Блок № 3 – Теплоснабжение, газоснабжение

1. Классификация потребителей тепла. Сезонные и круглогодичные потребители. Определение максимальных часовых и среднечасовых расходов тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение зданий. Удельная тепловая характеристика здания и её определение.

+метод стр 5-13

Потребителями тепла системы централизованного теплоснабжения •являются:

а) теплоиспользующие санитарно-технические системы зда'няй (системы отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха, горячего водоснабжения) ;

б) различного рода технологические установки, использующие тепло низкого потенциала (до 300—350°С).

По режиму потребления тепла в течение года различают две группы потребителей:

1) сезонные потребители, нуждающиеся в тепле только в холодный гпериод года, с зависимостью расхода тепла в основном от температуры наружного воздуха;

2) круглогодовые потребители, нуждающиеся в тепле весь год, со слабо выраженной в большинстве случаев зависимостью расхода тепла •от температуры наружного воздуха.

К первой группе относятся системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, ко второй — системы горячего водоснабжения и •технологические установки. Если для систем кондиционирования воздуха искусственный холод в теплый период года вырабатывается на основе использования тепловой энергии абсорбционным или эжекторным методами, то такие системы входят во вторую группу.

Потребителей, получающих тепло от централизованной системы теплоснабжения, называют абонентами этой системы, а расходуемое абонентами тепло — тепловой нагрузкой источника тепла.

В зависимости от соотношения и режимов отдельных видов теплопотребления различают три характерные группы абонентов: жилые здания, общественные здания, промышленные здания и сооружения. В последнюю группу входят также сельскохозяйственные производственные здания и комплексы. Для жилых зданий характерны сезонные расходы тепла на отопление и вентиляцию и круглогодовой расход тепла на горячее водоснабжение, В жилых зданиях не устраивают специальной приточной вентиляции — свежий воздух поступает в помещения через форточки окон и неплотности в наружных ограждениях. Подогрев вентиляционного воздуха в этом случае возлагается на систему отопления. Для большинства общественных зданий основное значение имеют сезонные расходы тепла на отопление, вентиляпию и кондиционирование воздуха. У промышленных абонентов, в том числе и сельскохозяйственного направления, обычно имеются все виды теплопотребления количественное соотношение между которыми определяется видом основного производства. Некоторые общественно-коммунальные предприятия, такие, как бани, прачечные и т. п., по характеру теплопотребления следует рассматривать как производственные объекты.

Потребность абонентов в тепле не остается постоянной. Расходы тепла на отопление и вентиляцию изменяются в зависимости от температуры наружного воздуха, на горячее водоснабжение — в зависимости от режима потребления горячей воды населением (при отсутствии у абонентов аккумуляторов горячей воды), в технологических установках — в зависимости от режима работы теплоиспользующего оборудования.

Определяющими для проектирования и расчета централизованного теплоснабжения являются максимальные часовые (расчетные) расходы тепла по отдельным видам теплопотребления и суммарные часовые расходы тепла по абоненту в целом с учетом несовпадения часовых максимумов расходов тепла по отдельным видам теплопотребления.

Для определения потребности в тепле абонентов системы централизованного теплоснабжения используют приближенные методы, в основе которых лежат укрупненные показатели. Степень укрупнения таких, показателей может быть различной. Например, по селитебной зоне города удельные расчетные расходы тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение (на.одного жителя, на 1 м² жилой площади и т. п.) относят или ко всей зоне в целом, или к ее отдельным территориально - структурным единицам: микрорайону, жилому району, общественному центру и т. п. Соотношение жилых и общественных зданий в таких структурных единицах города обычно бывает различным, вследствие чего для них оказываются различными и значения удельных показателей расходов тепла.

Из укрупненных показателей расходов тепла наименьшей степенью укрупнения, а следовательно, и наибольшей точностью обладают показатели по отдельным зданиям. На основе таких показателей и определяются в дальнейшем все иные показатели с большей степенью укрупнения.

На фазных стадиях проектирования системы теплоснабжения в зависимости от необходимой точности исходных данных пользуются показателями разной степени укрупнения. И лишь на самой поздней стадии проектирования, когда переходят к расчету мелких (квартальных, микрорайонных) тепловых сетей, расходы тепла определяют более точно: для новых объектов —по соответствующим типовым или индивидуальным проектам, для существующих объектов — по матеоиалам инвентаризации.

