1П.Расчет тепловой нагрузки системы теплоснабжения по укрупненным показателям

Существуют два метода расчета расходов теплоты по укрупненным показателям. Первый метод – по известным площадям районов застройки на генплане, применяемый на этапе предварительного проектирования, когда неизвестны точно типы и количество зданий в квартале. Второй метод – по удельным тепловым характеристикам зданий. Применяется для рабочего проектирования или для существующей тепловой сети, когда известны точно типы, количество и размеры всех зданий в квартале.

Определение тепловых нагрузок для систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения по первому способу ( метод укрупненных тепловых потоков)

1) Максимальный (расчетный ) тепловой поток, Вт, на отопление жилых и общественных зданий определяют по формуле:

, Вт

где - укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий на 1 м² общей площади, Вт/м² принимается по п. 2.4. [2].

- общая площадь жилых зданий, м²;

- коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий, при отсутствии данных принимается равным 0,25.

2) Максимальный (расчетный) тепловой поток, Вт, на вентиляцию определяют по формуле:

, Вт

где - коэффициент, учитывающий тепловой поток на вентиляцию общественных зданий, при отсутствии данных принимается равным 0,6.

3) Средний тепловой поток, Вт, на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий определяют по формуле:

, Вт

где - укрупненный показатель максимального среднего теплового потока на горячее водоснабжение на одного человека принимаемый по прил. 3 [2];

- число жителей в квартале.

Если в системах горячего водоснабжения отсутствует аккумулирование, то за расчетный принимается максимальный тепловой Вт, на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий, который определяют по формуле:

, Вт Среднечасовой расход теплоты на горячее водоснабжение в летний период:

,

где - среднечасовой расход теплоты на горячее водоснабжение в летний период, кДж/ч;

и - соответственно зимняя (5 °С) и летняя (15 °С) температуры воды в водопроводе;

- коэффициент, учитывающий снижение летнего расхода теплоты на горячее водоснабжение по отношению к зимнему расходу, =0,8.

Расчет теплопотребления сводим в табл. 2.

Определяя расчетный расход теплоты для района города, учитывают, что при транспорте теплоносителя происходят потери теплоты в окружающую среду, которые принимаются равными 5 % от тепловой нагрузки. Поэтому суммарные расходы теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение умножают на коэффициент 1,05.

После определения расчетного теплопотребления приступают к выбору системы теплоснабжения, построению графиков часовых расходов теплоты в зависимости от температуры наружного воздуха, и гидравлическому расчету.

2П. Гидравлический расчет водяной системы теплоснабжения

Основной задачей гидравлического расчета трубопроводов тепловых сетей является определение диаметров трубопроводов и падения давления при заданных расходах теплоносителя. Расчет проводится в два 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 диаметры условного прохода в мм.

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

а) зная расход на главном участке магистрали, долю падения давления в местных сопротивлениях

где z – поправочный коэффициент, для водяных тепловых сетей z = 0,01; G – расход теплоносителя в головном участке магистрали.

б) значение среднего удельного падения давления:

где R_ср – среднее удельной падение давления, Па/м; R_сн – рекомендуемое удельное падение давления, равное 80 Па/м для магистральных участков.

в) по известным расходам на участках с помощью таблиц и номограмм подбираем диаметры труб с округлением до стандартных размеров.

1.4. 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 и равномерно, вдоль прямолинейных участков с соблюдением допустимых расстояний. Допустимые расстояния между неподвижными опорами выбираются в зависимости от диаметров и типов компенсаторов. Фактические расстояния между двумя опорами не должны превышать допустимые.

После расстановки неподвижных опор устанавливают по одному П-образному компенсатору между двумя опорами на тех участках, где нет поворотов (опусков или подъемов) с углом менее 150^о. Участки с естественными поворотами должны проверяться на самокомпенсацию.

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

2. После того, как на расчетной схеме будут указаны все местные сопротивления, приступаем к окончательному гидравлическому расчету главной ветви.

2.1. На каждом участке определяется количество и тип местных сопротивлений и находится сумма коэффициентов Σξ местных сопротивлений.

2.2. По графикам, таблицам или номограммам для гидравлического расчета трубопроводов определяются фактические удельные потери напора на трение R и скорость теплоносителя на участке V м/с. Затем определяем линейные потери напора на участках

где l – длина участка, м; – удельные потери напора на трение, мм/м.

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

2.4. Определяем сумму линейных и местных потерь напора:

2.5. Определяем суммарные потери напора от конечного абонента до расчетного 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 R_ср которое определяется расчетом, но не должно превышать 300 Па/м.

Для определения R_ср: - определяем Р_расп для каждого ответвления по правилу увязки гидравлического узла; - определяем долю потерь давления в местных сопротивлениях относительно линейных потерь: - определяем расчетную длину участка ответвления l_отв, м; - определяем расчетные средние удельные потери на трение для каждого ответвления.

По расчетным значениям R_ср.отв 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 расчетной 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:

При этом должно выполняться условие должно выполняться условие Н ≤ 15%.

Если Н > 15%, то на абонентском вводе тепловой сети устанавливается шайба на разность давлений р_ш = р_расп – Δр_отв.

Диаметр шайбы определяется по формуле