637

где QT – теплопотери через наружное ограждение, Вт(Дж/с); QИ – теплопотери инфильтрацией из-за поступления холодного воздуха в помещение через неплотности наружных ограждений Вт(Дж/с); QTB – внутренние тепловыделения, Вт(Дж/с).

3.1. Определение теплопотерь зданиями главного производственного

и административно-бытового корпуса АТП

Теплоту, теряемую зданием, можно определить, приближенно пользуясь удельной отопительной характеристикой. Удельная отопительная характеристика – это количество теплоты в кДж, теряемое 1 м3 объема здания (по наружному обмеру) за 1 ч при разности внутренней и наружной температур в 1 С.

Удельная отопительная характеристика здания зависит от конструкции наружных ограждений, а также от конфигурации и объема здания. Конструкции наружных ограждающих поверхностей промышленных зданий очень разнообразны и отличаются типом зданий, способами их соединения и зависят от расчетной наружной температуры. Чем выше последняя, тем большая теплоотдача наружных ограждений допустима по условиям предотвращения конденсации влаги на их внутренних поверхностях.

Удельная отопительная характеристика q0 при объеме производственных зданий по наружному обмеру Vн:

Vн= 5 – 10 тыс. м3, соответствует qo = 2,076 – 1,730 кДж/м3 ч

С;

Vн = 10 – 20 тыс. м3; qo= 1,730 – 1,557 кДж/м3 ч С.

Для административно-бытовых при объеме здания:

Vн = 0,5 – 1000 м3; q0 = 2,076 – 1,557 кДж/м3 ч С; Vн = 1 – 2 тыс. м3; q0 = 1,557 – 1351 кДж/м3 ч С; Vн = 2 – 5 тыс. м3; q0 = 1,351 – 1,142 кДж/м3 ч С.

Для определения объема здания выбираем сетку колонн для зоны ТО и ТР и цехов и участков отдельно. Для зоны ТО и ТР наиболее предпочтительна сетка колонн 9x12 м, для цехов и участков – 6x12 м, для административно-бытового корпуса – 6x6 м. Высота помещений для цехов и участков – не ниже 2,8 м. Принимаем 4 м. Высота части здания для зоны ТО и ТР определяется маркой автомобиля и выбирается по [3, табл. 11]. Высота административно-бытового корпуса при-

13

нимается 3,3 м. После выбора сетки колонн принятая площадь зоны ТО и ТР участков и цехов административно-бытового корпуса не должна отличаться от расчетной более чем на 10%.

Определяем объем части здания по наружному обмеру VТО и ТР (м3), где расположены цеха и зоны ТО и ТР, объем части здания VЦиУ (м3), где расположены цеха и участки, и объем администра- тивно-бытового корпуса VАДМ (м3):

VТОиТР SТОиТР hТОиТР;

VЦиУ SЦиУ hЦиУ ;

VАДМ SАДМ hАДМ .

Теплопотери здания (кДж/ч) рассчитываются по формуле

где Q0 – удельная отопительная характеристика здания, кДж/м3 ч С; Vн – объем здания по наружному обмеру, м3; tв – расчетная температура воздуха внутри здания, tв = 16 С ; tн.о – расчетная температура наружного воздуха, С, для проектирования систем отопления (для

г. Омска tн.о = – 37 С, прил. А, табл. 4, 6; прил. Г, табл. 1); – коэффициент инфильтрации,

здесь b – постоянная инфильтрации, для промышленных и административных зданий b = 0,035 – 0,040 с/м; g – ускорение свободного падения, м/с2; L – свободная высота здания, м. Для общественных и административных зданий принимается равной высоте этажа (принимается максимальная высота здания, выбранная в соответствии с типом подвижного состава); Wв – средняя скорость ветра наиболее холодного месяца (прил. Г, табл. 1), для г. Омска Wв = 5,1 м/с.

Расчетная температура воздуха в преобладающих помещениях здания одинакового назначения принимается по прил. А, табл. 4. Для зоны ТО и ТР цехов и участков tв = 16 С.

