СОДЕРЖАНИЕ

1. Тепловое потребление.

   1. Исходные данные.

   2. Определение тепловых потоков.

   3. Регулирование отпуска теплоты.

   4. Расчёт расходов теплоносителя в тепловых схемах.

2. Гидравлический расчёт тепловых сетей.

2.1 Выбор трассы, разработка расчётной схемы тепловых сетей.

2.2 Предварительный гидравлический расчёт тепловых сетей.

2.3 Проверочный расчёт магистрали и ответвлений.

3. Механический расчёт тепловых сетей.

4. удлинений трубопроводов0

5. 5.1 Расчёт и выбор компенсаторов.

6. 6.1 Определение вертикальной и горизонтальной нагрузки на опору.

7. 7.1 Тепловой расчёт изоляционной конструкции

8. 8.1 Расчёт участков тепловой сети на самокомпенсацию тепловых . Выбор материала и толщина основного слоя изоляции трубопроводов тепловой сети.

9. 9.1 Определение суммарных теплопотерь через изоляцию трубопроводов тепловой сети.

Литература.

1. Тепловое потребление.

   1. Исходные данные

Для заданного района строительства следует принять по приложению 1 следующие климатические данные:

1. - температура воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 t_н.р.о = t_н.р.в, ⁰С г. Вологда= -32 ⁰С;

- температура воздуха обеспеченностью 0,94 t_н.х.м., ⁰С г. Вологда = - 17 ⁰С;

- максимальная из скоростей ветра за январь w_ср = 6,0 м/с;

- продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха ≤ 8⁰С n₀ = 231 суток. характеристика потребителей теплоты и систем

теплоснабжения

В проектируемый объект входят четыре микрорайона. В основном это жилые дома от двух до девяти этажей, общее количество жилых домов 46, а также в микрорайон входят административные здания, в их число входят: магазины, школы, больницы, детские сады в количестве 14 штук.

Микрорайон растянулся на длину более 1км.

При водяной системе теплоснабжения основным теплофикационным оборудованием ТЭЦ является пароводяные подогреватели, сетевые насосы, установки для подпиточной воды.

Двухступенчатая считается пиковой. Теплоносителем является подогретая горячая вода.

На ГВС вода подаётся по закрытой схеме через водо-водяной подогреватель. Для обеспечения микрорайона тепло-энергией прокладывают основную магистраль, состоящую из двух трубопроводов подающую и обратную, выполненную по тупиковой схеме.

От основной магистрали к каждому микрорайону выполняются ответвления.

Используется централизованная система теплоснабжения: источник, теплосеть, потребитель тепла.

2. Определение тепловых потоков.

   1. Общие положения

Определение тепловых потоков отпускаемых потребителем из тепловых сетей, является первым этапом при проектировании этих сетей, а также при работе схем теплоснабжения.

Отпуск теплоты из водяных тепловых сетей производится, прежде всего, в систему отопления, вентиляции и кондиционирования зданий.

Которые предназначены для поддержания в помещениях заданных нормами комфортных условий.

За счёт отпуска тепла из системы централизованного теплоснабжения могут быть ещё обеспечены круглогодовые нагрузки:

- использование теплоты в системах горячего водоснабжения (ГВС);

- использование теплоты для технологических целей предприятий.

Расчётные тепловые нагрузки на отопление и вентиляцию зданий зависят от температуры наружного воздуха для данного района, наружного объёма зданий и их удельных характеристик. Технологические нагрузки зависят от профиля производственных предприятий и режима потребления горячей воды, благоустройства жилых и общественных зданий, состава населения и распорядка рабочего дня людей, а также от режима работы коммунальных предприятий.

Расчётные тепловые нагрузки позволяют определять расход теплоносителя, мощность источника теплоснабжения, расход топлива на выработку тепловой энергии источником теплоснабжения, диаметры трубопроводов тепловых сетей.

2. 1.3.2 Объём здания по наружному обмеру

Объём здания

V= А· В ·Н, м³

где А – длина здания, м;

В – ширина здания, м;

Н – высота здания, м.

V= A· В · h ·n, м³

V= 60 · 15 ·25,65 ·9 = 23085 м³

Результаты расчётов сведены в таблицу исходных данных по микрорайону (смотри приложения к курсовой работе).

3. Отопление

Расчётная часовая тепловая нагрузка отопления отдельного определяется по укрупнённым показателям:

, ккал/ч (МДж/ч)

где α – поправочный коэффициент, учитывающий отличие расчётной температуры наружного воздуха для проектирования отопления в местности, где расположено рассматриваемое здание, от t_н.р = - 32 ⁰С, при которой определено соответствующее значение q₀ (приложение 2);

V- объём здания по наружному обмеру, м³;

q₀ – удельная отопительная характеристика здания, кДж/ (м³· ч ·⁰С) при = - 32 ⁰С; принимается по приложениям 3, 4;

- расчётная температура наружного воздуха, ⁰С, для проектирования отопления в местности где расположено здание; принята в пункте 1.1;

– расчётная температура воздуха в отапливаемом здании, ⁰С; для административных и общественных зданий принимается по приложению 4, для жилых зданий принять равной: при до – 31⁰С = 19 ⁰С, при = - 32 ⁰С и ниже = 20 ⁰С;

k_и.р – расчётный коэффициент инфильтрации, обусловленный тепловым и ветровым напором, т.е. соотношение тепловых потерь зданием с инфильтрацией и теплопередачей через наружные ограждения при расчётной температуре наружного воздуха для проектирования отопления.

