Расчет системы теплоснабжения жилого городского микрорайона

Размещено на http://www.allbest.ru/

Расчет системы теплоснабжения жилого городского микрорайона

Введение

теплоснабжение здание водоснабжение микрорайон

Теплоснабжение населенных пунктов имеет большое народнохозяйственное значение. По своей значимости система теплоснабжения не уступает другим системам инженерного оборудования - системам электроснабжения, топливоснабжения, водоснабжения, без которых немыслима жизнь современного населенного пункта.

Системы централизованного теплоснабжения характеризуется сочетанием трех основных звеньев: теплоисточников, тепловых сетей и местных систем теплоиспользования (теплопотребления) отдельных зданий или сооружений. В общегородских системах теплоснабжения является целесообразной совместная выработка теплоты и электроэнергии. Это обеспечивает существенную экономию топлива по сравнению с обычной выработкой теплоты в котельной, а электроэнергии - на тепловых электростанциях за счет сжигания тех же видов топлива.

Важной составной частью систем централизованного теплоснабжения являются тепловые сети, предназначенные для транспортирования и распределения теплоносителя, связывая источник теплоснабжения с большим числом потребителей, тепловые сети должны обеспечивать согласованную работу всех звеньев систем теплоснабжения. Соблюдение этого требования достигается не только рациональным проектированием и строительством тепловых сетей, но также и правильной эксплуатацией, поддерживанием соответствующих режимов, организацией контроля и профилактических мероприятий.

Тепловые сети являются весьма дорогостоящими сооружениями, на их строительство и эксплуатацию затрачивается значительные средства. В связи с повышением требований к чистоте воздушного бассейна городов и поселков крупные тепловые станции стали сооружать за пределами городской черты на значительном расстоянии от районов теплового потребления. Это вызывает необходимость строительства протяженных транзитных магистралей, что в свою очередь требует увеличения капитальных затрат. В настоящее время теплоснабжение сельских населенных пунктов осуществляется от менее крупных теплоисточников, которые зачастую располагаются в пределах жилой застройки. Это влечет за собой отсутствие протяженных магистралей, но приводит к загрязнению воздушного бассейна.

Бесперебойная и экономичная работа систем централизованного теплоснабжения зависит от качества разработанного проекта, строительства и технической эксплуатации. От надежной работы системы теплоснабжения зависит обеспечение комфортных условий труда и быта во всех жилых, общественных и производственных зданиях, с постоянным или периодическим пребыванием людей.

В настоящее время задача теплоснабжения жилых микрорайонов заключается в обеспечении каждому жителю отопление и вентиляцию его жилища на комфортном уровне, бесперебойную подачу горячей воды надлежащей температуры и качества, при этом жителю должны быть созданы условия по оплате этой услуги в том объеме, в котором он её потребил. Эти задачи должны осуществляться при минимальной затрате средств и с использованием прогрессивных технических решений.

1. Постановка цели и задачи исследования. Исходные данные

Целью домашнего задания является расчет системы теплоснабжения жилого городского микрорайона

Исходные данные:

1. План района представлен на рис 1.1.

2. Характеристика абонентов (потребителей тепла) присоединяемых к системе теплоснабжения представлена в табл.1.1

Рис.1.1. План жилого микрорайона

Таблица 1.1.

№	№ здания	Длина, м	Ширина,м	Высота,м	Наименование	Объём здания мі	Число жителей
1		143	13	30	Жилой дом	55770	388
2		80	13	30	Жилой дом	31200	212
3		70	13	30	Жилой дом	27300	176
4		132	13	30	Жилой дом	51480	432
5		144	13	30	Жилой дом	56160	360
6		63	52	8	Детский сад №259	26208	300
7		100	13	15	Жилой дом	19500	198
8		60	16	8	Ресторн белый рояль	7680	130
9		140	13	30	Жилой дом	54600	410
10		164	13	30	Жилой дом	63960
11		31	20	5	Продуктовый магазин пятерочка	3100	4
12		70	40	10	Гимназия №43	28000	921

Микрорайон находится в городе Омске, согласно СНиП 23-01-1999 «Строительная климатология»:

Расчётная температура наружного воздуха для проектирования отопления =-37°С (смотри СНиП или Прилож. 1). Расчётная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции =-37°С (смотри СНиП или Прилож 1.[1].

График теплоснабжения от источника тепла , = 70°С (смотри п. 3.2 своего варианта по ДЗ).

Система теплоснабжения района двухтрубная, водяная, закрытая. Система горячего водоснабжения здания присоединена к тепловым сетям через водонагреватели, когда вся сетевая вода из системы теплоснабжения возвращается к источнику. Система теплоснабжения закрытого типа в отличие от открытой обеспечивает постоянство гидравлического режима и уменьшает затраты на подготовку воды.

Присоединение систем отопления абонентов к тепловой сети - замкнутое

Схема системы ГВС здания двухступенчатая.

Особенностью этой схемы является двухступенчатый подогрев воды для горячего водоснабжения. В нижней ступени подогрева холодная водопроводная вода предварительно подогревается за счет теплоты воды, возвращаемой из абонентской отопительной установки, благодаря чему уменьшается тепловая производительность подогревателей верхних ступеней и снижается расход на покрытие нагрузки горячего водоснабжения. В верхней ступени подогревателей происходит догрев водопроводной воды до необходимой температуры.

Способ прокладки трубопроводов системы теплоснабжения принят подземный в непроходных каналах.

Для снижения тепловых потерь трубопроводы выполнены теплоизолированными. Тепловая изоляция служит для уменьшения тепловых потерь и обеспечения допустимой температуры изолируемой поверхности.

При разработке системы теплоснабжения применяем предизолированные пенополиуритановые трубы. Особенности предизолированых ППУ труб. Технология бесканальной прокладки индустриально изолированных трубопроводов является прогрессивным способом экономии энергоресурсов.