Теплопотери части здания, занятого зоной ТО и ТР (кДж/ч):

14

где tв = 16 С – температура воздуха внутри части здания, где производится ТО и ТР; 1 – коэффициент инфильтрации для части здания, где производится ТО и ТР.

Теплопотери части здания, занятого цехами и участками (кДж/ч):

где tв = 16 С – температура воздуха внутри части здания, где расположены цеха и участки; 2 – коэффициент инфильтрации для части здания, где расположены цеха и участки.

Теплопотери административно-бытовым зданием (кДж/ч):

где 3 – коэффициент инфильтрации для административно-бытовых зданий; q0 – удельная отопительная характеристика административ- но-бытового здания; tв = 18 С – температура воздуха внутри помещений административно-бытового здания.

3.2. Определение теплопоступлений от технологического оборудования

При определении расчетной тепловой нагрузки отопления необходимо учитывать промышленные тепловыделения. Это позволяет снизить расчетный отпуск теплоты от внешнего источника и включить в работу системы отопления промышленных зданий при более низких температурах наружного воздуха.

Теплопоступления возникают при переходе электрической энергии в тепловую и определяются по формуле

где N– номинальная (установленная) мощность оборудования, кВт; п1 – коэффициент использования установленной мощности электроэнергии (0,7–0,9); n2 – коэффициент загрузки – отношение величины среднего

15

потребления мощности к максимально необходимой (0,5–0,8); n3 – коэффициент одновременности работы электродвигателей (0,5–1); п4 – коэффициент, характеризующий, какая часть израсходованной электрической энергии превратилась в тепловую и осталась в помещении (принимается в пределах от 0,1 до 1). Для приближенного определения теплопоступлений в механических и механосборочных цехах можно принимать произведение n1 n2 n3 n4 = 0,25 при работе станков без охлаждающей эмульсии; 0,2 – для тех же условий, но с применением охлаждающей эмульсии и 0,15– при наличии местных отсосов.

Установленную мощность электропотребителей можно определить поудельнымнормам (прил. А,табл.5)и мощности АТП:

где d – удельная норма установленной мощности, кВт/1 автомобиль; КЭ1 – коэффициент корректирования удельной нормы от мощности АТП; КЭ2 – коэффициент корректирования от типа подвижного состава; КЭ3 – коэффициент корректирования от наличия прицепа

(прил. А, табл. 6, 7, 8).

Установленная мощность электропотребителей, отнесенная к электродвигателям, составляет

где E = 0,9 – коэффициент, учитывающий долю мощности, отнесенной к электродвигателям.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА ТЕПЛОТЫ НА ВЕНТИЛЯЦИЮ ЗДАНИЙ

Для оздоровления воздуха внутри производственных помещений необходимо вводить свежий наружный взамен отводимого загрязненного. Подача свежего воздуха производится для удаления различных вредных газов, паров, пыли и избыточных тепловыделений. Подогрев и перемещение воздуха осуществляются при помощи калориферных агрегатов. В отдельных случаях свежий воздух в кондиционерах подогревают или охлаждают, увлажняют или подсушивают. Расчетный расход тепла на вентиляцию определяют по проектным данным по формуле

16

QPB 0,278 mpcV(tBH tHPB),

четная температура наружного воздуха для вентиляции, °С; р – кратность обмена воздуха в 1 ч в вентилируемых помещениях; m – отношение вентилируемого объема к наружному объему здания; с – объемная теплоемкость воздуха, кДж/(м3 ∙ град).

Расчетная температура наружного воздуха для вентиляции совпадает с расчетной наружной температурой для отопления в тех случаях, когда по санитарным условиям не допускается рециркуляция воздуха или когда имеются местные отсосы у мест вредных выделений. Для всех других случаев расчетную температуру наружного воздуха определяют по строительным нормам и правилам. Очевидно, что при наружных температурах ниже расчетных температур наружного воздуха расход тепла на вентиляцию остается равным расчетному, а кратность обмена воздуха должна быть снижена обратно пропорционально изменению величины подогрева воздуха.

