который должен быть на 2,5 - 3 м выше самой верхней точки системы отопления. При этом подогреватель изолирует систему отопления от гидравлического режима тепловой сети. Циркуляция воды в системе отопления обеспечивается либо сетевым насосом, либо за счет гравитационного давления в самой системе отопления.

Подавляющее большинство жилищно-коммунальных зданий (80-85%) в настоящее время присоединены и продолжают присоединяться к тепловым сетям по зависимой схеме. При этом присоединения могут быть с элеватором, с насосами для смещения на перемычке или насосами на подающем и обратном теплопроводах, также с непосредственным присоединением тепловых сетей к системам отопления. Эта схема в сравнении с предыдущими схемами является наипростейшей, т.е. сетевая вода из тепловой сети в системы отопления поступает без предварительного смешения. Такое присоединение возможно, когда расчетные параметры теплоносителя тепловой сети и системы отопления совпадают, что наблюдается при теплоснабжении жилищно-коммунальных зданий от котельных с подогревом сетевой воды до 95 0С.

Таким образом, наличие в независимой схеме подогревателя, насосов, расширительного бака увеличивает стоимость оборудования и его монтажа, требует увеличение размеров помещения тепловых пунктов, расходов на обслуживание оборудования, его ремонта и возникают расходы по оплате за электроэнергию на работу насосов. Однако наряду с недостатками независимая схема имеет следующие достоинства: система отопления предохранена от повышения и понижения давления в тепловых сетях; предохраняет систему отопления от замерзания при аварийных ситуациях на трассе тепловых сетей; позволяет более точно регулировать количество циркулируемой сетевой воды в системе отопления; дает возможность для автоматизации регулирования работы системы отопления, а также присоединения систем отопления многоэтажных зданий (от 14 и более этажей); гидравлическая изоляция системы отопления предохраняет ее от опорожнения при авариях на трассе тепловых сетей.

В отличии от независимой схемы гидравлический режим зависимой схемы полностью определяется режимом давлений в наружной тепловой сети. Поэтому все зависимые схемы применяются при условии, если давление в обратной линии у потребителя теплоты не будет превышать рабочего давления в системе отопления, а перепад давлений будет превышать рабочего давления в системе отопления, а перепад давлений будет обеспечивать работу смесительного устройства и системы отопления. В настоящее время большинство систем отопления зданий присоединяется к тепловым сетям по зависимой схеме. Преимущественное распространение этой схемы вызвано низкой величиной начальных капиталовложений, меньшими затратами на обслуживание и ремонт по сравнению с независимой схемой, простота эксплуатации оборудования. Все эти преимущества и последнее в частности сделали зависимую схему присоединения наиболее предпочтительной. тепловой нагрузка коррозия трубопровод

Задвижки служат для включения и выключения работы системы отопления, а также для регулирования количества проходящего теплоносителя через теплопроводы. Задвижка состоит из корпуса с крышкой, шпинделя, маховика, крышки сальника, сальника и разъемного шибера, состоящего из двух дисков. Шиберы удерживаются на квадратной головке шпинделя с обоймой, между которыми расположен клин. Клин скользит между шиберами при закрывании и открывании задвижек. В отверстиях корпуса и шиберах запрессованы бронзовые или латунные уплотнительные кольца, прилегающие плотно друг к другу в закрытом положении задвижки.

При вращении маховика в правую сторону шпиндель с шиберами и клином будет опускаться вниз на дно корпуса. Шиберы раздвинутся под действием клина и плотно прижмутся к уплотнительным кольцам отверстий корпуса. Задвижка в этом положении будет закрыта. При вращении маховика в левую сторону сначала вытаскивается клин, а затем поднимаются вверх шиберы. Задвижка с поднятыми вверх шиберами и шпинделем открывается. Во избежание выпадения шиберов на горизонтальном трубопроводе задвижку следует устанавливать только маховиком вверх, т.е. шпиндель задвижки должен быть строго перпендикулярен оси горизонтального теплопровода. Открыв задвижку до отказа, маховик на ј его оборота поворачивают в обратную сторону, этим предохраняют от заклинивания шпиндель при нагревании задвижки от чрезмерно высокой температуры теплоносителя. Теплоноситель через задвижку может проходить в любую сторону.

В жилищно-коммунальном хозяйстве нашли наибольшее применение чугунные задвижки типа 30ч6бк для давления Ру = 1 МПа (10 кгс/см2) и температуры среды до 90 єС, а также задвижки типа 30ч6бк для давления Ру = 1 МПа (10 кгс/см2) и температуры среды до 225 єС. Эти задвижки выпускают диаметрами: 40, 50, 70, 80, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350 и 400 мм.

