Теплоснабжение района города Санкт-Петербург

Таблица 1

Таблица 2

При построении зависимости следует знать, как меняются расходы тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение при изменении температуры наружного воздуха. Отопительный период наступает при падении среднесуточной температуры наружного воздуха ниже +8°С. В течение отопительного периода расход тепла на горячее водоснабжение остается постоянным. В летний период он также постоянен, но ниже. На графике при температуре наружного воздуха больше +8°С расход тепла на горячее водоснабжение будет изображаться прямой, параллельной оси абсцисс с ординатой, равной среднечасовому расходу тепла в летний период . В интервале температур от +8 °С до расход тепла на горячее водоснабжение - прямая, параллельная оси абсцисс с другой ординатой равной среднечасовому расходу тепла на горячее водоснабжение за отопительный период .

Текущие тепловые потоки на отопление и вентиляцию при любых температурах наружного воздуха , отличных от расчётных , можно определить по формуле:

где - расчётный максимальный тепловой поток;

- средняя температура внутреннего воздуха отапливаемых помещений. Для жилых зданий принимаем +18єС.

При анализе этой формулы видно, что изменение тепловых потоков на отопление и вентиляцию в зависимости от температуры наружного воздуха носит линейный характер и графически может быть представлено прямой линией, построенной по координатам двух точек:

· Минимальный расход тепла имеет место при температуре наружного воздуха +8 °С.

· Максимальный расход тепла при . Принимаем из табл. №2. .

Минимальный расход тепла на отопление определяется как:

1. Максимальные при tГ = tо = -34C:

2. Минимальный при :

1. На отопление:

где - средняя температура наружного воздуха за отопительный период.

.

2. На вентиляцию:

, МВт·ч

n_о - количество дней отопительного периода;

Z - число часов работы системы вентиляции в общественных зданиях, при отсутствии данных можно принять 16 часов;

24 - число часов работы системы отопления;

350 - число дней работы системы ГВС;

3600 - переводной коэффициент;

Q- тепловой поток, Вт.

МВт·ч

4. Регулирование отпуска тепла

, 0С

, 0С

, 0С

-относительный расход тепла на отопление.

Все значения со штрихом относятся к расчётной температуре наружного воздуха (т.е. самые высокие значения по воде), все значения без штриха относятся к текущим температурам воздуха или воды.

В формулах:

- расчётная температура внутреннего воздуха.

- произвольная текущая температура наружного воздуха, для которой определяют температуру и расход воды. Из формулы получим:

, 0С.

- расчётная температура наружного воздуха для проектирования системы отопления.

- температура воды в системе отопления после смесительного устройства.

- среднее арифметическое значение температуры воды на входе и выходе из отопительного прибора:

5. Расчёт и построение графика относительного расхода воды на отопление

Расчёт относительного расхода воды в период года, когда наружная температура колеблется от +8 0С до t///н= +0,9 0С (точка излома). Относительный расход воды на отопление при определяется по формуле:

- температура сетевой воды в подающем трубопроводе в точке излома.

- температура сетевой воды в обратном трубопроводе в точке излома.

Просчитаем для 3-х точек графика:

1. При :

2. При :

При температуре наружного воздуха относительный расход воды на отопление остаётся постоянным

6. Регулирование отпуска тепла в системе вентиляции

Тепло в системе вентиляции затрачивается на нагрев наружного воздуха до температуры +18єС в калориферных установках. В период температур от до количество тепла, зависящее от температуры наружного воздуха, регулируется путём изменения температуры теплоносителя, оставляя его расход постоянным - центральное качественное регулирование.

В этот период:

температура воды в обратном трубопроводе систем вентиляции равна температуре обратной воды тепловых сетей.

В период температур от +8єС до производится автоматическая дорегулировка расхода сетевой воды на калорифер с помощью регулировочного клапана РК. В этот период .

Значение температуры обратной воды определяется методом последовательных приближений из уравнения:

где - температура сетевой воды в подающем трубопроводе системы вентиляции.

- среднее арифметическое значение температуры воды на входе и выходе из калориферной установки.

- среднеарифметическое значение температуры воздуха на входе и выходе из калорифера при .

- среднеарифметическое значение температуры воздуха на входе и выходе из калорифера для точки излома.

Примерный диапазон изменения при tн=+8 0С составляет (20ч35)єС.

Задаёмся :

Принимаем .

Расчёт и построение графика относительного расхода воды на вентиляцию

При температуре наружного воздуха относительный расход воды на вентиляцию остаётся постоянным - текущий расход воды равен расчётному.