Расчётный коэффициент инфильтрации определяется по формуле;

;

где g- ускорение свободного падения, м/с²

Н – высота здания, м

w_ср – расчётная для данной местности скорость ветра в отопительный период, м/с; принята в пункте 1.1

Определяем по формуле Q_о.р для всех потребителей тепла. Данные сведения занесены в таблицу нагрузок потребителей рассчитанную на ПК (смотри приложения к курсовой работе).

Приточная вентиляция

Расчётная часовая тепловая нагрузка приточной вентиляции общественных зданий определяется по укрупнённым показателям:

, ккал/ч (МДж/ч)

где - удельная вентиляционная характеристика здания, кДж/ (м³· ч ·⁰С), зависящая от назначения и строительного объёма вентилируемого здания; принимается по приложению 4;

t_н.р.в – расчётная температура наружного воздуха, ⁰С, для проектирования приточной вентиляции в местности где расположено здание; принята в п. 1.1.

Результаты расчётов сведены в таблицу нагрузок потребителей для всех общественных зданий (смотри приложения к курсовой работе).

Горячее водоснабжение

Средняя часовая тепловая нагрузка горячего водоснабжения потребителей тепловой энергии определяется по формуле:

где α – норма расхода горячей воды потребителями, л/сут. Принимается по приложению 5;

m – количество единиц потребления, отнесённое к суткам;

c – удельная теплоёмкость воды; принимается равной 4,187 кДж/ (м³· ч ·⁰С),

t_х.з – температура холодной водопроводной воды в отопительный период, ⁰С; принимается t_х.з = 5⁰С.

Например,

Результаты расчётов сведены в таблицу (смотри приложения к курсовой работе).

Максимальная нагрузка ГВС

, МДж/ч.

Например,

= 678,78МДж/ч.

Результаты расчётов сведены в таблицу (смотри таблицу к 1.2).

3 Результаты отпуска теплоты.

Для водяных тепловых сетей следует предусматривать качественное регулирование отпуска теплоты по нагрузке отопления и горячего водоснабжения согласно графика изменения температуры воды в зависимости от температуры наружного воздуха. В обоих случаях центральное качественное регулирование отпуска теплоты ограничивается наименьшими температурами воды в подающем трубопроводе, необходимыми для нагрева воды, поступающей в системы теплоснабжения потребителей:

- для закрытых систем не менее 70⁰С;

- для открытых систем не менее 60⁰С.

В закрытых и открытых системах при отношении может применяться центральное качественное регулирование отпуска теплоты по отопительной нагрузке.

При этом в закрытых системах водоподогреватели ГВС должны присоединяться по двухступенчатой смешанной схеме или по параллельной схеме в зависимости от отношения и типа регуляторов.

Центральное качественное регулирование отпуска теплоты по совмещённой нагрузке отопления и горячего водоснабжения применяется, если . При этом в закрытых системах водоподогреватели ГВС могу присоединяться по одноступенчатой или двухступенчатой схеме. Выбор схемы зависит от отношения и вида регуляторов воды или теплоты на отопление.

Построение графика центрального качественного регулирования отпуска теплоты по отопительной нагрузке основано на определении зависимости температуры сетевой воды в подающей и обратной магистрали от t⁰С наружного воздуха:

τ_1,о = f(t_н), τ_2,о = f(t_н).

Для зависимых схем присоединения отопительных установок к тепловым сетям t⁰С воды в подающей и обратных магистралях в течении отопительного периода, т.е. в диапазоне t⁰С наружного воздуха от +8 до t_н.р.о, рассчитывается по формуле:

+ ⁰С

или

, ⁰С

⁰С

Δt – температурный напор нагревательного прибора при расчётной температуре воды в отопительной системе, ⁰С.

= .

τ₃ – температура воды в подающей линии, равна 95⁰С

Δτ – расчётный перепад температуры воды в тепловой сети,

Δτ = τ₁ – τ₂ = 140-70 = 70 ⁰С.

Θ – расчётный период температуры воды в местной системе отопления.

Θ = τ₃ – τ₂ = 95 – 70 = 25 ⁰С.

t_вн = +20 ⁰С, t_н.р.о = - 32 ⁰С.

Задаваясь различными значениями t_н в пределах от +10 до t_н.р.о определяем τ_1,о и τ_2,о

Полученные результаты сводим в таблицу 1.4

- = 34.3 ⁰С.

= = 84,1 ⁰С.