6. Гидравлический расчет тепловых сетей

Основные расчетные зависимости:

При гидравлическом расчете тепловых сетей определяют потери давления на участках трубопровода для последующей разработки гидравлических режимов и выявление располагаемых напоров на тепловых пунктах потребителей.

Гидравлический расчет производится на суммарный расход сетевой воды, складывающийся из расчетных расходов на отопление, вентиляцию и на горячее водоснабжение.

Расчетные расходы воды, кг/ч., следует определять по формулам:

Задачи гидравлического расчета:

При проектировании в гидравлический расчет входят следующие задачи:

определение диаметров трубопроводов;

определение величины давлений (напоров) в различных точках сети;

определение падения давления (напора) во всей сети;

увязка всех точек системы при статическом и динамическом режимах с целью обеспечения допустимых давлений и требуемых напоров в сети и абонентских установок.

В некоторых случаях может быть поставлена также задача определения пропускной способности трубопроводов при известном их диаметре и заданной потере давления.

Результаты гидравлического расчета дают исходный материал для решения следующих задач:

определение капиталовложений, расхода металла и основного объема работ по сооружению тепловой сети установление характеристик циркуляционных и подпиточных насосов, и их размещение выяснения условия работы тепловой сети и абонентских систем и выбора схем присоединения абонентских установок выбор авторегулятора для тепловой сети и абонентских вводов разработка режимов эксплуатации систем теплоснабжения.

Порядок гидравлического расчета теплопроводов

Выбираем на трассе тепловых сетей расчетную магистраль наиболее протяженную или загруженную, соединяющую источник теплоты потребителями.

Разбивают тепловую сеть на расчетные участки, определяют расчетные расходы.

Задавшись удельными потерями давления на трение ( h ) на главной магистрали до наиболее удаленного потребителя, с учетом дополнительного подключения (абонентов h принимают не более 8 мм вод ст/м, на ответвлениях - 30 мм вод ст/м), исходя из расходов теплоносителя на частках по таблицам и номограммам находят диаметры теплопроводов, действительные потери давления на трение и скорость движения теплоносителя, которая должна быть не менее 0,25 м/сек. Следует отметить, что для районов вечно мерзлых грунтов минимальный диаметр труб, независимо от расхода воды и параметров теплоносителя, должен приниматься 50 мм.

Определив диаметры расчетных участков, разрабатывают монтажную схему теплопроводов, размещают на трассе запорную арматуру, неподвижные опоры, компенсаторы. Монтажная схема вычерчивается в две линии, причем подающий теплопровод располагается с правой стороны по ходу движения теплоносителя от источника теплоты.

Потери напора определяются, мм вод ст, определяется по формуле

H = h * ( L + Lэкв )

Эквивалентной длиной (Lэкв) принято называть такую условную длину прямолинейного участка, на котором падения давления на трение равно падению давления, вызываемого местными сопротивлениями.

При отсутствии данных о характере и количестве местных сопротивлений эквивалентная длина определяется:

Lэкв = а1 * L

Где

а1 - коэффициент учитывающий долю потерь давления в местных сопротивлениях по отношению к падению давления на трение

Для Ду до 150 мм а1 = 0,3

Для Ду до 200 мм а1 = 0,4

После определения суммарного гидравлического сопротивления для всех участков расчетной магистрали необходимо сравнить с располагаемым напором ?H ? ?Рс

Где

?H - суммарные гидравлические сопротивления для всех участков расчетной магистрали;

?Рс - располагаемый напор в конечной точке тепловой сети.

Расчет считается удовлетворительным, если гидравлическое сопротивление не превышает располагаемый перепад давлений и отличается от него не более чем на 10%.

Схема присоединения теплообменников горячего водоснабжения выбирается по следующему соотношению:

Qh max / Q0 max = 0,2 ч 1

- двухступенчатая смешанная схема,

При другом отношении - одноступенчатая параллельная схема.

Гидравлический расчет

7. Защита от коррозии. Расчет тепловой изоляции и потерь тепла в наружных тепловых сетях

Одной из важнейших задач эксплуатации тепловых сетей является защита тепловых сетей от коррозии. В тепловых сетях имеют место два вида коррозии: внутренняя и наружная.

