Теплоснабжение микрорайона города

 

 

 

3. Построение графика расхода теплоты

При построении графика расхода теплоты, начало и окончание отопительного периода принимаются при среднесуточной температуре наружного воздуха 10°С, т.к. г.Нижний Новгород климатически относится к районам с расчетной температурой наиболее холодной пятидневки ниже -30°С.

При построении графика учитывается, что при  и при     .

 

При расходы теплоты на отопление и вентиляцию определяются по формулам:

 

(3.1.1)

 

(3.1.2)

 

где – средняя температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий, °С, принимается по Приложению Б [2].

 

Тепловая нагрузка на горячее водоснабжение – круглогодичная и в течении отопительного периода условно принимается постоянной, не зависящей от температуры наружного воздуха.

Средний тепловой поток на горячее водоснабжение в неотопительный период определяется по формуле:

(3.1.3)

где – среднесуточный расход теплоты на горячее водоснабжение в отопительный период, Вт;

  – температура горячей воды, °С;

  – температура холодной воды, подаваемой к водоподогревателям,  в летний период, °С, принимается 15 °С;

 – температура холодной  воды, подаваемой к водоподогревателям,  в зимний период , °С, принимается 5 °С;

 – коэффициент, учитывающий  изменение среднего расхода воды  на горячее водоснабжение в неотопительный период по отношению к отопительному, принимается для жилищно-коммунального сектора равным 0,8.

 

 

Рисунок 3.1 – График потребления теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилых и общественных зданий микрорайона.

 

 

4. Проектирование тепловых сетей

1. Определение расчетных расходов теплоносителя в тепловой сети

Расчетный расход сетевой воды на отопление и вентиляцию для определения диаметров труб водяных тепловых сетей при качественном регулировании отпуска теплоты рассчитывается по формулам:

	(4.1.1)
	(4.1.2)

где – расчетные температуры сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах при tо , °С;

  – расчетные температуры сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах при tнв , °С;

  – максимальные тепловые потоки на отопление и вентиляцию при tо и   tнв , кВт;

 – удельная теплоемкость  воды, с = 4,187 кДж/(кг*°С).

 

Расчётные расходы сетевой воды на горячее водоснабжение зависят от схемы присоединения водоподогревателей. В закрытой системе теплоснабжения присоединение водоподогревателей горячего водоснабжения, установленных в местных тепловых пунктах, принимают в зависимости от соотношения максимальных тепловых нагрузок на горячее водоснабжение и отопление:

Таблица 4.1.1 – Выбор схемы присоединения водоподогревателей ГВС

№№ зданий по плану	Наименование зданий	Максимальный тепловой поток на горячее водоснабжение, Qh max, Вт	Тепловой поток на отопление для N зданий, Qо max, Вт	Qh max/Qо max	Критерий выбора схемы присоединения водоподогревателей горячего водоснабжения	Выбранная схема присоединения водоподогревателей горячего водоснабжения
1	школа на 900 учащихся	282 623	475 114	0,59	0,2÷1,0	двухступенчатая
4	детский сад	83 740	103 404	0,81	0,2÷1,0	двухступенчатая
11, 12	магазин	здание не снабжается горячей водой
2, 3, 5	семиэтажный восьмиподъездный жилой дом	1 875 776	1 388 016	1,35	>1,0	одноступенчатая параллельная
6, 7, 8	пятиэтажный шестиподъездный жилой дом	1 004 880	941 868	1,07	>1,0	одноступенчатая параллельная
9, 10	пятиэтажный четырехподъездный жилой дом	446 613	508 939	0,88	0,2÷1,0	двухступенчатая

 

Средние расходы воды при параллельной и двухступенчатой схемах подключения водоподогревателей определяют по формулам 4.1.3 и 4.1.4 соответственно:

	(4.1.3)
	(4.1.4)

где – температура воды в подающем трубопроводе в точке излома графика;

  – температура воды в обратном трубопроводе;

  – температура воды после параллельно включенного подогревателя в точке излома графика, °С, принимаем для расчетов ;

 – температура водопроводной воды после первой ступени подогрева при двухступенчатых схемах присоединения водоподогревателей, °С;

 – температура водопроводной воды в отопительных период, °С, принимаю для расчетов +5 °С.

 

Суммарный расчетный расход сетевой воды в двухтрубных тепловых сетях определяется как сумма расходов по отдельным видам теплопотребления:

(4.1.5)

где – коэффициент запаса, учитывающий долю среднего расхода на горячее водоснабжение, принимаем при отсутствии баков-аккумуляторов для системы с суммарным тепловым потоком менее 100 МВт .