В период температур от +8 0С до t///н=0,90С это отношение можно рассчитать по формуле, в которой переменными являются 2 величины :

1. При

2. При

7. Расчет относительного расхода воды на горячее водоснабжение

В открытых системах теплоснабжения водоразбор на горячее водоснабжение осуществляется в зависимости от температуры воды в сети. При температуре воды в подающем трубопроводе вода забирается только из подающей магистрали. При повышении температуры сетевой воды , водоразбор осуществляется одновременно из обоих трубопроводов в таком соотношении, чтобы температура воды, поступающей потребителю, была равна 60єС. В холодный период отопительного сезона при разбор воды ведется только из обратной магистрали. Для смешения воды на абонентских узлах предусматривается установка терморегулятора.

Водоразбор на горячее водоснабжение из тепловых сетей равен:

Величина водоразбора из подающей линии: .

Из обратной линии: .

+ =1

=,

где - температура горячей воды.

Отсюда 2 = 1 - .

8. Расчетные расходы воды отдельно по потребителям тепла

Расчетный 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 по формулам:

1. Расчётный расход воды на отопление:

где - максимальный тепловой поток на отопление;

- максимальная температура сетевой воды в подающем трубопроводе;

- максимальная температура сетевой воды в обратном трубопроводе;

- удельная теплоёмкость воды.

2. Расчётный расход воды на вентиляцию:

где - максимальный тепловой поток на вентиляцию.

3. Среднечасовой расход воды на горячее водоснабжение:

где - средний тепловой поток на ГВС;

- температура горячей воды, поступающей в местную систему ГВС;

- температура холодной (водопроводной) воды в отопительный период.

4. Расчётный расход воды на горячее водоснабжение в неотопительный период:

где - температура холодной (водопроводной) воды в неотопительный период.

9. Суммарные расчетные расходы сетевой воды

Суммарные расчетные расходы сетевой воды, т/ч, в двухтрубных тепловых сетях в открытых системах теплоснабжения при качественном регулировании отпуска теплоты следует определять по формуле (расчётный режим):

где - коэффициент, учитывающий долю среднего расхода воды на горячее водоснабжение при регулировании по нагрузке отопления. Его значение зависит от мощности системы теплоснабжения. В курсовом проекте , принимаем .

При открытых схемах горячего водоснабжения, кроме расчётного рассматриваются следующие режимы и определяются для них расходы воды:

· I режим - водоразбор на ГВС только из подающего трубопровода:

· II режим - водоразбор на ГВС только из обратного трубопровода:

В курсовом проекте определяем диаметры по номограммам [6] прилож.1 рис. 1-4, так чтобы удельные потери давления на трение для магистрали не превышали 80 (8 ), а для ответвлений располагаемое давлению, но не более 300 (30 ). Скорость воды не должна превышать 3,5 м/с.

При движении теплоносителя по трубам потери давления складываются из линейных потерь на трение и потерь в местных сопротивлениях:

где R, - удельные потери напора на участке;

Коэффициенты местных сопротивлений на участках трубопровода определяем по [6] табл.11. В зависимости от суммы коэффициентов местных сопротивлений и скорости движения воды на расчётном участке по номограммам [6] прилож.1 рис. 5 определяем потери напора в местных сопротивлениях.

Результаты расчёта сводятся в таблицу 7.

Результаты гидравлического расчёта заносим в таблицу 7.

В конце расчета проверяем правильность выбора диаметров. Делаем увязку ответвлений с магистралью. Невязка не должна превышать 8.

Гидравлическим режимом определяется взаимосвязь между расходом теплоносителя и давлением в различных точках системы в данный момент времени.

Расчетный гидравлический режим характеризуется распределением теплоносителя в соответствии с расчетной тепловой нагрузкой абонентов. Однако в процессе эксплуатации расход воды в системе изменяется. Переменный расход вызывается неравномерностью водопотребления на горячее водоснабжение.

Гидравлические режимы разрабатываются для отопительного и летнего периодов времени, при максимальном водоразборе из обратного и подающего трубопроводов.

Потери давления на участках при других гидравлических режимах определяются во формуле:

10. Построение пьезометрического графика

1. В масштабе 1:5000 (горизонтальный масштаб) и 1:250 (вертикальный масштаб) строится продольный профиль. Откладываем высоты зданий в расчете 3 м на этаж.

2. Выбирается и наносится линия статического давления (режим, когда отсутствует циркуляция воды в трубопроводе, но трубопровод находится под избыточным давлением, называют статическим режимом). Полный напор в статическом режиме одинаков для подающего и обратного трубопроводов. Линию статического напора наносят с условием, чтобы на всех точках системы обеспечивался достаточный пьезометрический напор не менее 5 м. вод. ст., но не более прочности отопительных приборов.

3. Определяем давление на всасывающем патрубке сетевых насосов.

4. Строится линия падения давления в обратном трубопроводе тепловых сетей.

