Определение тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

	ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………..4
	1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ НА ОТОПЛЕНИЕ, ВЕНТИЛЯЦИЮ И ГОРЯЧЕЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ.………………......................................................5
	2. РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО ГРАФИКА РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКИ НА ОТОПЛЕНИЕ………………...11 3. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ МАГИСТРАЛЬНЫХ  ТЕПЛОПРОВОДОВ ДВТРУБНОЙ ВОДЯНОЙ  ТЕПЛОВОЙ СЕТИ ЗАКРЫТОЙ СИСТЕМ……..........16 4.  ПОСТРОЕНИЕ ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКИХ  ГРАФИКОВ ДЛЯ ОТОПИТЕЛЬНОГО И НЕПОТГОПИТЕЛЬНОГО ПЕРИОДОВ…………………………………………..19
	4.2 ПОДБОР СЕТЕВЫХ И ПОДПИТОЧНЫХ НАСОСОВ………………………...21 5.1  РАСЧЕТ САМОКОМПЕНСАЦИИ……………………………………………...23
	5.2.  РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ…………………………………………….24
	5.3. РАСЧЕТ УСИЛИЙ В НЕПОДВИЖНЫХ ОПОРАХ ТЕПЛОПРОВОДА……..27 6.  ПОДБОР ЭЛЕВАТОРА…………………………………………………………….28
	БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК………………………………………………...30

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Тепловое потребление — одна из основных статей топливно-энергетического баланса нашей страны. На удовлетворение тепловой нагрузки страны расходуется ежегодно более 600 млн. т.у.т., т.е. около 30 % всех используемых первичных топливно-энергетических ресурсов. Под теплоснабжением понимают систему обеспечения теплом зданий и сооружений. Централизованные системы теплоснабжения обеспечивают наиболее экономное использование топлива и имеющие наиболее высокие экономические показател

Широкое развитие получила теплофикация, являющаяся наиболее рациональным методом использования топливных ресурсов для тепло- и электроснабжения.

Развитие теплофикации способствует решению многих важных народнохозяйственных и социальных проблем таких, как повышение тепловой и общей экономичности электроэнергетического производства, обеспечение экономичного и качественного теплоснабжения жилищно-коммунальных и промышленных комплексов, улучшение экологической обстановки в городах и промышленных районах, снижение трудозатрат в тепловом хозяйстве.

Наряду с теплофикацией рационально используется теплоснабжение от экономичных котельных установок, а также от теплоутилизационных промышленных установок. Каждый из этих источников теплоснабжения имеет свою область экономически целесообразного применения.

Теплоснабжение является крупной отраслью народного хозяйства. В условиях ограниченных топливных ресурсов рациональное и экономичное расходование их представляет задачу большой государственной важности. Значительная роль в решении этой задачи отводится централизованному теплоснабжению и теплофикации, которые тесно связаны с электрификацией и энергетикой.

 

1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ НА ОТОПЛЕНИЕ,ВЕНТИЛЯЦИЮ И ГОРЯЧЕЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ.

 

Определить для условий г. Омск расчетные тепловые потоки на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение трех кварталов села (см. рис. 1).

Рисунок 1 Район города.

Расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления t0 = –29 0С. Плотность населения Р = 350 чел/га. Общая площадь жилого здания на одного жителя fобщ = 18 м2/чел. Средняя за отопительный период норма расхода горячей воды на одного жителя в сутки а =115 л/сутки.

 

Расчет тепловых потоков сводим в табл.1. В графы 1, 2, 3 таблицы заносим соответственно номера кварталов, их площадь Fкв в гектарах, плотность населения Р. Количество жителей в кварталах m, определяем по формуле (1.1)

    (1.1)

Для квартала №1 количество жителей составит:

                                         m=350∙20=7000чел   

Общую площадь жилых зданий кварталов А определяем по формуле (1.2)

    (1.2)

 

Для квартала №1

A=18∙7000=126000 м2   

Приняв (см. приложение №4) для зданий постройки после 1985г величину удельного показателя теплового потока на отопление жилых зданий qо = 87 Вт/м2 при t 0= -29 0С, находим расчетные тепловые потоки на отопление жилых и общественных зданий кварталов по формуле (1.3)

   (1.3) 

Для квартала №1 при K1= 0,25 получим

                 Q0max=87∙126000∙(1+0,25)=13702500Вт=13,7 МВт

Максимальные тепловые потоки на вентиляцию общественных зданий кварталов определяем по формуле (1.4)

   (1.4)

Для квартала №1 при К2= 0,6 получим

            Qv мах=0,25∙0,6∙87∙126000=1644300Вт=1,6 МВт

По приложению №5 учебного пособия укрупненный показатель теплового потока на горячее водоснабжение qh c учетом общественных зданий при норме на одного жителя a = 115 л/сутки составит 407 Вт.

Среднечасовые тепловые потоки на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий кварталов определяем по формуле (1.5)

   (1.5)  

Для квартала №1 эта величина составит

                      Qhm=407∙7000=2849000Вт=2,85 МВт

Суммарный тепловой поток по кварталам QS, определяем суммированием расчётных тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение

                                           (1.6)

Для квартала №1 суммарный тепловой поток составит

                                Q=13,7+1,6+2,85=18,2 МВт

Аналогично выполняем расчёты тепловых потоков и для других кварталов.

