4.6. Определение расчётных расходов теплоносителя

Для того чтобы потребители получили расчетное количество тепловой энергии, необходимо правильно и эффективно организовать транспорт тепловой энергии от источника до всех потребителей. Для этого необходимо выбрать вид, параметры и количество теплоносителя. В России для теплоснабжения жилищного коммунального сектора принято использовать воду. Расчетные температуры воды определяются режимом работы теплоприготовительной установки и задаются перед началом проектирования.

Расчётные расходы теплоносителя определяются исходя из максимальных тепловых нагрузок на системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения с последующим их суммированием для каждого квартала.

Расход воды для систем отопления , кг/ч, определяем по формуле:

(16)

где – максимальная тепловая нагрузка на систему отопления, Вт;

– удельная теплоёмкость воды, с = 4,19 кДж/кг·ºС;

, – расчётные температуры теплоносителя (при максимальных тепловых нагрузках) в подающем и обратном трубопроводах.

Расход теплоносителя для систем вентиляции , кг/ч:

(17)

где – максимальная тепловая нагрузка на систему вентиляции, Вт;

, – температура воды в подающем и обратном трубопроводах, принятая по температурному графику при расчётной температуре наружного воздуха для проектирования систем вентиляции

Расчётный расход теплоносителя для систем горячего водоснабжения определяется в зависимости от схемы подключения водоподогревателя ГВС согласно [2] . Для двухступенчатой схемы присоединения водоподогревателей максимальный расход , кг/ч равен:

(18)

где – максимальный расход теплоты на горячее водоснабжение в час наибольшего водопотребления, Вт;

, – температуры прямого и обратного теплоносителя в точке излома температурного графика, принимаем = 70 ºС, = 30ºС.

Суммарный расчётный расход теплоносителя:

(19)

где – коэффициент, учитывающий влияние качественного регулирования отпуска теплоты, принимается по [2, табл. 2],

Результаты расчётов расходов теплоносителя микрорайоном сводим в таблицу прил. 6.

4.7. Гидравлический расчёт тепловой сети

Основной задачей гидравлического расчёта трубопроводов тепловых сетей является определение диаметров трубопроводов и падения давления при заданных расходах теплоносителя. Расчёт проводится в 2 этапа:

1. Предварительный расчет

1.1. Составляем расчетную схему тепловой сети.

На схеме показываем:

- источник тепловой энергии;

- трассу теплопроводов в масштабе генплана;

- тепловые пункты;

- местные сопротивления.

1.2. Выбираем расчетную ветвь и выполняем маркировку расчетных участков с указанием: номера участка, расхода теплоносителя в т/ч, длины участка в м и, позже, диаметра условного прохода трубопровода в мм., в соответствии с рис. 4.35 [4].

1.3. Выполняем предварительный подбор оптимальных диаметров участков главной расчетной ветки по правилу средних удельных потерь давления в следующем порядке:

а) зная расход в головном участке магистрали, определяем долю падения давления в местных сопротивлениях:

, (20)

где - коэффициент, для водяных тепловых сетей =0,01;

- расход теплоносителя в головном участке магистрали;т/ч

б) значение среднего удельного падения давления:

, (21)

где - среднее удельное падение давления, Па/м;

- рекомендуемое удельное падение давления, определяется расчетом, при отсутствии расчетных данных принимается равным 80 Па/м=8 мм.в.ст для магистральных участков.

в) по известным расходам на участках с помощью таблиц и номограмм,пример на стр.190-196 [4], выбираем стандартные диаметры труб (калибры).

1.4. Расставляем на расчетной схеме все местные сопротивления. Выбираем типы компенсаторов и расставляем их на расчетной схеме. Для этого, сначала на схеме устанавливаются неподвижные опоры. Неподвижные опоры расставляются обязательно по одной у каждого тройника и у каждого поворота далее равномерно, вдоль прямолинейных участков с непревышением допустимых расстояний l_доп. Допустимые расстояния между неподвижными опорами выбираются в зависимости от диаметров и типов компенсаторов по [5, табл. 3.7, стр. 36]. Фактические расстояния между двумя опорами не должны превышать допустимые l_max< l_доп. На поворотах расстояние между опорами не должно превышать значения l_max<0,6* l_доп..

После расстановки неподвижных опор устанавливается по одному П – образному компенсатору между двумя опорами на тех участках, где нет поворотов (опусков или подъемов) с углом менее 130º.Участки с естественными поворотами должны проверяться на самокомпенсацию.

На схеме, в местах перехода диаметров устанавливаем условные знаки сужения.

2. После того, на расчетной схеме будут указаны все местные сопротивления, приступаем к окончательному гидравлическому расчету главной ветви, который сводим в таблицу прил. 7.

2.1. На каждом участке определяется количество и тип местных сопротивлений и, по табл. 4.15 [4] находится сумма коэффициентов местных сопротивлений.

2.2. По графикам, таблицам или номограммам для гидравлического расчета трубопроводов [4, стр. 190-196] определяются фактические удельные потери напора на трение и скорость теплоносителя на участке м/с. Затем определяем линейные потери напора на участках , м:

м.в.ст (22)

где – длина участка, м;

– удельные потери напора на трение, мм/м, опр.

2.3. Потери напора в местных сопротивлениях удобно определять по номограмме рис. 4.34 [4] в зависимости от скорости воды и суммы коэффициентов местных сопротивлений на участке.

2.4. Определяем сумму линейных и местных потерь напора:

(23)

2.5. Определяем суммарные потери напора от конечного абонента до расчётного участка .

После расчета потерь давления в главной магистральной ветви производится увязка ответвлений.

Расчет ведем в следующем порядке:

1) Выполняем предварительный подбор диаметров.

Диаметры участков ответвлений подбираются исходя из расчетного значения которое определяется расчетом, но не должно превышать 300 Па/м = 30 мм.в.ст.

Для определения :

- определяем для каждого ответвления по правилу увязки гидравлического узла:

- определяем расчетную длину участка ответвления , м.

- определяем расчетные средние удельные потери на трение для каждого ответвления:

(25)

По расчетным значениям выбираем наиболее подходящие диаметры участков ответвлений с помощью номограмм или таблиц для гидравлического расчета. При выборе диаметров участков, необходимо помнить, что удельные потери давления для участков не должны превышать значения 300 Па/м.

2) Расставляем на ответвлениях (на расчётной схеме) неподвижные опоры и компенсаторы аналогично главной ветви.

3) Выполняем основной гидравлический расчет в той же таблице, что и расчет для главной ветви.

4) Определяем невязку потерь давления:

(26)

при этом должно выполняться условие Н ≤ 15 %.

Если Н > 15%, то на абонентском вводе тепловой сети устанавливается шайба на разность давлений .