Трубопроводы предварительно изолированные пенополиуретаном (ППУ) в гидрозащитной трубе - оболочке представляют собой жесткую конструкцию «Труба в трубе», состоящую из стальной трубы (рабочей), изолирующего слоя из жесткого ППУ и внешней защитной трубы-оболочки из полиэтилена (ПЭ) низкого давления для подземной прокладки или спирально-навивной трубы-оболочки из тонколистовой оцинкованной стали - для надземной прокладки.

«Труба в трубе» - это единая конструкция за счет обеспеченных технологией изготовления связей между стальной трубой и слоем ППУ-изоляции, между слоем ППУ-изоляции и трубой-оболочкой. Прочное сцепление достигается предварительной дробеструйной обработкой стальной трубы, оптимальной характеристикой ППУ-изоляции обработкой электрическим коронным разрядом поверхности полиэтиленовой трубы-оболочки. Трубопроводы в ППУ-изоляции предназначены для прокладки тепловых сетей с постоянной температурой до 120 °С, а также для прокладки тепловых сетей работающих по графику качественного регулирования с температурой теплоносителя до 150 °С.

Минусами такой системы является относительно высокая цена готовой предизолированной трубы, что окупается уменьшением затрат на обслуживание.

Сравнение свойств ППУ-изоляции с другими видами изоляционных материалов представлено в табл. 1.2.

Таблица 1.2Сравнение свойств теплоизоляционных материалов.

Материал изоляции	Плотность, кг/м3	Коэффициент теплопроводности, кДж/(кг єС)	Срок реальной эксплуатации	Рабочая температура, °С
ППУ жесткий	35 - 80	0,019 - 0,035	30 - 50 лет	-200...+150
Пенополистирол	15 - 35	0,043 - 0,064	15 лет	-80...+80
Минеральная вата	15 - 150	0,052 - 0,160	5 - 7 лет	-40...+250
Пенобетон	250 - 400	0,145 - 0,160	10 лет	-30...+120
Вспененный полиэтилен	20 - 40	0,038 - 0,042	до 30 лет	-80...+100
Вспененный каучук	62 - 86	0,033 - 0,042	20 - 30 лет	-70...+150

Применение индустриально изолированных труб (рис. 2) позволяет избежать ежегодных летних отклонений горячего водоснабжения в домах для проведения профилактических работ благодаря наличию СОДК. В результате высокого технического совершенства предизолированных трубопроводов (ПИ - трубопроводов), упрощение их строительства, эксплуатации и ремонта, технико-экономическая эффективность использования ПИ-трубопроводов наиболее высокая.

Рис 1.2. Индустриально изолированная труба

1-труба, 2-антикоррозионное покрытие, 3- пенополиуретан, 4- стальная сетка

В табл. 1.3 приведено преимущество ПИ-трубопроводов в сравнении с трубопроводами с теплоизоляцией из минеральной ваты.

Таблица 1.3 Преимущества ПИ-трубопроводов в сравнении с трубопроводами с теплоизоляцией из минеральной ваты

Показатели	Пенополиуритановая изоляция	Минеральная вата
Вид прокладки трубопроводов	Канальная в лотках из ж/б элементов	Канальная в лотках из ж/б элементов
Возможность намокания и ухудшения теплоизоляционных свойств	Минимальная, только при случайном механическом повреждении трубы-оболочки	Присутствует всегда
Толщина слоя теплоизоляции	35 - 70 мм	70 - 120 мм
Эффективный срок службы	25 - 40 лет	5- 7 лет
Влага, агрессивные среды	Устойчив	Теплоизоляционные свойства теряются восстановлению не подлежит
Экологическая чистота	Безопасен, разрешено применение в жилых домах	Аллерген

В разрабатываемой системе теплоснабжения присоединение абонентов осуществляется посредством ИТП (одноступенчатая тепловая сеть - отсутствует ЦТП), который обеспечивает сравнительно небольшую производственную мощность и рассчитан на обогрев одного здания.

Ощутимого эффекта экономии тепловой энергии в системах теплоснабжения (до 20-30 %) можно достичь за счет автоматического регулирования теплопотребления. Наиболее полно и эффективно задачи автоматизации могут быть реализованы с помощью индивидуальных тепловых пунктов зданий (ИТП) с возможностью регулирования теплопотребления по желанию потребителя в зависимости от температуры наружного воздуха, назначения объекта и пр. Экономия при установке таких ИТП достигается за счет компенсации инертности ЦТП или котельной в моменты изменения температуры наружного воздуха (погодная компенсация), а также за счет возможности автоматического снижения температуры внутри здания в ночное время и в выходные дни (для административных зданий, учебных корпусов и т.п.). Требования по оснащению ИТП изложены в СНиП 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» СНиП 2.04.07-86 «Тепловые сети» и СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов».

На рис. 1.3-1.4 приведены примеры схем построения ИТП с описанием работы применяющегося в них оборудования. Эти схемы носят упрощенный характер и показывают только основное оборудование, входящее в состав теплового пункта. Погодную компенсацию расхода и температуры теплоносителя в системе отопления в зависимости от температуры наружного воздуха осуществляет одноканальный электронный регулятор (8), используя информацию датчиков температуры (10, 11) и управляя регулирующим клапаном (14), установленном в контуре греющего теплоносителя, и насосом (12) в контуре нагреваемой (водопроводной) воды системы отопления. Процесс регулирования может также корректироваться по дополнительно устанавливаемому в помещении датчику температуры внутреннего воздуха, учитывая инерционность здания и системы отопления. Регулирование температуры воды в системе горячего водоснабжения (ГВС) выполняет регулятор температуры прямого действия с коррекцией по расходу горячей воды (16). Примененный в схеме регулятор обеспечивает быстрый нагрев воды при открытии даже одного водоразборного крана и мгновенно закрывает подачу греющего теплоносителя в водоподогреватель при прекращении водоразбора в системе ГВС. Для стабилизации гидравлического режима в тепловых сетях и улучшения работы регулирующих клапанов в системах отопления и ГВС в схеме предусмотрен моноблочный регулятор перепада давления (13). Перепускной клапан (7) устанавливается в том случае, если радиаторы отопления оборудованы терморегуляторами (15), и обеспечивает циркуляцию воды через насос в случае их полного закрытия. Одноканальный электронный регулятор (8), получая информацию от датчика температуры наружного воздуха (11) и датчиков температуры теплоносителя в прямом и обратном трубопроводе системы отопления (10), осуществляет регулирование расхода и температуры теплоносителя для системы отопления, управляя регулирующим клапаном (14) и насосом системы отопления (12). Возможна корректировка процесса регулирования по дополнительно устанавливаемому в помещении датчику температуры внутреннего воздуха. Температура воды в системе ГВС в данной схеме поддерживается регулятором прямого действия (19), который представляет собой сочетание универсального термоэлемента и регулирующего клапана необходимого диаметра. Вместо регулятора прямого действия возможно использование для регулирования температуры горячей воды второго электронного регулятора. Постоянный перепад давления на вводе в здание обеспечивается регулятором перепада давления (13).

