2610

(L); 273+ и 273+ – температуры внутреннего и наружного воздуха, К; – скорость ветра, м/с ( м/с); 0,6; – поправочный коэффициент, учитывающий несовпаде-

ние во времени принятых в расчете скорости ветра и температуры наружного воздуха (по СНиП для европейской части СССР 0,6); b – постоянная величина (b=0,035 с/м при 1,42 кг/м3 и коэффициенте воздухопроницаемости окон для наиболее простого уплотнения их притворов).

Решение.

Из задачи №1 имеем

V=24 080 м3 и QTI =0,337 МВт. Жилая площадь здания

Fж = V / Ко6 = 24080/6,4 = 3760 м2. Внутренние тепловыделения

= =203760=75 200 Вт. Теплопотери инфильтрацией в долях от QTI

.

Теплопотери инфильтрацией при = –25 °С

QИI QTI 0,156 337000 52600Вт. Тепловая нагрузка отопления

.

Величина определена по формуле Е.Я. Соколова [1], в которую введены аэродинамический коэффициент и поправочный коэффициент .

Приведенный расчет показывает, что расчетные теплопотери инфильтрацией не особенно сильно отличаются от внутренних тепловыделений. В связи с этим для упрощения в дальнейших расчетах по определению тепловой нагрузки отопления жилых зданий будем при-

61

нимать Q и I=QтвI и Q0I=QтI. При tн>t(н.о)н.1 разницу в значениях Qж и Qтв для упрощения расчетов также учитывать не будем.

Задача №3. Для здания, рассмотренного в задачах №1 и 2, определить зимнюю тепловую нагрузку горячего водоснабжения средненедельную, среднюю за сутки максимального потребления и максимальную. При расчете принять: обеспеченность жилой площадью fж = 10 м2/чел.; средненедельный расход воды за сутки на 1 человека a = 105 кг/(сут.чел.); температуру холодной (водопроводной) воды для зимнего периода tх = 5 °С; температуру нагретой местной воды =60 °С; коэффициент недельной неравномерности расхода теплоты

хн=1,2; коэффициент суточной неравномерности расхода теплоты за сутки наибольшего водопотребления хс=1,83.

Определить также тепловую нагрузку горячего водоснабжения для летнего периода при температуре холодной воды =15 С и коэффициенте, учитывающем снижение летнего расхода воды на горячее водоснабжение за счет миграция жителей, фп=0,8.

Решение.

Из задачи №2 известно, =3760 м2. Число жителей здания

М= / fж =3760/10=376 чел.

Тепловые нагрузки горячего водоснабжения для зимнего периода средненедельная, средняя за сутки максимального потребления и максимальная:

= = 105 000 Вт = 0,105 МВт =

Отношение нагрузок горячего водоснабжения в зимний период к расчетной отопительной нагрузке:

=0,105/0,337=0,312;

=0,126/0,337=0,374;

62

=0,231/0,337=0,685.

Тепловые нагрузки горячего водоснабжения для летнего периода:

== 68700 Вт =0,0687 МВт;

;

.

Задача №4. Определить годовые расходы теплоты на отопление, горячее водоснабжение и суммарный для здания, рассмотренного в задачах №1 и 3. Средняя температура наружного воздуха за отопительный период tнор= –3,2 °С, длительность этого периода n0= =4920 ч=17,7 106 с. Полная длительность работы тепловой сети за год п – 8400 ч =30,2 106 с, т. е. длительность летнего периода пл=30,2 106– 17,7 106= 12,5 106 с.

Решение.

Средняя за отопительный период нагрузка отопления определяется пересчетом

Годовой расход теплоты на отопление

Qвгод Qoор n0 0,166 17,7 106 2940 103МДж/год

2940 ГДж/год 701Гкал/год.

Годовой расход теплоты на горячее водоснабжение подсчитывается для зимнего и летнего периода отдельно:

Qгоргод Qгзср.н Qглср.н 0,105 17,7 106 0,0687 12,5 106

2720 ГДж/год 649 Гкал/год.

