Розрахунок витрат теплоти на потреби теплопостачання

Розрахунок виконують за укрупненими показниками в залежності від чисельності населення і житлової площі.

Розрахункові витрати води, кг/год., визначають за формулами:

а) на опалення:

, кг/год. (2.1)

де - максимальний тепловий потік на опалення житлових та громадських будівель, Вт;

(2.2)

де - житлова площа будівлі (з врахуванням кількості поверхів), м²;

- питома теплова характеристика будівлі, Вт/м² (додаток 8 та 9);

- коефіцієнт, що враховує тепловий потік на опалення будівель, для громадських будівель прийняти рівним 0,25;

- температура води в подавальному трубопроводі теплової мережі при розрахунковій температурі зовнішнього повітря, 95 ⁰С;

- теж в зворотному трубопроводі теплової мережі, ⁰С (за завданням).

- питома теплоємність води, яка приймається для розрахунків рівною 4,187 кДж/(кг×°С);

б) на вентиляцію

, кг/год. (2.3)

- максимальний тепловий потік на вентиляцію при , Вт;

(2.4)

- коефіцієнт, що враховує тепловий потік на вентиляцію громадських будівель побудованих після 1985 р. - 0,6

в) на гаряче водопостачання:

середні -

, кг/год (2.5)

де - середній тепловий потік на гаряче водопостачання в середню добу за тиждень в опалювальний період, Вт;

, (2.6)

де - кількість споживачів гарячої води;

- показник середнього теплового потоку на гаряче водопостачання на одну людину, приймається за додатком 10, Вт;

- температура води, що подається в мережу гарячого водопостачання споживачів, 55 °С;

- температура холодної (водопровідної) води в опалювальний період (при відсутності даних приймається рівною 5°С);

максимальні -

(2.7)

- максимальний тепловий потік на гаряче водопостачання за добу найбільшого водоспоживання за період зі середньодобовою температурою зовнішнього повітря 8°С та менше (опалювальний період), Вт;

Теплове навантаження будівлі приймається за формулою:

, Вт (2.8)

Теплове навантаження на центральний тепловий пункт (ЦТП) визначається як сума всіх видів споживання теплоти за формулою:

, Вт (2.9)

де - кількість будинків (за завданням).

Максимальне навантаження на один ЦТП (центральний тепловий пункт) не повинне перевищувати 26 МВт. Якщо має місце таке перевищення, у мікрорайоні необхідно розміщувати декілька ЦТП.

Зробити висновок про навантаження на ЦТП та про максимальну кількість подібних секцій будівель, яка може бути приєднана до одного ЦТП з максимальним навантаженням.

2.1.2 Визначення річних витрат теплоти

Річні витрати теплоти на опалення будинку:

, Дж, (2.10)

де - тривалість опалювального періоду, діб, (додаток 9);

- середній тепловий потік на опалення, Вт

(2.11)

де - середня температура зовнішнього повітря за опалювальний період (додаток 9);

- середня температура внутрішнього повітря приміщення (приймають );

- розрахункова температура зовнішнього повітря для опалення (додаток 9);

Річні витрати теплоти на вентиляцію будівель:

, Дж, (2.12)

де - розрахункова температура зовнішнього повітря для проектування вентиляції (додаток 9);

n_в - тривалість роботи системи вентиляції, n_в= 16 годин за добу.

Річні витрати теплоти на гаряче водопостачання:

, Дж (2.13)

де - середній тепловий потік на гаряче водопостачання будівель міста в опалювальний період,

- середній тепловий потік на гаряче водопостачання будівель міста в літній період.

(2.14)

- температура холодної (водопровідної) води в неопалювальний період (при відсутності даних приймається рівною 15°С);

- розрахункова кількість діб за рік роботи системи гарячого водоспоживання, прийняти 350 діб.

Витрати води, кг/год., в теплових мережах відкритих систем теплопостачання для розробки гідравлічних режимів при максимальному водорозборі з подавального або зворотного трубопроводів визначаються за формулою:

, кг/год (2.15)

де k ₄ - коефіцієнт, що визначається за розрахунком з врахуванням зміни середньої витрати води на гаряче водопостачання залежно від температурного графіка регулювання відпуску теплоти і режиму водорозбору з теплової мережі, можна прийняти 1,2.

Після цього проводять підбір діаметрів на ділянках теплопроводів за відомими витратами теплоносія і питомими втратами тиску на тертя R в межах 30÷80 Па/м, за допомогою номограми (додаток 11). Результати розрахунку заносять до таблиці 2.2. Кількість будівель на схемі мережі теплопроводу прийняти згідно завдання.

Таблиця 2.2 - Гідравлічний розрахунок теплових мереж

№ ділянки	, кг/с	Довжина ділянки, , м	d, мм	R, Па/м	швидкість руху , м/с	, м
Па

Втрати тиску на тертя на ділянці знаходять за формулою:

, Па (2.16)

де - визначені за допомогою номограми (додаток 11) питомі втрати тиску, Па/м;

- фактична довжина ділянки (за завданням), м.

Втрати тиску на місцеві опори розраховують за формулою:

, Па (2.17)

- еквівалентна довжина трубопроводу, що враховує втрати тиску на місцеві опори, м;

- для діаметрів трубопроводів d < 200 мм,

- для d > 200 мм.

Втрати тиску на ділянці визначають як суму втрат тиску на тертя та місцеві опори:

, Па (2.18)

Загальні втрати тиску в мережі визначають як суму втрат тиску на тертя та місцеві опори на ділянках (сума всіх значень колонки 11 таблиці 2.2):

, Па (2.19)

Зробити висновок від чого залежать втрати тиску в мережі.