Рис. 1.3. Схема автоматизации закрытой системы централизованного теплоснабжения здания при независимом присоединении отопления к тепловым сетям:

1 - сетчатый фильтр; 2 - датчик давления воды в трубопроводе; 3 - расширительный сосуд; 4 - водоподогреватель системы ГВС; 5 - водоподогреватель системы теплоснабжения; 6 - диафрагменный элемент; 7 - перепускной клапан; 8 - электронный регулятор; 9 - отопительный прибор; 10 - датчиктемпературы воды в трубопроводе; 11 - датчик температуры наружного воздуха; 12 - насос; 13 - регулятор перепада давления; 14 - регулирующий клапан с электроприводом; 15 - радиаторный терморегулятор; 16 - регулятор температуры с коррекцией по расходу



Рис. 1.4. Схема автоматизации закрытой системы централизованного теплоснабжения здания при зависимом присоединении отопления к тепловым сетям, с регулятором прямого действия для ГВС:

1 - сетчатый фильтр; 2 - датчик давления воды в трубопроводе; 4 - водоподогреватель системы ГВС; 8 - электронный регулятор; 9 - отопительный прибор; 10 - датчик температуры воды в трубопроводе; 11 - датчик температуры наружного воздуха; 12 - насос; 13 - регулятор перепада давления; 14 - регулирующий клапан с электроприводом; 15 - радиаторный терморегулятор; 17 - обратный клапан; 18 - ручной балансировочный клапан; 19 - регулятор температуры прямого действия.

Для разработки системы теплоснабжения предполагаемого района теплоснабжения необходимо выполнить следующие расчеты:

- определение расчетных тепловых нагрузок на отопление, вентиляцию и ГВС;

- определение расчетного расхода сетевой воды в тепловой сети;

- построение температурного графика регулирования;

2. Расчет водяной системы теплоснабжения жилого микрорайона

2.1 Определение тепловых нагрузок абонентов на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение

Определение расчетных расходов теплоты на отопление

Полный расчетный расход теплоты на отопление здания по укрупненным показателям с учетом инфильтрации определяются по формуле [1]:

,

где - удельная отопительная характеристика здания, Вт/(м³·°С); - наружный объем здания, м³, принимаем согласно табл. 1.1; - внутренняя температура помещения, t_В =18°С для жилых помещений [1]; - наружная температура воздуха t_Н =-37°С [1]; - коэффициент инфильтрации, представляющий отношение теплопотерь инфильтрации (возникающих из-за поступления в помещение холодного воздуха через неплотности наружных ограждений) к теплопотерям теплопередачей через наружные ограждения) [1].

Для жилых и общественных зданий при правильной эксплуатации максимальное значение коэффициента инфильтрации в большинстве случаев не превосходит 3-6 %, что лежит в пределах погрешности расчета теплопотерь. Поэтому для упрощения инфильтрацию в расчет не вводят, т.е. принимают [1].

Таблица 2.1 Значения усредненной расчетной температуры воздуха внутри отапливаемых помещений.

Назначение здания	tв.р., 0С
Жилые здания, гостиницы, общежития, административные здания	+ 18
Учебные заведения, общеобразовательные школы, школы интернаты, предприятия общественного питания, дома культуры.	+ 16
Магазины, театры, прачечные, пожарное депо	+ 16
Кинотеатры	+ 14
Гаражи	+ 10
Детские комбинаты, поликлиники, диспансеры, больницы	+ 20
Бани	+ 25

Учитывая вышесказанное, расчетный расход теплоты на отопление здания по укрупненным показателям без учета инфильтрации определяем по формуле [1]

.

Удельная отопительная характеристика здания (или удельные теплопотери) представляет собой потери теплоты в 1 м³ здания в единицу времени при разности внутренней и наружной температур в 1°С [1]. Поправочный коэффициент в к величине показан в табл. 2.2.

С достаточной степенью точности удельные отопительные характеристики зданий можно вычислить по формуле [1]:

,

где - удельная отопительная характеристика здания, Вт/(м³·°С); - наружный строительный объем здания, м³; - постоянный коэффициент; для кирпичных зданий с толщиной стен в 2,5 кирпича и с двойным остеклением окон ; для крупноблочных железобетонных зданий [1].

Таблица 2.2 Поправочный коэффициент в к величине

Расчетная температура наружного воздуха , С	в	Расчетная температура наружного воздуха	в
0	2,02	-30	1,00
-5	1,67	-35	0,95
-10	1,45	-40	0,90
-15	1,29	-45	0,85
-20	1,17	-50	0,82
-25	1,08	-55	0,80

Формула справедлива для климатических районов с расчетной наружной температурой воздуха для отопления °С.

Для зданий, расположенных в других климатических районах расчет ведется по формуле:

,

где - удельная отопительная характеристика здания, Вт/(м³·°С) [1]; в - поправочный коэффициент в к величине для зданий, расположенных в других климатических районах.

Проведем расчет необходимой теплоты на отопления для здания 3 (Школа).

Удельные теплопотери жилых и общественных зданий при С:



Для города Омска с t_НО = -37С вводим поправочный коэффициент = 0,93 [1].

