10

Содержание
1	Введение Расчет системы горячего водоснабжения			2 3
	1.1.	Конструктивное решение системы горячего водоснабжения		3
	1.2.	Определение расчетных расходов		4
		1.2.1.	Максимальный секундный расход воды	4
		1.2.2.	Циркуляционные расходы горячей воды	5
		1.2.3.	Определение часовых расходов воды и тепла	7
		1.2.4.	Определение суточной нормы расхода горячей воды	10
		1.2.5.	Определение суточного расхода теплоты на горячее водоснабжение	10
	1.3.	Определение годовых расходов теплоты на горячее водоснабжение Qгв год		10
2	Расчет тепловых нагрузок			13
	2.1.	Исходные данные		13
	2.2.	Определение часовых расходов теплоты на отопление и вентиляцию		13
	2.3.	Определение максимального часового расхода теплоты на вентиляцию		14
	2.4.	Расчет годовых расходов тепловой энергии		14
		2.4.1.	Расчет тепловой энергии на отопление зданий	14
		2.4.2.	Расчет тепловой энергии на вентиляцию зданий	15
3	Расчет подогревателя горячего водоснабжения			17
4 5	Заключение Список использованной литературы			21 22

Введение

При решении любых вопросов, связанных с теплоснабжением зданий, необходимо знать тепловые нагрузки, которые являются базой для всех последующих теплотехнических расчетов и подбора оборудования. Под тепловой нагрузкой понимают расчетный максимальный часовой расход теплоты на отопление Q_о.р, вентиляцию Q_в.р или горячее водоснабжение Q_гв зданий, а также их сумму. Эти величины определяются при выполнении проектов зданий, поэтому часто называются проектными тепловыми нагрузками.

При проектировании и эксплуатации тепловых сетей обычно используются часовые расходы воды или пара, причем в качестве единицы массы чаще всего используют тонну и измеряют расход теплоносителя G в тоннах в час (т/ч). В этом случае при выполнении расчетов тепловых сетей и теплообменных аппаратов наиболее удобной единицей измерения тепловой энергии Q в технической системе единиц является Мкал/ч (тыс. ккал/ч), а в международной системе единиц (СИ) МДж/ч (тыс. кДж/ч). В новой литературе для измерения тепловой мощности сейчас чаще используют кВт (кДж/с), что при часовых расходах G и секундных расходах Q приводит к усложнению формул для определения Q или G из-за введения в них переводного коэффициента 3600 с/ч.

1. Расчет системы горячего водоснабжения

1. Конструктивное решение системы горячего водоснабжения

Необходимо разработать систему горячего водоснабжения для четырех зданий: детского сада, жилого дома, школы и поликлиники. Для этого в котельной устанавливается подогреватель горячего водоснабжения и циркуляционные насосы для подачи горячей воды в здания. В этом случае котельная является центральным тепловым пунктом (ЦТП).

0		1		Детский сад		2		Жилой дом
Котельная (ЦТП)
	3	Школа		4		Поликлиника

Наружная сеть горячего водоснабжения проходит в подземной тепловой трассе. Подающие трубопроводы Т3 прокладываются справа, а циркуляционные Т4 – слева по ходу движения воды от источника теплоты к зданиям. Для защиты от коррозии в наружных сетях ГВ используются стальные водогазопроводные оцинкованные трубы по ГОСТ 3262. Условный диаметр труб независимо от расчетного расхода воды для подающих трубопроводов Т3 принимается не менее 32 мм, а для циркуляционных трубопроводов Т4 – не менее 25 мм. Уклон трубопроводов для обеспечения спуска воды и выпуска воздуха должен быть не менее 0,002. Для отключения отдельных потребителей или ветвей устанавливается запорная арматура. На трубопроводы диаметром 50 мм и выше применяются задвижки, при диаметрах менее 50 мм – вентили. В нижних точках трассы устанавливаются спускники для спуска вод, а в верхних точках – воздушники – вентили для выпуска воздуха. В наружных тепловых сетях используется стальная арматура.

1.2Определение расчетных расходов воды

1. Максимальный секундный расход воды.