Результаты расчета приведены в таблице 4.1.2

 

Таблица 4.1.2 – Определение расчетных расходов теплоты

№№ зданий по плану	Наименование зданий		Тепловые потоки, МВт					Расчетные расходы теплоносителя, т/ч				Суммарный расчетный расход сетевой воды, т/ч
			Qо max		Qv max	Qhm		Gо max		Gv max	Ghm
1	школа на 900 учащихся		0,48		0,07	0,12		5,106		1,05	1,27	7,672
4	детский сад на 200 детей		0,10		0,02	0,03		1,111		0,33	0,38	1,890
11, 12	магазин		0,06		0,04	0,00		0,615		0,55	0,00	1,162
2, 3, 5	семиэтажный восьмиподъездный жилой дом		1,39		0,00	0,78		14,918		0,00	16,80	35,078
6, 7, 8	пятиэтажный шестиподъездный жилой дом		0,94		0,00	0,42		10,123		0,00	9,00	20,923
9, 10	пятиэтажный четырехподъездный жилой дом		0,51		0,00	0,19		5,470		0,00	2,00	7,870
ΣQ, МВт						5,14		ΣG, т/ч			68,71
									Gd, т/ч		74,59

 

 

2. Расчет магистрали тепловой сети

Целью гидравлического расчёта является определение диаметра трубопровода тепловой сети; скорости движения теплоносителя; давлений в различных точках  и потерь давления на участках тепловой сети и по всей трассе.

Гидравлический расчет закрытой системы теплоснабжения выполняется для подающего теплопровода, а диаметры обратного теплопровода и падение давлений в нем принимаются такими же, как и в подающем.

Гидравлический расчет производится в следующей последовательности:

1. выбирается магистраль, то есть направление от одного из потребителей, характеризующегося наименьшим удельным падением давления (самого удалённого) до источника тепла;
2. тепловая сеть разбивается на расчётные участки (расчётный участок – часть тепловой сети, расход теплоносителя на протяжении которой постоянен), с указанием расчетного расхода теплоносителя на данном участке и длины участка по плану;
3. задаются удельным падением давления в основной магистрали в пределах 30-80 Па/м, в ответвлениях – не более 300 Па/м;
4. исходя из расходов теплоносителя на участках, по таблицам [2], составленным для труб с коэффициентом шероховатости Кэ=0,5мм,  находим диаметр теплопровода, действительные удельные потери давления на трение и  скорость движения теплоносителя, которая должна быть не более 3,5 м/с.

Расчетная схема тепловой сети приведена на рисунке 4.1.

 

 

 

 
Предварительный расчет магистрали

Определяем приведенную длину каждого участка трубопровода:

(4.2.1)

где l – длина участка трубопровода по плану, м;

lэкв. – эквивалентная местным сопротивлениям длина, м. Для предварительного расчета принимаем lэкв.=0,3· l.

Исходя из заданных расходов теплоносителя по участкам магистрали, по справочным данным выбираем диаметры трубопроводов. Диаметры выбираются таким образом, чтобы удельные потери давления при данном расходе лежали в пределах 30÷80 Па/м.

Далее, по известным удельным потерям давления, рассчитываем потери давления на участках:

(4.2.2)

Определяем суммарные потери до источника теплоты.

 

Таблица 4.2.1 – Предварительный расчет магистрального трубопровода

№ участка	Расход воды G		Размеры труб, мм		Длина участка, м			Скорость движения воды на участке w, м/с	Потери давления		Суммарные потери от источника теплоты
	т/ч	кг/с	условный диаметр dу	наружный диаметр dнхS	По плану l	эквивалентная местным сопротивлениям, lэкв	приведенная, lпр=l+lэкв		удельные на трение ∆P/l, Па/м	На участке ∆P, Па	давления кПа	напора, м
1	1,162	0,32	40	45х2,5	52,6	15,8	68,3	0,28	37,95	2593,0	2,593	0,259
2	2,325	0,65	50	57х3,5	119,3	35,8	155,1	0,34	41,89	6496,2	6,496	0,650
3	23,248	6,46	125	133х4,0	47,0	14,1	61,1	0,54	32,08	1960,1	1,960	0,196
4	46,060	12,79	150	159х4,5	47,0	14,1	61,1	0,76	48,95	2990,8	2,991	0,299
5	66,983	18,61	200	219х6,0	38,8	11,6	50,5	0,59	19,52	985,1	0,985	0,099
6	117,800	32,72	200	219х6,0	22,3	6,7	29,0	1,03	60,92	1766,9	1,767	0,177
7	152,878	42,47	250	273х7,0	90,7	27,2	117,9	0,88	33,26	3920,0	3,920	0,392
8	195,628	54,34	250	273х7,0	81,4	24,4	105,9	1,1	51,99	5504,3	5,504	0,550