Определение максимально часовых и среднечасовых расходов тепла

Отопление. В большинстве случаев в общественных зданиях устраивается приточно-вытяжная вентиляция, при наличии которой внутреннее тепловыделения и затраты тепла на подогрев инфильтра-ционного воздуха учитываются при определении расхода тепла на вентиляцию. В связи с этим часовой расход тепла на отопление отдельного общественного здания Q_от ,кДж/ч, определяется по формуле

где 1,1—коэффициент, учитывающий дополнительные потери тепла в системе отопления (СНиП II-33-75); — объем здания по наружному обмеру, м³; —удельный расход тепла на отопление, кДж/(м³-ч-°С); — осредненная по зданию внутренняя температура, °С; t_н — температура наружного воздуха, °С; — коэффициент, учитывающий затраты тепла на подогрев инфильтрационного воздуха, равный в зданиях с вытяжной вентиляцией, не компенсированной подогретым притоком, 0,1—0,2; в зданиях с приточной вентиляцией 0; — температурный коэффициент, определяемый по формуле

Вентиляция. Расход тепла на подогрев приточного воздуха , кДж/ч, приближенно находят по формуле

где —вентиляционно-тепловая характеристика здания, кДж/(м³ч°С).

Для определения максимального расчетного расхода тепла вместо текущей наружной температуры t_н в формулу (1.32) подставляют расчетную для вентиляции температуру наружного воздуха Значение для зданий с общеобменной вентиляцией принимают равным средней наружной температуре наиболее холодного периода года (параметры А по СНиП II-33-75); для зданий с удалением вредных веществ, зданий с местными отсосами воздуха, зданий с воздушным душированием — равным расчетной наружной температуре для отопления (параметры Б по СНиП II-33-75).

Для зданий с > приток свежего воздуха при t_н < уменьшают с сохранением расчетного расхода тепла на вентиляцию. Это считается допустимым, так как для большинства районов нашей страны продолжительность периода с t_н < составляет не более 10—13% продолжительности всего отопительного периода.

Физический смысл вентиляционно-тепловой характеристики здания раскрывается выражением

где m=V_в/V_н коэффициент, равный отношению вентилируемого объема здания V_в к объему здания по наружному обмеру V_н; n — средняя кратность воздухообмена в вентилируемых помещениях, ч^-1; с — удельная объемная теплоемкость воздуха, равная 1,26 кДж/(м³°С).

Горячее водоснабжение. Часовые расходы тепла. В СНиП II-34-76 приведено два значения расхода горячей воды на одного жителя в сутки: средний расход воды за сутки отопительного периода q_Сут.ср и увеличенный расход воды в сутки наибольшего водопотребkения g_cyт.max. Отношение g_cyт.max/q_Сут.ср =К_сут называют коэффициентом суточной неравномерности расхода воды. В сутки наибольшего водопотребления расход воды по отдельным часам суток также неравномерен и в. часы максимального водопотребления в несколько раз превышает средний расход воды за эти сутки. Отношение максимального часового расхода воды q_ч:mах к среднечасовому расходу воды q_ч.ср, т. е. K_ч= q_ч:mах/ q_ч.ср, характеризует часовую неравномерность расхода воды в сутки наибольшего водопотребления. Максимальный часовой расход воды q_ч:mах нельзя смешивать с приводимым в нормах расходом воды в час наибольшего водопотребления g_и.ч. Последний как некоторый предел применяется для определения вероятности действия водоразборных приборов и становится равным q_ч:mах только при бесконечно большом числе водоразборных приборов. Среднечасовой расход тепла на горячее водоснабжение в сутки отопительного периода Q_ч.ср., кДж/ч, определяют, согласно нормам, по выражению

(1.21)

где N число жителей; g_cyт.cp — расход горячей воды одним жителем в сутки отопительного сезона, кг/(сут-житель) [ в нормах этот расход дан в л/{ сут-житель), но при плотности воды р=1000 кг/м³ численные значения л/(сут-житель) и кг/(сут житель) совпадают ]; с —удельная теплоемкость воды, равная 4,19 кДж/(кг-°С); t_г — средняя температура воды в водоразборных стояках систем горячего водоснабжения, принимаемая равной 55°С; t_x — температура холодной воды в водопроводе, принимаемая при отсутствии особых указаний в задании на проектирование равной 5°С; — потери тепла подающими и циркуляционными трубопроводами в системе горячего водоснабжения, кДж/ч.

При проектировании централизованного теплоснабжения диаметры и длины трубопроводов местных систем горячего водоснабжения обычно бывают еще неизвестны и потому значения приходится оценивать ориентировочно, выражая их в долях расхода тепла на подогрев воды, т. е. полагая, что . В этом случае формула (1.21) принимает вид

(1.22)