Таблица 1.4 Температура воды в подающем и обратном трубопроводе в зависимости от температуры наружного воздуха.

Температура сетевой воды, 0С	tн,0С
	+8	0	-17	-32
	47,7	71,1	108,5	140
	34.3	44,2	58,7	70

При регулировании по совмещённой нагрузке отопления и ГВС в тепловой сети поддерживается температурный режим по повышенному температурному графику. Он строится на основе отопительно – бытового графика.

Расчет повышенного температурного графика при закрытой системе отопления заключается в определении перепада температуры сетевой воды в первой и второй ступенях подогревателя горячего водоснабжения при различных температурах наружного воздуха и балансовой тепловой нагрузке горячего водоснабжения:

;

Для теплового абонента = 0,15

Для построения повышенного температурного графика необходимо определить перепад температур сетевой воды в подогревателях верхней и нижней ступеней при балансовой нагрузке ГВС.

Принимаем недогрев водопроводной воды до температуры греющей воды в подогревателях первой ступени .

Приняв температуру воды в подающем и в обратном трубопроводах при по отопительно – бытовому температурному графику.

= 43 – 7.1 = 35.9

при t_н.и ;

;

при t_н.х.м ;

при = =12.1 ⁰С;

Суммарный перепад температур сетевой воды в подогревателях в нижней ступени.

Определяем температуру сетевой воды в обратной магистрали для повышенного температурного графика:

при t_н.и

при t_н.х.м

при

Строим график.

Находим перепад температур сетевой воды в верхней ступени подогревателя

при t_н.и

при t_н.х.м

при

Перепад сетевой воды в подающей магистрали тепловой сети для повышенного температурного графика.

при t_н.и

при t_н.х.м

при

Так как отношение > 0,15 выбираем регулирование по совмешенной нагрузке.

Таблица 1.5 Суммарные тепловые нагрузки.

Тепловые нагрузки и их доли (отношения)МДж/ч		Микрорайон I	Микрорайон II	Микрорайон III	Микрорайон IV
		5508,2	3969,8	4753,9	5495,5
		160833	253750	609000	163000
		386000	609000	365750	1138000
		0,105	0,160	0,057	0,226
		0,252	0,384	0,234	0,056
Для всего района		0,15
		0,93

4. Расчёт расходов теплоносителя в тепловых сетях.

При закрытой системе теплоснабжения системы ГВС потребителей присоединяются к двухтрубным сетям через водонагреватели.

Водонагреватели в зависимости от величины отношения максимального часового расхода теплоты на ГВС к максимальному часовому расходу теплоты на отопление. Q_о.р присоединяются следующим образом

При 0,2 по двухступенчатой последовательной и смешанной схеме в зависимости от принятого режима регулирования отпуска теплоты в тепловых сетях.

По пред включённой или параллельной схеме присоединяются мелкие потребители с нагрузкой

Согласно перечисленным условиям и в соответствии с расчётными данными необходимо выбрать схему присоединения потребителей к тепловым сетям.

Расчётный расход сетевой воды для определения диаметров труб в водяных тепловых сетях при качественном регулировании определяется отдельно для отопления, вентиляции и ГВС с последующим суммированием этих расходов.

1.5.1 Расчётный расход воды на отопление.

, т/ч

где Q_о.р – расчётная тепловая нагрузка отопления, МДж/ч;

τ₁ и τ₂ – температура воды в подающем и обратном трубопроводах ⁰С;

с – удельная теплоёмкость воды, с =4,19 кДж/ч.

= т/ч

т/ч

т/ч

т/ч

т/ч

т/ч

т/ч

т/ч

т/ч

т/ч

т/ч

т/ч

т/ч

т/ч

т/ч

т/ч

т/ч

т/ч

т/ч

1.5.2 Расчёт расхода воды на вентиляцию.

т/ч

3. Расчётный расход воды на ГВС.

Средний расход сетевой воды при двухступенчатых схемах присоединения водоподогревателей.

= 77,1 ⁰С ; = 33,7 ⁰С; = 32 ⁰С; = 5⁰С

Максимальный расход сетевой воды

В курсовом проекте выбрана закрытая система теплоснабжения и двухступенчатая схема присоединения водоподогревателей. Результаты расчёта сведены в таблицу 1.6 (смотри приложения к курсовой работе).

3. Суммарный расчётный расход сетевой воды

В двухтрубных тепловых сетях в открытых и закрытых системах теплоснабжения при качественном регулировании отпуска теплоты суммарные расчётные расходы сетевой воды следует определять по формуле:

где принимаем k₃ = 0, в связи с совмещенной нагрузке отопления и ГВС.

т/ч

т/ч

Результаты расчётов сведены в таблицу 16 (смотри приложения к курсовой работе).

Суммарный расход воды:

т/ч

N – количество зданий таблица 1.1

Результаты расчётов сведены в таблицу 1.6 (смотри приложения к курсовой работе).

,кг/с

Результаты расчётов сведены в таблицу 1.6 (смотри приложения к курсовой работе).