Основной причиной появления коррозии является присутствие в сетевой воде растворенного кислорода. Скорость коррозии зависит от концентрации кислорода в теплоносителе и скорости диффузии его к поверхности металла. Чем больше растворенного кислорода и выше температура теплоносителя, тем интенсивнее протекает процесс внутренней коррозии. Для предупреждения внутренней коррозии необходимо ликвидировать все места подсоса воздуха, для чего следует поддерживать в трубопроводах избыточное давление не менее 0.05 МПа и производить подпитку только деаэрированной водой.

Для трубопроводов из труб из ВЧШГ независимо от способа прокладки и параметров теплоносителя защитное покрытие поверхности труб от коррозии допускается не предусматривать.

Наружная коррозия тепловых сетей в зависимости от способа прокладки и условий эксплуатации может быть вызвана электрохимическим воздействием металла труб с увлажненной тепловой изоляцией.

Для защиты труб тепловых сетей от наружной коррозии применяют пассивную защиту с помощью изолирующих антикоррозийных покрытий, защищающих стальные трубы от внешнего воздействия. Кроме антикоррозийных свойств покрытие должно обладать термостойкостью при максимальной температуре теплоносителя.

При бесканальной прокладке в условиях высокой коррозионной активности грунтов, в поле блуждающих токов при положительной и знакопеременной разности потенциалов между трубопроводами и землей должна предусматриваться дополнительно электрохимическая защита трубопроводов тепловых сетей совместно со смежными металлическими сооружениями и инженерными сетями.

Для защиты трубопроводов тепловых сетей от коррозии блуждающими токами при подземной прокладке (в непроходных каналах или бесканальной) следует предусматривать мероприятия с учетом требований Инструкции по защите тепловых сетей от электрохимической коррозии:

а) удаление трассы тепловых сетей от рельсовых путей электрифицированного транспорта и уменьшение числа пересечений с ним;

б) увеличение переходного сопротивления сетей путем применения электроизолирующих неподвижных и подвижных опор труб;

в) увеличение продольной электропроводности трубопроводов путем установки электроперемычек на сальниковых компенсаторах и на фланцевой арматуре;

г) уравнивание потенциалов между параллельными трубопроводами путем установки поперечных электроперемычек между смежными трубопроводами при применении электрохимической защиты;

д) установку электроизолирующих фланцев на трубопроводах на вводе тепловой сети (или в ближайшей камере) к объектам, которые могут являться источниками блуждающих токов (трамвайное депо, силовые подстанции, ремонтные базы и т.п.);

е) электрохимическую защиту.

Поперечные токопроводящие перемычки следует предусматривать во всех камерах с ответвлениями труб и на транзитных участках тепловых сетей с интервалом не более 200 м.

Токопроводящие перемычки на сальниковых компенсаторах должны выполняться из многожильного медного провода, кабеля, стального троса, в остальных случаях -- прутковой или полосовой стали.

Сечение перемычек надлежит определять расчетом и принимать не менее 50 мм2 по меди. Длину перемычек следует определять с учетом максимального теплового удлинения трубопровода. Стальные перемычки должны иметь антикоррозионное покрытие.

tокр-температура окружающей среды, оС;

УR-общее термическое сопротивление теплопередаче, кв.моС/Вт.

УR=I*n(dиз /dтр)/лиз +2/биз *dиз,

Где dиз -наружный диаметр трубопровода с учетом толщины изоляции, мм;

dтр-наружный диаметр трубопровода, мм;

лиз-коэффициент термического сопротивления теплопередаче изоляционного слоя, Вт/моС;

биз-коэффициент теплопередачи изоляционного слоя, Вт/кв.моС.

Важное значение в устройстве теплопровода имеет тепловая изоляция. От качества изоляционной конструкции теплопровода зависят не только тепловые потери, но и долговечность. При соответствующем качестве материалов и технологии изготовления тепловая изоляция может одновременно выполнять роль антикоррозионной защиты наружной поверхности стального трубопровода.

Основные требования к теплоизоляционным конструкциям заключаются в следующем:

Низкая теплопроводность как в сухом состоянии, так и в состоянии естественной влажности;

Малая величина водопоглощения;

Малая коррозийная активность;

Высокое электрическое сопротивление;

Щелочная реакция среды (pH > 8,5);

Достаточная механическая прочность.

Теплоизоляционный слой устраивается на трубопроводах, арматуре, фланцевых соединениях и для следующих целей:

уменьшение потерь тепла при его транспортировании, что снижает установочную мощность источников тепла

уменьшение падения температуры теплоносителя, что снижает расход теплоносителя

понижение температуры на поверхности теплопровода и воздуха в местах обслуживания.