Суммарный годовой расход теплоты

Qгод Qогод Qггод 2940 2720 5660 ГДж/год 1350 Гкал/год.

Практическая работа №2

1. Основные расчётные формулы

63

Расход теплоты, передаваемой по водяному теплопроводу, при закрытой системе теплоснабжения

при открытой системе теплоснабжения

расход теплоты, передаваемой по паропроводу при неполном возврате конденсата,

Q=G·(h–ctх)–Gкс·(τк+tх). (3)

где G – расход теплоносителя, кг/с; G1,G2 – расходы воды в подающем в обратном (при движении воды в сторону ТЭЦ) трубопроводах, кг/с; Gк – количество возвращаемого конденсата, кг/с; с – теплоемкость воды, Дж/(кг °С); τ1, τ2 – температуры сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах, °С; h – энтальпия пара, Дж/кг; tх – температура исходной холодной воды, °С; τк – температура конденсата, °С.

2. Решение типовых задач

Задача №1. Потребителю отпущена теплота Q=l ГДж в виде сухого насыщенного пара с абсолютным давлением 0,5 МПа. Определить массу отпущенного пара, если от потребителя будет полностью возвращен конденсат с температурой Тк=100 °С.

Определить также массу отпущенного пара, если от потребителя будет возвращено 50 % конденсата. При расчете принять, что температура холодной воды у источников теплоснабжения и потребителя

tх =10 С.

Решение.

По таблицам для водяного пара находим h =2748 кДж/кг. Масса отпущенного пара при полном возврате конденсата и Q = 1 ГДж = 106 кДж

Массу отпущенного пара для случая частичного возврата конденсата (Gк =0,5G) и Q=l ГДж находим из уравнения

Q = G · (h–ctх) – Gкс·(τк+tх);

64

h ctx 0,5с( к tх)

1062748 4,19 100 0,5 4,19100 10 397кг 0,397т.

Варианты заданий

Задача №2. Решить задачу №1 в единицах, основанных на калории, если потребителю отпущена теплота Q=l Гкал и от него будет полностью возвращен конденсат.

Решение.

По таблицам для водяного пара находим h = 656 ккал/кг. Масса отпущенного пара при Q=l Гкал=106 ккал.

Задача №3. Определить расходы сетевой воды у потребителя горячего водоснабжения при присоединении его по параллельной схеме к закрытой тепловой сети и к открытой сети.

Максимальный расход теплоты составляет Q=l МВт=1000 кВт=1000 кДж/с. В обоих вариантах при расчетных условиях температура воды в подающем трубопроводе τ1=70 °С. Температура воды после подогревателя горячего водоснабжения τг2=30 °С. При варианте открытой тепловой сети часть воды на горячее водоснабжение отбирается из обратного трубопровода после системы отопления с температурой τо2=41,7 °С. Температура воды, поступающей в систему го-

65

рячего водоснабжения, поддерживается tг=60 °С при температуре холодной воды tх=5°С.

Решение.

Расход сетевой воды при закрытой системе с подогревателем, присоединенным параллельно по отношению к отопительной установке,

Общий разбор сетевой воды из подающего и обратного трубопроводов при открытой системе

Разбор воды из подающего Gг1 и обратного Gг2 трубопроводов определяем из уравнения теплового и материального балансов смешения потоков:

Gг2 Gг Gг1 4,34 2,81 1,53кг/с 5,5т/ч.

Задача №4. Решить задачу №3, если максимальный расход тепло-

Gг2 Gг Gг2 5,05 3,28 1,77кг/с.

Практическая работа №3

Произвести расчёт необходимой ёмкости аккумулятора горячей воды графическим методом, исходя из заданного графика суточного потребления горячей воды (рис. 1). Исходные данные для расчёта взять из таблицы.