Тогда:

=0,3475·0,93=0,3232 Дж/(с·м³·К).

Расчетный расход теплоты на отопление (абонент «Школа»):

.

Определение расчетных расходов теплоты на вентиляцию

Таблица 2.3Удельные расходы теплоты на вентиляцию общественных, служебных и промышленных зданий

Название здания	qв,
Административные здания	0,18
Клубы	0,21
Театры и кинотеатры	0,31
Магазины	0,10
Учебные заведения	0,10
Больницы	0,30
Детские комбинаты	0,10
Поликлиники	0,28
Бани	0,86
Пожарные депо	0,10
Промышленные предприятия	0,46
Слесарные мастерские	0,38
Гаражи	0,12
Склады	0,10

Расчетный расход теплоты на вентиляцию для абонента «Школа»:

где - удельный расход теплоты на вентиляцию , Вт/(м³·ч·°С) [т 2.3]; - наружный строительный объем здания, м³; - внутренняя температура помещения, для учебных заведений t_В = +16 °С [1]; - расчетная температура наружного воздуха t_Н = - 37°С [1].

Определение расчетных расходов теплоты на горячее водоснабжение

где - число жителей, чел;

- норма расхода горячей воды для жилых 9 этажных зданий а=110 л/сут., для 5 этажных зданий а=90 л/сут., дет. садик а=25 л/сут. и для школы а=6 л/сут. при tг.в=55⁰С (прил 4. [1]); СНиП II-Г.8-62(65 С!!!)

- расход горячей воды с =55⁰С для общественных зданий, отнесенный к 1 жителю района, b=25 л/сут; для жилых зданий принимают b=0.

- теплоемкость воды (4.187 кДж/(кг⁰С));

- температура холодной воды перед водоподогревателем, принимают в отопительный период (5 ⁰С)



Расчетный максимальный часовой расход теплоты на бытовое горячее водоснабжение определяем по формуле

Суммарный расчетный расход теплоты для каждого здания определяется как сумма всех видов расчетных расходов теплоты по формуле:

,

где - расчетный расход теплоты на отопление, МВт; - расчетный расход теплоты на вентиляцию, МВт; - расчетный максимально часовой расход теплоты на бытовое горячее водоснабжение, МВт.

Расчеты по расходам теплоты (тепловым нагрузкам) зданий проведены в программе Excel и сведены в табл. 2.4.

Таблица 2.4

Номер п/п	Наименование здания	Количество жильцов, чел.	Наружный объем, V, м3	Расход тепла, Q, Мвт
				на отопление Qo	на вентиляциюQв	на ГВС	на ГВС	Общий
=2	5-этажный жилой дом	393	21240	0,3819	-	0,1258	0,3019	0,6839
4	5- этажный жилой дом	393	21240	0,3819	-	0,1258	0,3019	0,6839
6	5- этажный жилой дом	373	20160	0,3657	-	0,1194	0,2866	0,6522
8	5- этажный жилой дом	373	20160	0,3657	-	0,1194	0,2866	0,6522
9/1	6- этажный жилой дом	504	27216	0,4696	-	0,1612	0,3869	0,8565
9/2	9- этажный жилой дом	510	27513	0,4738	-	0,1630	0,3911	0,8649
9/3	8- этажный жилой дом	420	22656	0,4030	-	0,1342	0,3221	0,7251
10	5- этажный жилой дом	373	20160	0,3657	-	0,1194	0,2866	0,6522
22	9- этажный жилой дом	876	47304	0,7443	-	0,2802	0,6724	1,4168
24	9- этажный жилой дом	756	40824	0,6583	-	0,2418	0,5803	1,2387
24а	5- этажный жилой дом	327	17640	0,3272	-	0,1045	0,2508	0,5779
24б	5- этажный жилой дом	233	12600	0,2472	-	0,0746	0,1791	0,4263
Итого			7,1434	0,1299		5,3384	12,6

2.2 Регулирование тепловой нагрузки

Задачей регулирования является поддержание в отапливаемых помещениях расчетной температуры. Тепловая нагрузка абонентов не постоянна, а изменяется в зависимости от метеорологических условий (температура наружного воздуха, ветра и т.д.), режимов работы технологического оборудования и других факторов. Для обеспечения оптимального качества теплоснабжения, а также экономичных режимов выработки теплоты на станции и транспорта ее по тепловым сетям, выбирается соответствующий метод регулирования.

В зависимости от метода осуществления регулирования различают: центральное, групповое, местное и индивидуальное регулирование. Центральное регулирование производится от ТЭЦ по типовой нагрузке, характерной для большинства абонентов района. Групповое регулирование производится на ЦТП, а местное - в местных тепловых пунктах, расположенных в зданиях. Индивидуальное регулирование производиться непосредственно у абонента.

Различают четыре основных вида регулирования: качественное, количественное, комбинированное, пропусками.

Качественное - расход воды остается постоянным изменяется температура теплоносителя.

Количественное - при постоянной температуре изменяется расход теплоносителя.

Комбинированное - сочетает в себе два вида регулирования, качественное и количественное.

Пропусками - основывается на аккумулирующей способности зданий, при достижении определенной температуры поступление теплоносителя в систему прекращается до тех пор, пока температура в здании не упадет до определенно значения.

Расчет качественного регулирования заключается в определении температуры теплоносителя в теплосети в зависимости от тепловой нагрузки, при постоянном расходе воды в сети.

Расчет количественного регулирования заключается в определении расхода теплоносителя в теплосети в зависимости от тепловой нагрузки, при постоянном расходе воды в сети.

Центральное регулирование происходит по преобладающей нагрузке. Современные системы теплоснабжения характеризуются наличием разнородных, потребителей, отличающихся как видом теплопотребления, так и параметрами теплоносителя. Наряду с отопительными установками значительное количество тепла расходуется и на горячее водоснабжение, возрастает вентиляционная нагрузка. При одновременной подаче тепла по двухтрубным тепловым сетям для разнородных потребителей центральное регулирование, выполняемое по преобладающей нагрузке, должно быть дополнено групповым и местным регулированием.