Длительность периодов работы вентиляционных устройств зависит от режима работы производственных цехов. В течение суток вентиляционная нагрузка может значительно изменяться. Суточные графики вентиляционных нагрузок весьма разнообразны и по характеру и по времени наступления минимума нагрузки. Для подсчета годового расхода тепла на вентиляционные нужды необходимо знать суточные графики работы установок и число рабочих суток предприятия в году.

Расход теплоты на вентиляцию принимается по проекту местных систем вентиляции или по типовым проектам зданий и для действующих установок по эксплуатационным данным. При ориентировочных расчетах расход теплоты на вентиляцию может быть определен по укрупненным показателям.

Для промышленных и административно-бытовых зданий расчетный (максимальный) расход теплоты на вентиляцию (кДж/ч) определяется по формуле

17

где qв – удельная вентиляционная характеристика здания, зависящая от строительного объема здания по наружному обмеру и его назначения, кДж/м3 ч С.

Для промышленных зданий:

Vзд = 5 – 10 тыс. м3; qв = 0,692 – 0,519 кДж/м3 ч С; Vзд = 10 – 20 тыс. м3; qв = 0,519 – 0,346 кДж/м3 ч С.

Для административно-бытовых зданий:

Vзд = 2 – 5 тыс. м3; qв = 0,484 – 0,415 кДж/м3 ч С; Vзд = 5 – 10 тыс. м3; qв = 0,415 – 0,381 кДж/м3 ч С;

tн.в – расчетная температура наружного воздуха для вентиляции

(прил. Г, табл. 1), tн.в = -23 С.

QвТОиТР qв VТОиТР tв tн.в ;

Qвцех.уч qв Vцех.уч tв tн.в ;

Qвадм qв Vадм tв tн.в .

5. ПОСТРОЕНИЕ ГОДОВОГО ГРАФИКА ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗГУЗКИ ПРЕДПРИЯТИЯ АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА

Все результаты расчетов теплопотребления отдельными абонентами сводим в прил. Б.

Суммарный часовой расход тепла (кДж/ч) отдельным абонентом (предприятием) определяется по формулам

Qсумmax Qоmax Qвmax Qгвmax Qгвоб ;

Qоmax =QоТОиТР Qоцех уч Qоадм Q;

Qгвmax=QТср.час Qадмчас .

В результате будет определен расчетный (максимальный) часовой расход теплоты при температуре tн.о, однако с изменением температуры наружного воздуха в течение года будет изменяться расход теплоты абонента. Такая зависимость показана на графике годовой тепловой нагрузки, который состоит из двух частей. В левой части стоится гра-

18

фик часовых расходов теплоты в зависимости от температуры наружного воздуха, начиная с температуры tн.о и заканчивая температурой конца отопительного периода tк.о. По оси ординат при температуре tн.о откладываются Q0max иQвmax. При температуре tн.в откладывается зна-

чение Qвmax , при температуре tк.о откладываются значения Qоmin иQвmin . Минимальные расходы теплоты на отопление и вентиляцию

(кДж/ч) при температуре tк.о определяются расчетом:

где tк.о – температура наружного воздуха в конце отопительного пе-

риода, tк.о = +8 С.

Минимальные и максимальные значения расходов теплоты на отопление соединяются прямой линией при температуре tн.в от точки пересечения прямой расходов теплоты на отопление с лучом, проходящим параллельно оси ординат через точку tн.в, на оси абсцисс откладывается вверх значение Qвmax. Точки Qсум и соответствующие

значениям температур tн.о tн.в и tк.о соединяются, полученный график характеризует изменение суммарной часовой нагрузки в зависимости от температуры наружного воздуха. При построении графика следует помнить, что расход теплоты на горячее водоснабжение и подогрев оборотной воды для мойки автомобилей не являются функцией тем-

Qo и Qв .

Суммарный часовой расход теплоты по всем видам нагрузки получается графическим суммированием соответствующих ординат графиков при tн.о, tн.в и tк.о. В правой части строится график годового расхода теплоты в зависимости от продолжительности стояния наружных температур за год. Для этого по оси абсцисс откладывается число часов стояния наружных температур за время отопительного периода (согласно прил. Г, табл. 2), с левой стороны графика перено-

19

сится значение тепловой нагрузки при данных температурах. Получается ступенчатый график, который сглаживается по средним точкам.