Подающие трубопроводы рассчитываются на максимальные секундные расходы воды G_сек, л/с, которые определяются по формуле:

G_сек = 5*g₀*α (1.1)

α – вспомогательная безразмерная величина, зависящая от общего количества N водоразборных приборов на расчетном участке сети и вероятность их действия Р;

g₀ – секундный расход воды одним водоразборным прибором, л/с, определяется по приложению 3 [1]

g₀₁ = 0,14 л/с – детский сад

g₀₂ = 0,2 л/с – жилой дом

g₀₃ = 0,1 л/с – школа

g₀₄ = 0,14 л/с – поликлиника

Для участков наружной сети системы ГВ, обслуживающих группу зданий различного типа и назначения, вероятность действия приборов Р и секундный расход воды одним прибором g₀ определяются как средневзвешенные величины по всем зданиям:

РхN = (1.2)

Где m – количество потребителей горячей воды в здании,

G_ч.наиб. – норма расхода горячей воды одним потребителем в час наибольшего водопотребления, принимаемая по приложению 3 [1]

G_{ч.наиб.1} = 8 л/(ч*чел)

G_{ч.наиб.2} = 10 л/(ч*чел)

G_{ч.наиб.3} = 1 л/(ч*чел)

G_{ч.наиб.4} = 1,2 л/(ч*чел)

РхN = = 2,28

При РхN α = 1,555

Секундный расход воды g₀ одним прибором будет равен:

g₀ = (1.3)

g₀ = = 0,17 л/с

Тогда максимальный секундный расход воды Gсек:

G_сек = 5*0,17*1,555 = 1,322 л/с

2. Циркуляционный расход горячей воды.

При движении горячей воды от водоподогревательной установки до водоразборной приборов, вследствие потерь теплоты подающими трубопроводами в окружающую среду, происходит остывание воды. При перерывах в водоразборе вода может остыть до 35 – 22 ˚С, поэтому возможен слив потребителями остывшей воды в канализацию, что приводит к потерям чистой воды и теплоты. Для предотвращения сливов остывшей воды в протяженных системах централизованного ГВ устраиваются централизованные трубопроводы, с помощью которых вода непрерывно циркулирует в системе и дополнительно подогревается в водоподогревательной установке. Минимальное количество воды, которое должно циркулировать в системе ГВ при отсутствии водоразбора, зависит от величины потерь теплоты подающими трубопроводами Q_тп.доп и допустимого остывания горячей воды при ее движения от водоподогревательной установки до наиболее удаленного водоразборного прибора. В закрытых системах теплоснабжения температура горячей воды после теплообменника принимается t_г = 60 ˚С, минимальная температура воды в водоразборных приборах по нормам должна быть не менее 50 ˚С. Таким образом, максимально допустимая величина остывания равна δt_ост = 10 ˚С.

Для вычисления циркуляционных расходов воды необходимо определить потери теплоты в системе ГВ зданий:

Q_тп.зд = (1.4)

Где с – теплоемкость воды, с = 4,19 кДж/кг*град

Gсут.ср – средняя суточная норма расхода горячей воды на одного потребителя, определяемая по приложению 3 [1]

Gсут.ср₁ = 25 л/(сут*чел)

Gсут.ср₂ = 105 л/(сут*чел)

Gсут.ср₃ = 3 л/(сут*чел)

Gсут.ср₄ = 5,2 л/(сут*чел)

t_ср – средняя температура горячей воды, разбираемой потребителями, в закрытых системах теплоснабжения t_cp = 55 ˚С;

t_x – средняя за отопительный сезон температура холодной воды в водопроводе, t_х = 5 ˚С;

ρ – плотность воды, ρ = 985,7 кг/м³ (при t_cp = 55 ˚С)

Ктп – коэффициент, учитывающий потери теплоты трубопроводами горячего водоснабжения, для наружной сети ГВ Ктп = 0,05

Q_тп.зд1 = = 430,22кДж/ч,

Q_тп.зд2 = = 4426,93 кДж/ч,

Q_тп.зд3 = = 83,89 кДж/ч,

Q_тп.зд4 = = 98,43 кДж/ч,

Циркуляционный расход воды на здание, л/с, вычисляется по формуле:

Gц = , (1.5)

Где в – коэффициент разрегулировки циркуляционной сети, принимаемый при расчете наружной сети ГВ = 1,3;

δt_ост – величина остывания воды в системе ГВ здания, при установке подогревателей горячего водоснабжения в котельной δt_ост = 8,5 ˚С

Gц₁ = = 0,0044 л/с

Gц₂ = = 0,046 л/с

Gц₃ = = 0,00086л/с

Gц₄ = = 0,0010 л/с

3. Определение часовых расходов воды и теплоты.

а) Средний часовой расход горячей воды

Средний часовой расход горячей воды, л/ч, на здание определяется в зависимости от потребителей (и их количества m) и средней суточной нормы расхода воды G_сут.ср по формуле:

Gч.сут = (1.6)

Gч.сут₁ = = 41,67 л/ч

Gч.сут₂ = = 428,75 л/ч

Gч.сут₃ = = 8,13 л/ч

Gч.сут₄ = = 9,53л/ч

б) Максимальный часовой расход горячей воды на здание в сутки наибольшего водопотребления, л/ч, определяется по формуле:

Gч.max = 5G₀*α_ч, (1.7)

G₀ – наибольший часовой расход воды одним водоразборным прибором.