При этом температура сетевой воды в подающем трубопроводе закрытых систем не должна быть ниже 70 °С, т.к. при более низких температурах нагрев водопроводной воды в теплообменнике до 55-65 °С будет невозможен.

В результате такого ограничения график температур имеет вид ломаной линии с точкой излома при минимально допустимой температуре воды.

Температура наружного воздуха, соответствующая точке «излома» или «срезки» графика, обозначается . При температурах наружного воздуха выше центральное регулирование сезонной нагрузки во избежание перегрева помещений дополняется местным регулированием.

В зависимости от соотношения нагрузок горячего водоснабжения и отопления центральное регулирование разнородной нагрузки производится по отопительной нагрузке или по совместной нагрузке отопления и горячего водоснабжения.

Центральное качественное регулирование по отопительной нагрузке принимается в системах теплоснабжения со среднечасовой нагрузкой горячего водоснабжения, не превышающей 15 % от расчётного расхода тепла на отопление. Точка излома температурного графика делит отопительный период на два диапазона. График температур носит название отопительного.

При центральном качественном регулировании по отопительной нагрузке расход воды в отопительных системах остается постоянным и равен сумме расходов на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение. Требуемый расход сетевой воды на горячее водоснабжение и вентиляцию устанавливается соответствующими местными регуляторами. В этих условиях присоединение абонентских установок к тепловой сети выполняется обычно по параллельной или двухступенчатой смешанной схеме, в зависимости от соотношения и оборудования для регулировки установленного на абонентском вводе.

Зависимое присоединение, при котором теплоноситель при котором непосредственно напрямую подается на абонентские вводы, является наиболее простым и удобным в эксплуатации. Такое присоединение применяется от групповой котельной, предназначенной для зданий промпредприятия либо небольшого населенного пункта. Для данного предприятия характерно основной вид нагрузки - отопление. Доля других видов нагрузки ниже отопительной нагрузки. Поэтому в основу регулирования задается закон изменение отопительной нагрузки от наружного воздуха.

Согласно заданию принимаем график температуры: =135єС;

=70єС. По нормам для жилых и других общественных зданий рекомендуется принимать =95єС [1].

Текущее значение температуры воды в прямом и обратном трубопроводах определяется по формулам:

где - температура теплоносителя в подающем трубопроводе; - температура теплоносителя в обратном трубопроводе; - температура теплоносителя после смесительного устройства.

Внутренняя расчетная температура помещения, t_ВР =18°С для жилых и административных зданий [1].

Средняя расчетная разность температуры в отапливаемом приборе и помещении:

=(95+70)/2-18=64,5°С.

Относительная тепловая нагрузка:

,

где - текущая тепловая нагрузка (для заданного температурного диапазона с учетом климатологии города см. в таб. 3.1); - расчетная тепловая нагрузка; - текущее значение температуры наружного воздуха;= ?37°С - расчетная температура наружного воздуха.

Расчетная разность температур в отопляемом приборе:

= 95-70=25°С.

Расчетная разность температуры прямого и обратного трубопроводов:

дфp = ф1р - ф2р = 150 - 70 = 80°С

Приведем пример расчета по формулам при

о= =

Тогда текущее значение температуры воды в прямом и обратном трубопроводах имеет следующие значения:

єС

єС

єС

Для построения графика регулирования определяем текущие температуры сетевой воды значения в прямом (), обратном () трубопроводах и после смесительного устройства () последовательно для значений температуры наружного воздуха

-30,-35,-37°C. Результаты вычислений представлены в табл. 2.5.

Таблица 2.5 Температура сетевой воды в подающем и обратном теплопроводах в зависимости от наружного воздуха

	8	0	-5	-10	-15	-20	-25	-30	-35	-37
Qо	10	18	23	28	33	38	43	48	53	55
Qoр	55	55	55	55	55	55	55	55	55	55
о	0,182	0,327	0,418	0,509	0,600	0,691	0,782	0,873	0,964	1
ф1	46,7	66,4	78,3	89,9	101,3	112,6	123,7	134,7	145,6	150
ф2	32,2	40,3	44,8	49,2	53,3	57,3	61,1	64,9	68,5	70
ф3	36,7	48,4	55,3	61,9	68,3	74,6	80,7	86,7	92,6	95

На рис. 2.1 представлен температурный график регулирования по отопительной нагрузке закрытой системы.

Рис. 2.1. График регулировавния по отопительной нагрузки закрытой системы:

- температура теплоносителя в подающем трубопроводе;

- температура теплоносителя в обратном трубопроводе;

- температура теплоносителя после смесительного устройства

2.3 Определение расходов сетевой воды на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение

Основным исходным значением для гидравлического расчета сети является расчетный расход сетевой воды.

Зимний расчетный часовой расход сетевой воды для гидравлического расчета двухтрубных водяных тепловых сетей принимают равным сумме расчетных зимних часовых расходов воды потребителями, которые, в свою очередь, равны сумме расчетных часовых расходов воды на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.

Определение расхода сетевой воды на отопление и вентиляцию

Расчетный расход сетевой воды на отопление и вентиляцию определяем по формуле:

т/ч,

где - расчетная тепловая нагрузка, MВт; с - теплоемкость воды, кДж/(кг°С); - температура сетевой воды в подающем трубопроводе, °С; - температура сетевой воды в обратном трубопроводе, °С.

Расчет расхода сетевой воды на горячее водоснабжение

Расчетный расход сетевой воды на горячее водоснабжение для каждого здания со смешанной схемой горячего водоснабжения определяем по формуле [1]:

,

где - расход сетевой воды на горячее водоснабжение здания, т/ч; - максимальная нагрузка на горячее водоснабжение здания, МВт; с - теплоемкость воды, кДж/(кг°С); - температура горячей воды в системе горячего водоснабжения, °С [1]; - температура холодной воды водопроводной воды, °С; - температура сетевой воды в подающем трубопроводе в точке излома отопительного графика, °С; - температура сетевой воды в обратном трубопроводе в точке излома отопительного графика, °С; - величина недогрева водопроводной воды до температуры обратной воды, поступающей из систем отопления, в первой ступени водонагревательной установки, для автоматизированного теплового пункта, °С [1].