В качестве теплоизоляции применяют в основном изделия из неорганических материалов (мин. вата, стекловолокно и другие).

В зависимости от вида используемых изделий теплоизоляцию подразделяют:

1. Оберточная - маты, шнуры, жгуты, полосы;

2. Штучная - плиты, блоки, кирпичи;

3. Заливочная - монолитная и литая;

4. Мастичная;

5. Засыпная.

Теплоизоляционная конструкция состоит из трех основных слоев:

противокоррозионный слой

теплоизоляционный слой

покровный слой

Противокоррозионный слой предназначен для защиты теплопровода от наружной коррозии.

Покровный слой предназначен для защиты тепловой изоляции от атмосферных осадков.

Расчет тепловой изоляции

В качестве основного теплоизоляционного материала принимаем минераловатную плиту.

При проектировании тепловых сетей толщину изоляции определяют исходя из норм потерь тепла, заданного перепада температур на участке тепловой сети, допустимой температуры на поверхности конструкции, технико-экономического расчета.

Толщина тепловой изоляции, м, определяется по формуле:

Где

лк - коэффициент теплопроводности основного слоя (для мин ваты 0,07 Вт/м2 0С), (приложение 1 - СниП 2.04.14-88 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов»);

dе - наружный диаметр теплопровода, мм;

Rиз - термическое сопротивление основного слоя изоляции, м2 0С/Вт;



Где

фm - расчетная среднегодовая температура, 0С, теплоносителя (средняя за отопительный период);

Где

фm1 - средняя температура теплоносителя, 0С, по месяцам, определяемая по графику центрального качественного регулирования, в зависимости от среднемесячных температур наружного воздуха;

n1 - количество часов в году по месяцам;

te - расчетная температура окружающей среды (средняя за отопительный период);

qe - норма потерь теплоты, Вт/м;

k1 - коэффициент, учитывающий изменение стоимости теплоты и теплоизоляционной конструкции в зависимости от района строительства и способа прокладки (k1 = 0,88).

Для трубопровода:

фm =90 0С

Находим q е путем интерполяции из таб.2 СниП « Тепловые сети»:

Ш 50 Rиз =(90+13,7)/40,48=2,56

диз = 50*(е2*3,14*0,054*2,94-1)/2=59,9мм

Ш 70 Rиз =2,3

диз =65,2мм

Ш 70 Rиз =2,8

диз =58,5мм

Потери тепла в наружных тепловых сетях:

, (1.9.1) где

в - коэффициент потери тепла арматурой и компенсаторами (1,25 для наружной прокладки);

qн - потери тепла теплопроводами, ккал/м * м;

L - протяженность теплопровода, м;

а - поправочный коэффициент, зависит от средней годовой температуры воздуха.

Расчет сведен в таблицу.

Изоляция и потери тепла в наружных тепловых сетях

№	Дн, мм	Тмах	L, м	окраш-я поверхность	основной изаляц. Слой
				Ед., м^2	общая м^2	материал	толщина, мм	V ед	общий обьем
1	57	130	302,8	0,179	54,195144	мин. Вата	60	0,0220428	6,67455984
2	76	130	132,2	0,239	31,548208		65	0,0287781	3,80446482
3	48	130	3,5	0,151	0,52752		60	0,0203472	0,0712152

	покровный слой	Q на трубы, Вт
№	материал	толщина	поверхность ед.	общ. Поверхность
1	дублир. алюминиевая фольга	2мм	0,55578	168,290184	34822
2			0,64684	85,512248	17186
3			0,52752	1,84632	367,5
				всего	52375,5



Вывод

Выполнив курсовой проект, я вычислил тепловые нагрузки каждого дома которые сведены в таблице 3.1 и в общем составляют 1,58 Гкал/ч. Так же был выполнен расчет графика регулирования отпуска теплоты который сведён в таблицу 4.1, а сам график представлен в приложении 2. Были выбрана зависимая схема присоединения, задвижки 30ч6бк диаметром 50мм 16 штук, 40мм 4 штуки, 70мм 2 штуки. Произведенный гидравлический расчет сведён в таблицу 6.1. Защита от коррозии, Расчет тепловой изоляции и потерь тепла в наружных тепловых сетях приведены в таблице 7.1. Необходимая мощность котельной для обеспечение района теплом составляет 2Гкал/час. Схема и план жилого района приведены в приложениях 3 и 4.

Размещено на Allbest.ru

...