Рис. 1. График суточного потребления горячей воды (задание)

Исходные данные для расчета

Методические указания

67

Как видно из рис. 2 потребление горячей воды неравномерно в течение суток. Зачастую бывает выгодная ситуация, когда подача горячей воды должна быть постоянна. Аккумулятор горячей воды работает следующим образом: в периоды малого водопотребления излишек горячей воды поступает в аккумулятор, а в периоды большого водопотребления накопленная вода компенсирует недостаток сетевого расхода. Таким образом, расход горячей воды в сети постоянен.

Пример. Произвести расчёт необходимой ёмкости аккумулятора горячей воды графическим методом, исходя из заданного графика суточного потребления горячей воды (рис. 2).

Рис. 2. График суточного потребления горячей воды (пример расчёта)

Водопотребление в различные периоды суток составляет:

-к 6 часам утра: M = 1 т/ч·6 ч = 6 т;

-10 часам утра: M = 6 т + 4 т/ч·4 ч = 22 т;

-18 часам: M = 22 т + 3 т/ч·8 ч = 46 т;

-22 часам: M = 46 т + 8 т/ч·4 ч = 78 т;

-к концу суток: M = 78 т + 1 т/ч·2 ч = 80 т.

Отразим на графике (рис. 3) полученные в расчёте точки.

68

Рис. 3. Динамика потребления горячей воды в течение суток (пример расчёта)

Строим график среднего расхода (рис. 4), откуда видно, что максимальная разница между линией среднего расхода и линией реального расхода составляет 14 т в моменты времени 6:00 и 18:00. Принимаем величину аккумулятора равной 14 т.

Рис. 4. Сопоставление графиков среднего (пунктирная линия) и реального (сплошная линия) расходов

Список рекомендуемой литературы

69

1.Соколов, Е.Я. Теплофикация и тепловые сети: учебник для вузов /Е.Я.

Соколов. – 6-е изд. – М.,1999.– 472 с.

2.Драганов, Б.Х., Теплотехника и применение теплоты в сельском хозяйстве / Б.Х. Драганов, А.В. Кузнецов, С.П. Рудобашта. – М.: Агропромиздат, 1990.

–463 с.

3.Захаров, А.А. Применение теплоты в сельском хозяйстве /А.А. Захаров.– 3-е изд., перер. и доп. – М.: Агропромиздат,1986. – 281 с.

4.Теплоснабжение /А.А. Ионин и др. – М., 1982. – 336 с.

5.Инструкция по эксплуатации тепловых сетей. – М.: Энергия, 1972.

Лабораторная работа №1

ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ТЕПЛОВОГО ПУНКТА

Цель работы: изучить состав оборудования теплового пункта, его назначение и работу, определить параметры водоструйного элеватора.

Место проведения исследования: индивидуальный тепловой пункт одного из учебных корпусов СибАДИ.

Абонентский ввод является узлом управления присоединенной к нему отопительной системы здания и служит для регулирования расхода и параметров теплоносителя в соответствии с режимом теплопотребления, учёта расхода тепла, распределения теплоносителя по отдельным веткам системы отопления, заполнения и опорожнения отопительной системы. От правильной эксплуатации теплофикационного ввода зависит нормальное теплоснабжение потребителя, т.е. нормальная работа местной системы отопления. Наличие в тепловой сети воды с температурой до 150 С требует применения смесительных устройств для снижения температуры теплоносителя, поступающего в местную систему отопления. Последнее достигается путём подмешивания обратной воды из местной системы отопления к горячей воде, поступающей из тепловой сети. Наиболее распространённым типом присоединения систем отопления жилых и общественных зданий к тепловым сетям является схема с водоводяным элеватором или смешивающим насосом. В тепловом узле учебного корпуса №1 установлен элеватор. Сущность работы элеваторного узла (рис. 1) заключается в том, что горячая вода из подающей трубы теплосети, проходя че-

70