Таблица 1 Расчёт тепловых потоков

№ квартала	Площадь квартала Fкв, га	Плотность населения P чел/га	Количество жителей m	Общая площадь, А, м2	Тепловой поток, МВт
					Q 0 max	Q v max	Q hm	Q S
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1 2 3 4 5	20 4 4 5 30	350	7000 1400 1400 1750 10500	126000 25200 25200 31500	13,7 2,74 2,74 3,42 20,55	1,6 0,32 0,32 0,41 2,46	2,85 0,57 0,57 0,71 4,27	18,2 3,64 3,64 4,55 27,3
					43,16	5,18	8,97	57,32

 

Для климатических условий г.Омск выполнить расчет и построение графиков часовых расходов теплоты на отопление вентиляцию и горячее водоснабжение, а также годовых графиков теплопотребления по продолжительности тепловой нагрузки и по месяцам. Расчётные тепловые потоки района города на отопление Q 0 max = 43,16 МВт, на вентиляцию Q v max = 5,18 МВт, на горячее водоснабжение Qhm = 8,97 МВт. Расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления t0 = -29 0C.

Определим, используя формулы (1.7) и (1.8) пересчета и часовые расходы на отопление и вентиляцию при температуре наружного воздуха tн= 7,70С.

      (1.7)   

  (1.8)

Отложив на графике (см. рис. 2.а) значения и при tн= 7,7 0С, а также значения и при tн= t0 = -29 0C и соединив их прямой, получим графики = f (tн) и = f (tн). Для построения часового графика расхода теплоты на горячее водоснабжение, определим, используя формулу пересчёта (1.9), среднечасовой расход теплоты на горячее водоснабжение для неотопительного периода .

 (1.9) 

График среднечасового расхода теплоты на горячее водоснабжение не зависит от температуры наружного воздуха, и будет представлять собой прямую, параллельную оси абсцисс с ординатой 8,8 МВт для отопительного периода и с ординатой 5,65 МВт для неотопительного периода. Просуммировав ординаты часовых графиков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение для диапазона температур tн = +7,7 ¸ -29 0C и соединив их прямой получим суммарный часовой график . Для построения годового графика теплоты по продолжительности тепловой нагрузки находим продолжительности стояния температур наружного воздуха в часах с интервалом 50C и продолжительность отопительного периода для г.Омск n0 = 5280 ч. Данные сводим в таблицу №2.

Таблица 2  Продолжительность стояния температур наружного воздуха

 

Продолжительность стояния, n, час	Температура наружного воздуха
	-40 -35	-35 -30	-30 -25	-25 -20	-20 -15	-15 -10	-10 -5	-5 0	0 +5	+5 +8
n
Темпера туры	-35 и ниже	-30 и ниже	-25 и ниже	-20 и ниже	-15 и ниже	-10 и ниже	-5 и ниже	0 и ниже	+5 и ниже	+8 и ниже
ån	6	64	195	485	950	1660	2480	3310	4250	5280

 

Рисунок 2 а - часовые графики теплового потребления

       б - годовой график по продолжительности тепловой нагрузки

График по продолжительности тепловой нагрузки (см. рис. 2 б) строится на основании суммарного часового графика . Для этого из точек на оси температур (+7,7, 0, -10, -23, -29) восстанавливаем перпендикуляры до пересечения с линией суммарного часового графика и из точек пересечения проводим горизонтальные прямые до пересечения с перпендикулярами, восстановленными из точек на оси продолжительности, соответствующих данным температурам. Соединив найденные точки плавной кривой, получим график по продолжительности тепловой нагрузки за отопительный период в течение 4920 часов. Затем построим график по продолжительности тепловой нагрузки за неотопительный период, для чего проведем прямую параллельную оси абсцисс с ординатой равной = 5,74 МВт до расчетной продолжительности работы системы теплоснабжения в году равной 8400 часов.

Для построения годового графика теплового потребления по месяцам находим среднемесячные температуры наружного воздуха. Затем, используя формулы пересчета (1.10) и (1.11) определим часовые расходы теплоты на отопление и вентиляцию для каждого месяца со среднемесячной температурой ниже +8 0C. Определим суммарные расходы теплоты для месяцев отопительного периода как сумму часовых расходов на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Для месяцев неотопительного периода (с >+8) суммарный расход теплоты будет равен среднечасовому расходу теплоты на горячее водоснабжение = 5,9 МВт. Выполним расчеты для января

  (1.10)

  (1.11)

 

 

Аналогично выполняем расчёты и для других месяцев отопительного периода. Расчёты сведём в табл. 3. Используя полученные данные, построим годовой график теплового потребления по месяцам (см. рис 3)

Таблица 3 Среднечасовые расходы теплоты по месяцам года

Среднечасовые расходы теплоты по месяцам	Среднемесячные температуры наружного воздуха
	Ян	Фев	Март	Апр	Май	Июнь	Июль	Авг	Сен	Окт	Нояб	Дек
	-19,2	-17,8	-11,8	1,3	10	16,6			10,4	1,4	-8,9	-16,5
	34,16	32,88	26,37	15,34						15,24	24,7	31,68
	4,1	3,95	3,28	1,84						1,83	2,96	3,8
	8,97	8,97	8,97	8,97	5,9	5,9	5,9	5,9	5,9	8,97	8,97	8,97
	47,24	45,8	39,63	26,15	5,9	5,9	5,9	5,9	5,9	26,05	36,64	44,46