2.1.3 Підбір насосів для мережі теплопостачання

Напір мережевих насосів приймається рівним сумі втрат тиску в установках, що подають тепло від джерела теплоти, в подавальному і зворотному трубопроводах від джерела теплоти до найбільш віддаленого споживача і в системі споживача (включаючи втрати в теплових пунктах і насосних) при сумарних розрахункових витратах води.

Напір мережевих насосів визначається, м:

, (2.20)

де - геометрична висота будинку, м;

- втрати тиску в підігрівачах сітьової води (за завданням)

- тиск у зворотній лінії теплової мережі перед мережевими насосами (за завданням).

Подачу мережевих насосів слід приймати для відкритих систем теплопостачання в опалювальний період - по сумарній розрахунковій витраті води, де G - витрати теплоносія через насос, кг/с, (приймають рівним витратам через найближчу до ТЕЦ ділянки теплової мережі). Враховуючи густина води, треба знайти об’єм теплоносія, який необхідно перекачувати насосом. Марку насосів підбирають за додатком 12.

Кількість насосів слід приймати - не менше двох, один з яких є резервним. При п'яти робочих мережевих насосах в одній групі резервний насос допускається не встановлювати. Результати заносять до таблиці 2.3.

Таблиця 2.3

Група насосів	Розрахункові параметри насосів	Прийняті насоси та їх параметри	Кількість
Витрати, м^3/год	Напір, м	Марка насоса	Витрати, м^3/год	Напір, м

2.3 Розрахунок втрат тепла в приміщеннях за укрупненими показниками

Щоб правильно підібрати опалювальні прилади у приміщенні, необхідно знати тепловтрати приміщення, що розглядається. Значення тепловтрат крізь конструкції, що огороджують, визначають за формулою:

, Вт (2.21)

де - коефіцієнт, що враховує район будівництва, визначається:

(2.22)

- питома теплова характеристика будівлі, Вт/(м³·⁰С), таблиця 2.5;

- об’єм частини будівлі, що опалюється, за зовнішнім вимірюванням, м³ (висоту приймають від поверхні землі).

Таблиця 2.5. Питома теплова характеристика будівлі

Будівля	Об’єм будівлі за зовнішнім обмірюванням, тис.м^3	Вт/(м^3·^0С)
Житлова будівля	Менше 3	0,49
3…10	0,38
11…25	0,33
Більш 25	0,30

2.4 Розрахунок площі нагрівання та підбір опалювальних приладів

Нагрівальні прилади є основним елементом системи опалення. Вони повинні відповідати певним теплотехнічним, санітарно-гігієнічним, архітектурно-побутовим, виробничо-монтажним, експлуатаційним і техніко-економічним вимогам. Ці прилади призначені для передачі теплоти від теплоносія до повітря і конструкцій що огороджують, приміщень, в яких вони встановлені.

Нагрівальні прилади повинні бути компактними, з легкодоступною для огляду та очищення від пилу поверхнею, форма й обробка приладів має відповідати призначенню приміщення. Із санітарно-гігієнічної точки зору бажано встановлювати прилади, в яких переважає передача тепла випромінюванням, тому що вони створюють кращі мікрокліматичні умови в приміщенні. Спосіб передачі тепла залежить від конструкції приладу і місця його установки.

В об’ємі контрольної роботи необхідно визначити мінімально допустиму кількість приладів для різних типів приладів (додаток 13). Результат розрахунку оформити в вигляді таблиці 2.8.

Необхідну теплопередачу приладу в приміщенні визначають за формулою:

Вт (2.23)

де - тепловтрати приміщення, Вт;

(2.24)

- тепловтрати будівлі, що розглядається, Вт;

- кількість квартир в будівлі;

- тепловіддача відкрито прокладених у межах приміщення труб стояка і підводок, до яких безпосередньо приєднаний прилад. Величину тепловіддачі знаходять за формулою:

Вт, (2.25)

де та - тепловіддача 1м вертикальних і горизонтальних труб, Вт/м (додаток 14), при температурі , де ^оС, - температура всередині приміщення, приймаємо 18 ⁰С;

та - довжина вертикальних і горизонтальних труб у межах приміщення, м.

Наведені формули дійсні при відкритій установці пофарбованих приладів у зовнішніх огороджень приміщення.

Мінімально допустима кількість секцій радіатора визначають за формулою;

шт., (2.26)

де - номінальний тепловий потік однієї секції радіатора, Вт, додаток 13;

b₁ - коефіцієнт, що враховує спосіб установки приладу у випадку відкритого розташування (табл.2.6);

Таблиця 2.6.

Шаг номенклатурного рядка опалювальних приладів, кВт	Коефіцієнт b1
0,12	1,02
0,15	1,03
0,18	1,04
0,21	1,06
0,24	1,08
0,30	1,13

b₂ - коефіцієнт, що враховує охолодження води у трубах (табл. 2.7).

Таблица 2.7. Значення коефіцієнту b₂

	Коефіцієнт b2
Опалювальний прилад	у зовнішньої стіни	біля скління світлового отвору
Радіатор:
чавунний секційний	1,02	1,07
сталевий панельний	1,04	1,10
Конвектор:
з кожухом	1,02	1,05
без кожуха	1,03	1,07

Результат розрахунку опалювальних приладів оформляють у вигляді таблиці 2.8.

Таблиця 2.8 - Розрахунок опалювальних приладів

Прилад

, Вт

, Вт

, Вт

n секцій (тип приладу)

Зробити висновок та обґрунтувати оптимальний тип приладів, які можливо використати для приміщення, яке розраховується.

Дата добавления: 2015-07-15