Подсчет годового расхода теплоты производится суммированием площадей прямоугольников, заключенных внутри правой части графика, с учетом выбранного масштаба. Определение суммарных часовых и годовых расходов теплоты предприятием выполняется с использованием табл. 1, 2 прил. Г. График годовой тепловой нагрузки предприятия приведен в прил. В.

6. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ ТЕПЛОВОЙ СЕТИ

Для расчета транспортировки теплоносителя (воды) от источника теплоты к индивидуальному тепловому узлу принимается двухтрубная тепловая сеть надземной прокладки. В подающей линии тепловой сети рекомендуется принимать температуру теплоносителя в

пределах tТпл 110 150 ОС, в обратной линии – в пределах

tТол 50 70 ОС.

Расчетный расход теплоты в теплосети (кг/с):

где Qсумmax – суммарный расход тепла на отопление, вентиляцию, горя-

чее водоснабжение и технологическое тепло АТП, кДж/ч; с – теплоемкость воды, с =1,163∙10-3 кВт ч/(кг∙град); kp – коэффициент, учи-

тывающий утечки воды из сети, kр = 1,005.

Гидравлический расчет разделяется на два этапа – предварительный и проверочный.

Предварительный расчет. Так как на этапе проектирования трудно заранее определить количество местных сопротивлений (задвижек, поворотов, переходных диаметров и т.д.), то местные сопротивления предварительно оцениваются по средней доле местных потерь:

20

где z – постоянный коэффициент, зависящий от вида теплоносителя,

для воды z = 0,03 – 0,05.

Предварительное удельное линейное падение давления (Па/м) можно определить из выражения

где l – длина (суммарная подающей и обратной линий магистральной тепловой сети); ∆PТС – суммарное падение давления в прямой и обратной линиях, Па, зависит от номера сетевой воды на ТЭЦ и схемы присоединения абонентов к тепловой сети; рекомендуется предварительно принимать в пределах 75∙104–80∙104 Па.

Ориентировочный внутренний диаметр (м) трубопровода (прил. Д, табл. 1):

Проверочный расчет. Уточненное значение удельного линейного падения давления (Па/м):

Уточненное значение суммарного падения давления в тепловой сети (Па/м):

Насосы, работающие на тепловую сеть, должны обеспечивать перепад давления

21

где PСТ – потери давления вне станции, рекомендуется приниматьPСТ =(15 – 20)∙104 Па; Pаб – потери давления в узле присоединения абонентов, примерно Pаб =(2 – 10)∙104, Па.

7. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ТЕПЛОПРОВОДОВ

Расчет выполняется для подающей и обратной линий отдельно. Толщина изоляции устанавливается исходя из действующих норм потерь тепла. Норма потери тепла 1 м теплопровода qе определяется по прил. Д, табл. 3 в зависимости от наружного диаметра трубопровода и среднегодовой температуры теплоносителя.

Тепловое сопротивление теплопровода (м∙град/Вт):

где tт – температура теплоносителя, °С; tn – среднегодовая температура охлаждающей среды, °С; m – суммарное значение термических сопротивлений защитного покрытия и изоляции при теплоотдаче от наружной поверхности изоляции к окружающему воздуху (прил. Д, табл. 3), м∙град/Вт.

Тепловое сопротивление теплопровода определяем отдельно для подающей и обратной магистралей.

Затем вычисляем условную величину

2 из Re

где λиз – коэффициент теплопроводности основного слоя изоляции, Вт/(м.град) (прил. Д, табл. 4).

Коэффициент теплопроводности изоляции λиз определяется зависимостью от средней температуры изоляционного слоя tиз, которая приведена в табл. 2. Используя график определения толщины изоляции по условной величине К принимаем толщину основного слоя теплоизоляции трубопроводов теплотрассы. Действительные тепловые потери вычисляем отдельно для подающего и обратного трубопроводов (Вт/м):