Проведем расчет расхода сетевой воды для школы здания

На отопление:

4,188т/ч

На вентиляцию для школы

Расчет расхода сетевой воды на горячее водоснабжение



где - температура горячей воды в системе горячего водоснабжения, °С [1]; - температура холодной воды, °С; с - теплоемкость воды, кДж/(кг°С); - температура воды после выхода из водоподогревателя нижней ступени, °С.

=2.4·0,79=1,89т/ч

Суммарный расход сетевой воды для здания

Суммарный расход сетевой воды для здания (школа) определяем как сумму всех расходов по формуле:

. т/ч

Полученные расчетные данные расходов сетевой воды будут использованы для гидравлического расчета.

Данные расходов сетевой воды сведены в табл. 2.6.

Таблица 2.6

Номер п/п	Наименование здания	Расход сетевой воды G, т/ч
		на отопление	на вентиляцию	На ГВС сред.	На ГВС max.	общий
2	5-этажный жилой дом	5,4691	-	1,9653	4,72	10,1857
4	5-этажный жилой дом	5,4691	-	1,9653	4,72	10,1857
6	5-этажный жилой дом	5,2364	-	1,8653	4,48	9,7132
8	5-этажный жилой дом	5,2364	-	1,8653	4,48	9,7132
9/1	6-этажный жилой дом	6,7242	-	2,5182	6,04	12,7679
9/2	9-этажный жилой дом	6,7853	-	2,5457	6,11	12,8949
9/3	8-этажный жилой дом	5,7713	-	2,0963	5,03	10,8024
10	5-этажный жилой дом	5,2364	-	1,8653	4,48	9,7132
22	9-этажный жилой дом	10,658	-	4,3769	10,50	21,163
24	9-этажный жилой дом	9,4272	-	3,7773	9,07	18,492
24а	5-этажный жилой дом	4,6849	-	1,6322	3,92	8,6021
24б	5-этажный жилой дом	3,5394	-	1,1658	2,80	6,3374

На рис. 2.2 представлен график регулирования по расходу.

Рис. 2.2. График регулировавния по расходу сетевой воды:

Список используемых источников

теплоснабжение здание водоснабжение микрорайон

1. Сазанов Б.В. и др. Промышленные тепловые электростанции. - М., 1967 - 227 с.

2. СНиП ІІ - 33 - 75^* Строительные нормы и правила. Отопление вентиляция и кондиционирование воздуха. - М., - 1982 - 41 с.

3. Теплотехнический справочник т. 1 / Под ред. И.И. Айзенштат М., 1958 - 731 с.

4. Теплотехнический справочник т.2 / Под ред. И.И. Айзенштат. - М., 1958. - 673 с.

5. Энергосбережение в системах теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха: Справ. пособие / Л.Д. Богуславский, В.И. Ливчак, В.П. Титов и др.; Под ред. Л.Д. Богусловский и В.И. Ливчана. - М., 1990. - 624 с.

6. Сазанов Б.В., Ситас В.И. Теплоэнергетические системы промышленных предприятия: Учеб. пособие для вузов. - М., 1990. - 304 с.

7. Сафонов А.П. Сборник задач по теплофикации и тепловым сетям. - М., 1968 - 240 с.

8. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. - М., 1982. - 360 с.

9. Теплоснабжение: Учеб. пособие для вузов / В.Е. Козин, Т.А. Левина, А.П. Марков, И.Б. Пропина и др. - М., 1980 - 408 с.

10. Водяные тепловые сети: справ. пособие по проектированию / И.В. Беляйкина, В.П. Витальев и др. Под ред. Н.К. Громова, Е.П. Шубкина. - М., 1988. - 376 с.

11. Климат Омска и Омской обл. - М., 1980 - 246 с.

12. СНиП ІІ - 34 - 76. Строительные нормы и правила. Горячее водоснабжение. - М., 1976. - 46 с.

13. СНиП 2.04.01 - 85. Строительные нормы и правила. Внутренний водопровод и канализация зданий - М., 1986. - 52 с.

14. Кзмалян Д.М. Теория горения и топочные устройства. - М., 1976.

15. Начисление амортизации (износа). - М., 1996. - 128 с.

16. Кумеков В.Т., Покалюк Н.И. Топливо и процесс горения. - М., 1963 - 196 с.

17. Плетнев Г.П. Автоматическое управление и защита теплоэнергетических установок электростанций: учебник. - М., 1986. - 344 с.

18. Клюев А.С. и др. Проектирование систем автоматизации. - М., 1990.

19. Выполнение вопросов охраны труда в дипломных проектах: Метод. Указания / В.Ф. Харламов, О.И. Поздняков и др. - Омск, 1991 - 38 с.

20. Гаджиев Н.К. Воронина А.В. Охрана труда в тепловом хозяйстве промышленных предприятий. - М., 1988 - 262 с.

21. Егоров П.Т. и др. Гражданская оборона: Учебник - М., 1977. - 248 с.

22. Атаманюк В.П. и др. Гражданская оборона: Учебник для вузов. - М. 1986. - 207 с.

23. Прузнер С.Л. Экономика и организация центральных котельных для комплекса тепловых потребителей. - М., 1984 - 192 с.

24. Экономика энергетики. Задание на курсовую работу с методическими указаниями для студентов V курса специальности ПТ . - М. 1974. - 27 с.

25. ГОСТ 2.105 - 95 Общие требования к текстовым документам. - М., 1996 г.

26. СТП ОмИИТ - 10-91. Курсовой и дипломный проекты. Основные положения. - Омск., 1993. - 9с.

27. СТП ОмИИТ - 11-91. Курсовой и дипломный проекты. Правила оформления пояснительной записки. - Омск., 1993 - 21 с.