5. Откладывается вверх минимальный располагаемый напор, учитывая потери напора во внутриквартальной тепловой сети, элеваторе и местной системе отопления:

где - потери напора во внутриквартальной сети. Принимаем

- расчётный напор у абонента. Определяется по формуле:

,

где - потери напора в местной системе отопления. Принимаем

- коэффициент смешения элеватора:

7. Падение давления на тепло источнике откладывается резко вверх на величину потерь напора в источнике. При отсутствии данных принять Нист= 15 - 20 м.вод.ст.(Нист= 16 м.вод.ст)

При построении пьезометрического графика условно принято, что отметки оси трубопроводов, земли и отопительных приборов совпадают. Высшее положение воды в здании соответствует высоте здания.

Графики также строятся для следующих режимов: водоразбор на ГВС из подающего трубопровода, водоразбор из обратного трубопровода, водоразбор в летнее время.

Толщину теплоизоляции принимаем по [5] табл. 2.4 в зависимости от условного диаметра трубопровода . Расстояние от трубопроводов до конструкций принимаем по [1] прилож. VII, табл.1 в зависимости от .

Минимальные требуемые размеры канала определяем по формулам:

Принимаем ближайший больший типоразмер канала. Марки каналов КЛ принимаем по [6] прилож. I, табл. 2. Цифры перед буквами определяют количество ячеек канала, цифры после букв означают внутренние размеры каналов в см.

11. Выбор конструкции тепловой изоляции и её расчет

Целью расчёта тепловой изоляции является подбор такой толщины изоляции, чтобы потеря тепла трубопроводом в окружающую среду не превышала нормы. За расчётный принимаем подающий трубопровод .

Тепловые потери через изолированную поверхность двухтрубных тепловых сетей, прокладываемых в непроходном канале шириной b и высотой h, м, на глубине Н, м, от поверхности земли до оси канала определяются по формуле:

Температура воздуха в канале tкан определяется по формуле:

С

q1L, q2L - линейные плотности теплового потока от подающего и обратного трубопроводов, Вт/м; (при числе часов работы в год >5000)

tпср.г., tоср.г.- температуры подающего и обратного трубопроводов, °С;

tпср.г =130, tоср.г =70

tгрср.г - температура грунта, °С;

tгрср.г =4,5

К- коэффициент дополнительных потерь;

К=1

Rиз.п., Rиз.о - термические сопротивления изоляции подающего и обратного трубопроводов, м·°С/Вт;

Rвоз.п., Rвоз.о - термические сопротивления теплоотдаче от поверхности изоляции подающего и обратного трубопроводов, м·°С/Вт;

Rвоз.п. = Rвоз.о

Rканвоз. - термическое сопротивление теплоотдаче от воздуха к поверхности канала, м·°С/Вт;

Rкгр- термическое сопротивление грунта, Вт/(м·°С.

Термическое сопротивление изоляции подающего и обратного трубопровода определяется по формулам:

, - толщина изоляции подающего, обратного трубопроводов, м;

- коэффициент теплопроводности изоляции подающего и обратного трубопроводов, Вт /(м*С);

- поправочный коэффициент характеризующий состояние изоляции для подающего и обратного трубопровода;

В качестве основного слоя принимаем маты изпенополеуретана:

где - коэффициент теплоотдачи в канале, принимается равным 11Вт /(м²*С);

Термическое сопротивление теплоотдаче от воздуха в канале к грунту определяется по формуле:

где-эквивалентный диаметр сечения канала в свету (м), определяемый по формуле:

где - ширина канала, м;

- высота канала, м.

Термическое сопротивление массива грунта определяется по формуле:

- коэффициент теплопроводности грунта, Вт / (м*С)

H- глубина заложения до оси трубопроводов, м.

1. Подбор типовых котлов.

Принимаем к установке 3 котла КВ-ГМ-35-150, один из которых резервный.

технические характеристики:

-теплопроизводительность 35 МВт

-рабочее давление воды 2,5 МПа

-масса 32400кг

-КПД 91,8 % (газ)

К установке принимаем 2 бака-аккумулятора ёмкостью по 1000 мі каждый, включённых параллельно.

3. Подбор сетевых насосов

Подбираем по производительности и напору

К установке принимаем 2 сетевых насоса марки СЭ-500-70-11.

Подача 500 м3/ч;

Развиваемый напор 70 м. вод. ст.;

Количество оборотов n=3000 об/мин

Мощность электродвигателя N=103 кВт.

Масса 1034 кг

4. Подбор подпиточных насосов

Напор подпиточных насосов определяется из условия поддержания в водяных тепловых сетях статического давления Нст и преодоление потерь напора в подпиточной линии Нп.л. (при отсутствии данных принимаются 10-20 м):

Нпн = Нст + Нп.л.=28+10=38 м

Принимаю 4 установленных параллельно подпиточных насоса типа К 200-150-400 б, один из которых резервный.

Подача 346 м3/ч;

Развиваемый напор 38 м. вод. ст.;

Количество оборотов n=1450 об/мин

Мощность электродвигателя 55 кВт

Диаметр рабочего колеса 290мм

тепло вода давление вентиляция

Размещено на Allbest.ru