G₀₁ = 60 л/ч

G₀₂ = 200 л/ч

G₀₃ = 60 л/ч

G₀₄ = 60 л/ч

α_ч – вспомогательная безразмерная величина, определяемая в зависимости от общего количества водоразборных приборов N в здании и вероятности использования их в час наибольшего водопотребления Pч

N*Pч = (1.8)

N*Pч₁ = = 8; α = 2,6699

N*Pч₂ = = 4,9; α = 2,524

N*Pч₃ = = 1,08; α = 1,011

N*Pч₄ = = 0,88; α = 0,905

Gч.max₁ = 5*60*2,6699 = 800,97 л/ч

Gч.max₂ = 5*200*2,524 = 2524 л/ч

Gч.max₃ = 5*60*1,011 = 303,3 л/ч

Gч.max₄ = 5*60*0,905 = 271,5 л/ч

в) Определение коэффициента часовой неравномерности потребления горячей воды k_ч, показывающий во сколько раз максимальный часовой расход воды больше среднечасового расхода.

k_ч = (1.9)

k_ч1 = = 19,22

k_ч2 = = 5,89

k_ч3 = = 37,31

k_ч4 = = 28,49

г) Расчет часовых расходов теплоты на горячее водоснабжение.

Часовые расходы теплоты на горячее водоснабжение (средний и максимальный ), кДж/ч, определяются по формулам:

= с*ρ*G_ч.ср*(t_ч.ср - t_x)*(1 + k_тп)*10^-3; (1.10)

= с*ρ*G_ч.ср*(t_ч.ср - t_x)*(k_ч + k_тп)*10^-3; (1.11)

Коэффициент k_тп учитывает долю потери теплоты трубопроводами горячей воды:

k_тп = k_тп.н. + k_тп.зд, (1.12)

k_тп.н. – коэффициент учитывающий потери теплоты наружными сетями ГВ, k_тп.н. = 0,05

k_тп.зд. – коэффициент учитывающий потери теплоты трубопроводами внутренней сети ГВ здания. Для системы ГВ здания без полотенцесушителей и с неизолированными стояками k_тп.зд. = 0,2

k_тп = k_тп.н. + k_тп.зд = 0,05 + 0,2 = 0,25

₁ = 4,19*10³*0,986*41,67*(55 - 5)*(1 + 0,25)*10^-3 = 10,76 кДж/ч

₂ = 4,19*10³*0,986*428,75*(55 - 5)*(1 + 0,25)*10^-3 =110,70 кДж/ч

₃ = 4,19*10³*0,986*8,13*(55 - 5)*(1 + 0,25)*10^-3 = 2,099 кДж/ч

₄ = 4,19*10³*0,986*9,53*(55 - 5)*(1 + 0,25)*10^-3 =2,46 кДж/ч

₁ = 4,19*10³*0,986*41,67*(55 - 5)*(19,22 + 0,25)*10^-3 = 167,59 кДж/ч

₂ = 4,19*10³*0,986*428,75*(55 - 5)*(5,89 + 0,25)*10^-3 = 543,79 кДж/ч

₃ = 4,19*10³*0,986*8,13*(55 - 5)*(37,31 + 0,25)*10^-3 = 63,08 кДж/ч

₄ = 4,19*10³*0,986*9,53*(55 - 5)*(28,49+ 0,25)*10^-3 = 56,577 кДж/ч

4. Определение суточной нормы расхода горячей воды:

Gсут = Gсут.ср*m (1.13)

Gсут₁ = 25*40 = 1000 л/сут

Gсут₂ = 105*98 = 10290 л/сут

Gсут₃ = 3*65 = 195л/сут

Gсут₄ = 5,2*44 = 228,8 л/сут

5. Определение суточной расхода теплоты на горячее водоснабжение:

Qсут = с*ρ*G_сут*(t_ч.ср - t_x)*(1 + k_тп)*10^-3; (1.14)

Qсут ₁ = 4,19*10³*0,986*1000*(55 - 5)*(1 + 0,25)*10^-3 = 0,26 МДж/сут

Qсут ₂ = 4,19*10³*0,986*10290*(55 - 5)*(1 + 0,25)*10^-3 = 2,66 МДж/ сут

Qсут ₃ = 4,19*10³*0,986*195*(55 - 5)*(1 + 0,25)*10^-3 = 0,05 МДж/ сут

Qсут ₄ = 4,19*10³*0,986*228,8*(55 - 5)*(1 + 0,25)*10^-3 = 0,059 МДж/ сут