1.4. Расчет и построение графиков потребления тепловых нагрузок

Для установления экономичного режима работы теплофикационного оборудования, выбора наивыгоднейших параметров теплоносителя и для других плановых и технико-экономических изысканий необходимо учесть повторяемость тепловых нагрузок в течение года. Для этой цели удобно пользоваться графиками потребления тепловых нагрузок.

Для построения зависимости расхода тепла на отопление от температу­ры наружного воздуха, нагрузку , полученную по формуле (1.1) от­кладывают на оси ординат при температуре равной t_н.о, а затем проводят че­рез эту точку линию до пересечения с температурой +18 °С (линия 2). При температу­рах больше +8 ⁰Слиния изображается пунктиром.

Линия, соответствующая вентиляционной нагрузке с рециркуляцией, строится следующим образом: на оси ординат откладываем значение нагруз­ки , полученной по формуле (1.2); через полученную точку проводится гори­зонтальная линия в диапазоне температур от t_н.одо t_н.в; далее из точки пере­сечения горизонтальной лини и изотермы t_н.впроводим прямую до пересече­ния с осью температур в точке +18 °С (линия 3). При температурах больше +8 ⁰С линия изображается пунктиром.

Линии, соответствующие нагрузке горячего водоснабжения (ГВС), изображаются горизонтальными прямыми (линии 4, 5). График нагрузки ГВС состоит из двух горизонтальных линий, одна из которых соответствует зимней нагрузке, а другая – летней.

График годового (суммарного) теплопотребления строится путем сложения орди­нат всех видов теплопотребления (линия 1) [1].

Для построения годового графика по продолжительности тепловой нагрузки (правая часть) по [2] находим продолжительность стояния температур наружного воздуха в часах с интервалом 5 ^оС. Для каждой температуры рассчитываем тепловые нагрузки на отопление, вентиляцию и ГВС по формулам:

– для отопления:

, (1.5)

– для вентиляции:

, (1.6)

где t_{н.ср.мес} – среднемесячная температура наружного воздуха, ⁰C; t_вн – расчетная температура воздуха внутри помещения, ⁰С; t_н – расчетная температура наружного воздуха на отопление, ⁰С; t^в_н – расчетная наружная температура воздуха для системы вентиляции, ⁰С;Q_о^р, Q_в^р – расчетная тепловая нагрузка соответственно на отопление и вентиляцию, кВт.

Расчет ведем только для отопительного периода. За отопительный период принимаем время года с температурой меньшей или равной +8 ⁰C. При температуре наружного воздуха t_{н.ср.мес} меньше t_н тепловая нагрузка на отопление Q_о = Q_о^р. При температуре наружного воздуха t_{н.ср.мес} меньше t_н^в тепловая нагрузка на вентиляцию Q_в = Q_в^р.

В неотопительный период (при температуре наружного воздуха t_{н.ср.мес} больше +8 ⁰C) тепло расходуется только на ГВС.

Продолжительность стояния температур наружного воздуха равной или меньше +8 ^oC [2]:

Соответственно неотопительный (теплый) период года будет составлять:

n_н = 24 ∙ 365 – 4780 = 3980 ч.

Пример расчета для температуры наружного воздуха 0 ^oC.

Число часов стояния температуры наружного воздуха равной или ниже +0 ^oC [6]: n = 3048 часов.

,

Расчеты для остальных периодов аналогичны, сведены в табл. 3.

Таблица 3 – Расчет годового графика теплового потребления по продолжительности тепловой нагрузки

Температура периода, 0С	Продолжительность периода, часы	Qо, кВт	Qв, кВт	QГВС, кВт	QΣ, кВт
–40	22	951,2	3085,6	35,8	4072,6
–35	146	869,2	2819,6	35,8	3724,6
–30	478	787,2	2553,6	35,8	3376,6
–25	1050	705,2	2287,6	35,8	3028,6
–20	1800	623,2	2021,6	35,8	2680,6
-15	2540	541,2	1755,6	35,8	2332,6
-10	3160	459,2	1489,6	35,8	1984,6
-5	3340	377,2	1223,6	35,8	1636,6
0	4400	295,2	957,6	35,8	1288,6
+8	5760	164	532	35,8	731,8
	Итого:	5773,1	18726,4	358	24857,2

В левом квадранте строим графики зависимости расхода теплоты от температуры наружного воздуха. В правом квадранте строим годовой график по продолжительности тепловой нагрузки в соответствии с рис. 1.

Рисунок 2– Годовой график тепловых нагрузок

1 – суммарная тепловая нагрузка котельной в зависимости от температуры окружающей среды; 2 – отопительная нагрузка; 3 – тепловая нагрузка вентиляции; 4 – зимняя нагрузка горячего водоснабжения; 5 – летняя нагрузка горячего водоснабжения; 6 – график продолжительности сезонной тепловой нагрузки

Для построения годового графика теплового потребления по месяцам используем среднемесячные температуры наружного воздуха для г. Чита[2].

Пример расчета для января.

Среднемесячная температура наружного воздуха t_{н.ср.мес} = –24,8⁰С.

Суммарный расход теплоты за январь:

Расчеты годового теплового потребления по месяцам сведены в табл. 4.

Таблица 4 – Расчет годового теплового потребления по месяцам

Месяц	tн.ср.мес, 0С	Qо, кВт	Qв, кВт	QГВС, кВт	Q∑, кВт
Январь	–20,9	878.3	2543.7	35.8	3457.8
Февраль	–18,3	820.2	2295.3	35.8	3151.3
Март	–9,7	600.6	1888.5	35.8	2524.9
Апрель	+1,0	442.6	955.9	35.8	1434.3
Май	+8,4	220.0	452.6	35.8	708.4
Июнь	+14,8	50.4	130.5	35.8	216.7
Июль	+18,0	0,0	0.0	28,6	28,6
Август	+15.8	0,0	0.0	28,6	28,6
Сентябрь	+8,1	200.4	420.5	35.8	656.7
Октябрь	+0,5	500.1	1100.4	35.8	1636.3
Ноябрь	-10,8	711.5	1596.4	35.8	2343.7
Декабрь	–18,7	835.2	2320	35.8	3191
	Итого:	5259.3	13703.8	393.6	19356.7

По табл. 4 строим годовой график теплового потребления по месяцам в соответствии с рис. 2.

.

Рисунок 3 – Годовой график теплового потребления по месяцам.