28. СТП ОмИИТ - 12-91. Курсовой и дипломный проекты. Правила формирования чертежей. - Омск., 1993. - 45 с.

29. Лебедев В.М., Овсянников В.В., Кузнецов В.И. Методические указания к дипломному проектированию для студентов специальности «Промышленная теплоэнергетика». - 10.07. - Омск., 1995. - 27 с.

30. Лебедев В.М. Теплоэнергетика региона. - Омск., 1998. - с. 102.

31. Вопросы теплоэнергетики и топливоиспользования: Мет. вуз. темат. сб. науч. тр./ Ом. ГАПС. - Омск, 1996. - 72 с.

Приложения

Климатические данные по некоторым городам бывшего СССР на основании СНиП. Строительная климатология и геофизика

Город	Отопительный период	Лето
	Продолжительность n, сут	Температура воздуха,	Темп-ра воздуха,
		Расчетная для проектирования	Средняя отопительного периода	средняя самого холодного месяца	Средняя самого жаркого месяца	средняя в 13ч самого жаркого месяца
		отопления	вентиляции
Европейская часть
58. Омск	220	-37	-23	-7,7	-19,2	+18,3	+23,0

Число часов за отопительный период со среднесуточной температурой наружного воздуха, равной и ниже данной.

Город	Температура наружного воздуха,
	-45	-40	-35	-30	-25	-20	-15	-10	-5	0	+8
	Европейская часть
58. Омск	1	6	64	195	485	950	1660	2480	3310	4250	5280

Расположение трубопроводов

Располагаемый напор в точке ввода

Располагаемый напор на всех абонентских вводах Средний удельный вес воды Н/м2 (), длина расчетной магистрали (1-2-3-4-5-….),

м.

Расчетные расходы по абонентам представлены в табл.

Определяем расходы воды на участках в соответствии с расчетной схемой и результаты сводим в в таблице

Расход воды по участкам

№	0-1	1-2	2-3	3-4	3-5	5-6	5-7	1-8	8-9	9-10	26-28
участка
G,т/ч
№	8-11	11-12	11-13	13-14	14-15	14-16	13-17	17-18	25-26	9-25	26-27
участка
G,т/ч
№	19-25	26-29	29-30	25-26	29-31	21-22	21-23	23-24	19-20	19-21
участка
G,т/ч

Располагаемая потеря напора - = 40-10 = 30 м. вод. ст. Распределяем поровну эту потерю напора между подающей и обратной линиями тепловой сети, поскольку тепловая сеть выполнена в двух трубном исполнение, одинаковый профиль труб == 15 = 15 м. вод. ст.

Падение давления на участке 0-1, Па:

= , Па

= ?+ 2? + ?

Определяем долю местных сопротивлений

,

Предварительно вычисляем удельное линейное падение давления, Па/м и диаметр участка 0-1, м:

= Па/м;

где коэффициент при эквивалентной шероховатости для стальных труб.

Поверочный расчет

Выбираем ближайший стандартный внутренний диаметр, мм по ГОСТ 8731-87 "Трубы стальные".

Определяем удельное линейное падение давления, Па/м:

где коэффициент при эквивалентной шероховатости.

Рассчитываем эквивалентную длину местных сопротивлений, м участка трубопровода на участке 0-1

где - коэффициент, зависящий от абсолютной эквивалентной шероховатости

Потеря давления на участке трубопровода 0-1, Па:

Потеря напора на участке трубопровода 0-1, м. вод. ст.:

,

Так как потеря напора в подающей и обратной линиях тепловой сети одинакова, то располагаемый напор в точке 0-1, можно вычислить по формуле:



Для остальных участков рассматриваемой магистрали расчеты проводятся аналогично, их результаты представлены в табл. 5.2.

Ответвление рассчитываться как транзитные участки с заданным падением давления (напора). При расчете сложных ответвлений, сначала находиться расчетное направление как направление с минимальным удельным падением давления, а затем проводят все остальные операции.

Гидравлический расчет ответвления теплопровода показан в табл.

Пьезометрический график показан на рис.

Гидравлический расчет магистрали теплопровода

предварительный

проверочный

№

L, м

Уо

дP, Па

G, кг/с

Б

Rл, Па/м

d, м

d', м

R', , Па/м

Lэ, м

дP', Па

дH', м

ДH', м

Результаты гидравлического расчета ответвлений

предварительный

проверочный

№

L, м

Уо

дP, Па

G, кг/с

б

Rл, Па/м

d, м

d', м

R', , Па/м

Lэ, м

дP', Па

дH', м

ДH', м

Подобные документы

• Система централизованного теплоснабжения районов города

  Разработка водяной системы централизованного теплоснабжения жилищно-коммунальной застройки города с 2-х трубной прокладкой тепловых сетей. Определение тепловых нагрузок районов города. Расчет расхода тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.
  
  контрольная работа [175,4 K], добавлен 07.01.2015
  

• Система централизованного теплоснабжения жилых районов г. Владимира

  Определение расходов тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, выбор способа регулирования тепловой нагрузки, расчет диаметров магистральных трубопроводов котельной для разработки системы централизованного теплоснабжения жилых районов.
  
  курсовая работа [402,0 K], добавлен 07.01.2011
  

• Разработка системы теплоснабжения микрорайона города

  Планировка района теплоснабжения, определение тепловых нагрузок. Тепловая схема котельной, подбор оборудования. Построение графика отпуска теплоты. Гидравлический расчет магистральных трубопроводов и ответвлений, компенсаторов температурных деформаций.
  
  курсовая работа [421,6 K], добавлен 09.05.2012
  

• Разработка системы теплоснабжения жилого микрорайона города Катанда

  Определение тепловых потоков отопления, вентиляции и горячего водоснабжения микрорайона. Графики теплового потребления. Расход теплоносителя для кварталов района. Разработка расчётной схемы квартальных тепловых сетей для отопительного и летнего периодов.
  
  курсовая работа [295,0 K], добавлен 16.09.2017
  

• Расчет теплоснабжения здания

  Расчет максимальных часовых расходов теплоты на отопление и вентиляцию здания. Определение расходов сетевой воды теплоснабжения. Расчет теплообменного аппарата системы отопления. Определение количества секций подогревателя горячего водоснабжения.
  
  курсовая работа [240,6 K], добавлен 06.12.2022
  

• Расчет горячего водоснабжения

  Определение тепловых нагрузок микрорайона на отопление, вентиляцию. Выбор схемы включения подогревателя ГВС к тепловой сети. Тепловой и гидравлический расчет кожухотрубных и пластинчатых водоподогревателей с целью разработки системы отопления микрорайона.
  
  курсовая работа [135,7 K], добавлен 11.11.2013
  

• Улучшение теплового и гидравлического режима системы теплоснабжения п. Победа г. Хабаровска

  Тепловой и гидравлический расчет пластинчатых водонагревателей. Основные направления по экономии энергоресурсов в системе теплоснабжения. Определение и уточнение тепловых нагрузок. Перевод системы теплоснабжения на централизованное теплоснабжение.
  
  дипломная работа [3,1 M], добавлен 13.08.2009
  

• Проектирование системы теплоснабжения с тепловым насосом для индивидуального жилого дома

  Теплотехнический расчет наружной многослойной стенки здания. Расчет расходов теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха через ограждения. Определение удельной тепловой характеристики здания. Расчет и подбор радиаторов системы отопления здания.
  
  дипломная работа [109,3 K], добавлен 15.02.2017
  

• Проектирование тепловых сетей

  Расчет системы теплоснабжения района города Волгограда: определение теплопотребления, выбор схемы теплоснабжения и вид теплоносителя. Гидравлический, механический и тепловой расчеты тепловой схемы. Составление графика продолжительности тепловых нагрузок.
  
  курсовая работа [1,6 M], добавлен 07.01.2015
  

• Инженерное обустройство жилого микрорайона

  Методика проектирования инженерных систем в жилом микрорайоне города. Проектирование сетей водоснабжения, канализации, газоснабжения, теплоснабжения, электроснабжения; расчет их параметров; построение профилей ввода и дворовой канализации. Разработка разр
  
  курсовая работа [54,6 K], добавлен 10.01.2011
  

• Проект системы теплоснабжения Косковской школы в с. Косково Кичменгско-Городецкого района

  Разработка системы отопления здания школы. Объемно-планировочные и конструктивные решения индивидуального теплового пункта. Теплотехнический расчет наружных ограждений, определение теплопотерь в здании. Технология монтажа элементов системы теплоснабжения.
  
  дипломная работа [273,0 K], добавлен 15.02.2017
  

• Проектирование закрытой системы теплоснабжения района города Орша

  Определение тепловых нагрузок района. Регулирование отпуска теплоты в закрытых системах теплоснабжения. Гидравлический расчет водяной тепловой сети. Построение продольного профиля участка теплосети. Разработка системы оперативного дистанционного контроля.
  
  курсовая работа [412,7 K], добавлен 07.05.2014
  

• Отопление индивидуального жилого здания в городе Красноярске

  Требования к автономной системе теплоснабжения. Теплотехнический расчёт наружных ограждающих конструкций. Гидравлический расчет системы отопления, оборудование для нее. Организация и безопасные условия труда на рабочем месте. Затраты на систему отопления.
  
  дипломная работа [670,8 K], добавлен 17.03.2012
  

• Горячее водоснабжение жилого здания

  Внутренние системы горячего водоснабжения. Определение расчетных расходов воды и теплоты. Гидравлический расчет подающих и циркуляционных трубопроводов системы горячего водоснабжения. Особенности подбора оборудования абонентских вводов и тепловых пунктов.
  
  курсовая работа [105,6 K], добавлен 20.12.2009
  

• Проектирование жилого микрорайона площадью 9,22 га

  Разработка проекта застройки жилого микрорайона в г. Сочи. Расчет численности населения, выбор типов жилых зданий и учреждений обслуживания. Характеристика принятой системы зонирования, схемы транспортных и пешеходных путей, системы озеленения.
  
  курсовая работа [111,1 K], добавлен 18.07.2011
  

• Инженерно-планировочная организация жилого микрорайона

  Обоснование выбора типа жилой застройки. Расчет жилищного фонда. Разработка комплекса мероприятий по планировке, застройке, благоустройству и инженерно-планировочной организации жилого микрорайона в г. Ростов. Схема функционального зонирования территории.
  
  курсовая работа [54,5 K], добавлен 19.01.2013
  

• Проектирование жилого микрорайона

  Климатическая характеристика района строительства. Расчет численности населения и жилого фонда. Подбор потребного количества домов. Функциональное зонирование жилого микрорайона. Организация транспортного и пешеходного обслуживания, принципы озеленения.
  
  курсовая работа [663,5 K], добавлен 01.06.2015
  

• Строительство жилого дома №2 по генплану микрорайона Петрозаводский в г. Вологда

  Внешняя и внутренняя отделки, водоснабжение, канализация, отопление, вентиляция и электроосвещение здания. Обустройство и эксплуатация плоской кровли. Расчет и конструирование свайных фундаментов и роствека. Определение объемов кладочно-монтажных работ.
  
  дипломная работа [1,5 M], добавлен 09.12.2016
  

• Проектирование водо- и теплоснабжения здания

  Теплотехнический расчет наружных ограждений здания. Описание принятой системы отопления и водоснабжения. Подбор водомера и определение потери напора в нём. Составление локальной сметы, технико-экономические показатели строительно-монтажных работ.
  
  дипломная работа [541,4 K], добавлен 07.02.2016
  

• Проектирование централизованной системы теплоснабжения

  Разновидности централизованного теплоснабжения зданий. Тепловые нагрузки района города. Построение графиков расхода теплоты. Регулирование отпуска теплоты, определение расчетных расходов теплоносителя. Выбор трассы. Механический расчет теплопроводов.
  
  курсовая работа [1,4 M], добавлен 17.05.2016
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам