Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Централизованное теплоснабжение предприятий, поселений и городских округов. Курсовое и дипломное проектирование. Учебное пособие
.pdf
11
6) компоновочный чертёж теплового узла (Т.У.) либо тепловой камеры (Т.К.),
в которой устанавливается запорная арматура, компенсаторы, устройства
для опорожнения трубопроводов и удаления из них воздуха и т.д. со
спецификацией трубопроводов и оборудования (масштаб 1:50 или 1:20);
7) продольный профиль трассы водяных и паровых тепловых сетей (масштаб
вертикальный 1:100 или 1:50, горизонтальный 1:10000 или 1:25000);
8) отдельные элементы и узлы системы теплоснабжения в детальной
конструктивной разработке (например, опоры, тепловой изоляции,
компенсатора, арматуры и т.д.) по указанию консультанта (масштаб 1:10,
1:5 или 1:2).
Общий объём графической части курсового проекта составляет 2-3 листа.
Состав графической части дипломного проекта зависит от отрасли
предприятия, характера и этажности застройки поселения и городских округов
и определяется руководителем проекта. В состав графической части
дипломного проекта рекомендуется включать следующие чертежи:
план организации земельного участка с расположением зданий и
сооружений, потребляющих тепловую энергию; источников теплоты с
нанесением инженерных коммуникаций и выделением тепловых сетей,
дорог, зелёных насаждений с указанием ориентации и розы ветров для
тёплого и холодного периодов года (масштаб 1:500 или 1:1000);
принципиальные схемы паровой и водяной систем теплоснабжения,
графики расходов теплоты и регулирования её отпуска (без масштаба 1
лист);
расчётную и монтажную схему тепловых сетей (масштаб 1:500 или
1:1000, 1 лист);
пьезометрический график и продольный профиль сетей (1 лист);
комплексный чертёж теплового узла или тепловой камеры с
разработкой строительной конструкции (масштаб 1:50 или 1:20, 1
лист);
12
конструктивная разработка отдельных узлов системы теплоснабжения
(по указанию руководителя) и общие виды нетиповых конструкций и
узлов (масштаб 1:20, 1:10 или 1:5, 2-3 листа);
тепловой пункт и схемы трубопроводов с обвязкой оборудования
теплового пункта (масштаб 1:100 или 1:50, 2-3 листа);
автоматика и управление отпуском теплоты в системе теплоснабжения
на источнике или тепловом пункте (автоматика управления расходами
теплоносителя и режимом тепловых сетей), (1-2 листа);
иллюстрация экономического сравнения вариантов (мероприятий по
энергосбережению, конструктивных решений, принципиальных схем и
т.д.), (1 лист);
иллюстрация результатов студенческой научно-исследовательской
работы (СНИР), включённых в дипломный проект (12 листа).
Общий объём графической части работы составляет 8-10 листов.
13
ГЛАВА 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДОВ ТЕПЛОТЫ
2.1. Потребители тепловой энергии и методика определения
потребности в теплоте
Энергию от централизованных систем теплоснабжения потребляют:
внутренние санитарно-технические системы зданий (системы
отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и горячего
водоснабжения);
технологические установки и оборудование.
Потребители в зависимости от режима потребления теплоты в течение
года разделяются на круглогодичных, нуждающихся в теплоте в течение всего
года, и сезонных, нуждающихся в теплоте только в холодный период года.
Потребность в тепловой энергии не остается постоянной в течение всего
года в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и
изменяется в зависимости от температуры наружного воздуха. В системах
горячего водоснабжения теплопотребление меняется в зависимости от режима
потребления горячей воды абонентами. В технологических установках
потребление тепловой энергии определяется режимом работы оборудования,
потребляющего теплоту. При разработке, расчёте и проектировании
централизованных систем теплоснабжения определяющими являются
максимальные (расчётные) расходы теплоты по отдельным видам
теплопотребления и суммарные часовые расходы по объекту в целом.
Потребность в тепловой энергии потребителей централизованных систем
теплоснабжения определяется приближёнными методами, в основе которых
лежат укрупнённые показатели [5]. Величина укрупнённости для разных
систем различна (прил.1, 2).
На тех или иных стадиях проектирования систем теплоснабжения в
зависимости от требуемой точности применяют показатели разной степени
укрупнения. Наиболее точные показатели применяют тогда, когда переходят к
проектированию системы подачи тепла для новых отдельных объектов. Так,
14
наименьшей степенью укрупнённости обладают показатели по отдельным
'
о
Q
твинфогр
'
о
QQQQ
огр
Q
инф
Q
тв
Q
огр
Q
nttAk
нвогр
Q
1
kR
R
'
в
t
зданиям. Для существующих объектов расходы тепловой энергии предприятий,
поселений и городских округов на нужды отопления, вентиляции, горячего
водоснабжении и для технологического потребления необходимо определять
либо по проектам зданий предприятий [5], либо по укрупненным удельным
показателям [3, 11]. Для разработки системы теплоснабжения необходимо
определить максимально возможные, т.е. расчетные тепловые нагрузки и
годовой расход теплоты, а также построить графики зависимости тепловых
нагрузок от наружной температуры и годовые графики продолжительности
тепловых нагрузок.
2.2. Часовые расходы теплоты
2.2.1. Отопление
Часовой расход теплоты на отопление отдельного здания
определяют
из теплового баланса здания. При известном проекте здания потребность в
тепловой энергии для отопления определяется на основе теплового баланса (1)
где
– тепловые потери через ограждения (стены, окна, пол, потолок), Вт;
, (1)
– тепловые потери инфильтраций из-за проникновения холодного воздуха
в помещение через неплотности ограждений, Вт;
– внутренние
тепловыделения, Вт.
Расчетные основные и добавочные потери теплоты помещения
определяются суммой потерь теплоты через отдельные ограждающие
конструкции
, Вт:
, (2)
где
Вт/(м2°С);
– коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции,
– сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции,
(м2°С)/Вт. Сопротивление теплопередаче конструкции следует определять по
[15]; A – расчетная площадь ограждающей конструкции, м2;
– расчетная
15
температура воздуха в помещении, °С;
'
но
t
A
уд
l
инв уд
G l F
инф
Q
инф инф в н
Q 0 28с G t t K,
– расчетная температура наружного
воздуха, принимаемая по [2] при расчете потерь теплоты через наружные
ограждения или температура воздуха более холодного помещения – при
расчете потерь теплоты через внутренние ограждения, °С; n – коэффициент,
принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности
ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху [13, 15].
Расчетная площадь
ограждающих конструкций определяется по
наружному обмеру здания. Площади пола и потолка определяются по
внутреннему обмеру наружных ограждений. Площадь окон, дверей и фонарей
рассчитывают по строительному проему в свету (линейные размеры
ограждающих конструкций определяются с округлением до 0,01 м).
Наружный воздух поступает в помещения под действием разности
давлений наружного и внутреннего воздуха. Наружный воздух без его
предварительного нагревания может непосредственно поступать в помещения
через специальные приточные устройства, и в этом случае инфильтрация
является организованной. В случае его поступления через существующие
неплотности и щели в стенах, воротах, окнах, фонарях инфильтрация носит
неорганизованный характер.
Для жилых зданий воздухообмен G, м3/ч нормируется удельным
расходом приточного свежего воздуха
, равным 3 м3/ч на 1 м2 площади
жилых помещений, что соответствует примерно однократному воздухообмену
и определяется по формуле
. (3)
где F – площадь жилых помещений, м2.
При неорганизованной инфильтрации через существующие неплотности
и щели в стенах, воротах, окнах, фонарях зданий различного назначения расход
теплоты на нагрев инфильтрационного воздуха
определяется в
соответствии с [12, 14] по формуле
, (4)
16
где
инф
G
огринф
QQ
огр
инф
Q
Q
2
ваэр
в
нв
св
2
wK
T
tt
gHb
0,036b
св
Н
273
вв
tТ
аэр
К
6,0
аэр
К
в
w
в
w
н
t
0,6
инф
Q
– расход инфильтрующегося воздуха через отдельные ограждающие
конструкции, кг/ч; с – теплоемкость воздуха, кДж/(кг °С);
коэффициент,
К –
учитывающий нагревание инфильтрующего воздуха встречным тепловым
потоком, равный: для окон и дверей (в т.ч. балконных) с разделенными
переплетами – 0,8; при спаренных переплетах и одинарных окнах, дверях и
воротах – 1,0.
Ввиду незначительности инфильтрационных потоков в жилых и
общественных зданиях эта категория тепловых потерь отдельно не
учитывается.
Для производственных зданий потери теплоты инфильтраций могут
составлять значительную величину и определяются обычно как доля
теплопотерь через ограждения:
, (5)
где
- коэффициент инфильтрации, определяемый приближенно по
формуле
, (6)
где
м;
К;
– коэффициент аэрации здания, для ориентировочных расчетов можно
принимать
– постоянный коэффициент;
- свободная высота помещения,
– термодинамическая температура воздуха внутри помещения,
;
– скорость ветра, м/с, принимаемая в соответствии с
[2]; – поправочный коэффициент, учитывающий несовпадение по времени
максимума
и минимума
, можно принимать
.
В помещениях жилых зданий при естественной вытяжной вентиляции
расчет
, Вт, выполняется по выражению (4).
Избыточная теплота в помещениях зданий определяется как сумма
теплопоступлений от людей, искусственного освещения, электродвигателей,
17
нагретого оборудования, остывающих материалов, через заполнения световых
Nkq
твтв
Q
тв
q
1k
0,85k
0,75k
тв
q
тв
q
nq
агртв
Q
агр
q
45
в
t
твинфогрв
'
o
-QQQQQ
'
проемов, через массивные ограждающие конструкции и др.
Теплопоступления от людей зависят от выделяемой людьми энергии при
работе (категории работ) и температуры окружающего воздуха в помещении.
Теплопоступления от людей учитываются, если на 1-го человека приходится
менее 40 м3 помещения, и определяются по формуле (7)
, (7)
где N – количество людей в помещении, чел;
– тепловыделения одним
взрослым человеком (мужчиной), Вт, принимается в зависимости от
температуры внутреннего воздуха и категории работ; k – коэффициент,
учитывающий пол и возраст человека:
– для мужчин,
- для женщин,
– для детей.
Для состояния покоя можно принимать
=90 Вт/чел. Для легких работ
=100 Вт/чел.
Теплопоступления от оборудования, агрегатов могут быть определены
либо по удельным нормам, либо по тепловому балансу:
, (8)
где
– теплопоступления от одного агрегата, Вт/шт.; n – число агрегатов.
Внутренние тепловыделения практически не зависят от наружной
температуры. В случае использования в производственных помещениях
комплексных отопительно-вентиляционных установок, с помощью которых
воздух, нагретый в калориферах, подается в помещение с температурой
°С, сумма нагрузок на отопление и вентиляцию определяется по
тепловому балансу помещения:
. (9)
При отсутствии конкретных проектов зданий, сооружений отопительная
нагрузка определяется по укрупненным удельным показателям:
для жилых и общественных зданий
18
'
но
'
внo
'
o
Q ttVq
'
но
'
вно
пр
o
1 ttVqQ
o
q
н
V
'
в
t
'
t
но
'
вн
t
'
t
вн
'
в
t
â
t
'
№
п/п
Наименование зданий по назначению
Расчетная
температура
воздуха
'
t
вн
, °С
Жилые здания
1.
Жилые здания квартирного типа и общежития
18 или 20
Промышленные здания
2.
Производственные помещения при легких работах (категория I)
20 – 23
3.
То же при работах средней тяжести (категория II-a)
18 – 20
4.
То же при работах средней тяжести (категория II-б)
17 – 19
5.
То же при тяжелых работах (категория III)
16 – 18
6.
Вспомогательные здания и помещения (помещения для отдыха)
18
для производственных помещений
, (10)
где
наружный объем здания, м3;
– удельная отопительная характеристика здания, Вт/(м3К);
– расчетная температура воздуха характерная
для большинства помещений здания, °С;
– расчетная наружная температура
, (11)
–
воздуха для проектирования систем отопления, °С.
Определяя расчетный расход теплоты для района города, учитывают, что
при транспортировке теплоносителя происходят потери теплоты в
окружающую среду, которые принимаются равными 10%-й тепловой нагрузке.
Поэтому суммарные расходы теплоты на отопление, вентиляцию и горячее
водоснабжение умножают на коэффициент 1,1 5.
Расчетная температура воздуха внутри жилых помещений здания
зависит от назначения помещения, а для производственных помещений – еще и
от тяжести выполняемых работ (табл.1). При расчете расходов тепловой
энергии по укрупненным показателям и при отсутствии конкретных данных о
застройке в целом для жилого района можно принимать
производственной зоны –
= +16 °С.
= +18 °С, а для
Таблица 1
Расчетная температура воздуха
в помещениях
жилых и промышленных зданий
19
За расчетную наружную температуру для проектирования систем
'
но
t
min
нн
tt
o
q
но
t
o
q
)30(
ooo
qkq
)30(
o
q
но
t
o
k
но
t
нвн
o
22
540tt,k
'
)30(
o
q
n
)(
V
a
q
н
30
o
a
o
q
NV
жн
ж
отопления
принимают температуру наиболее холодных пятидневок
с
коэффициентом обеспеченности равным 0,92 1, 2, 4.
При определении тепловой нагрузки для жилых зданий не учитывают
теплопотери инфильтрацией и внутренние теплопоступления.
Удельная отопительная характеристика зданий
зависит от назначения
здания, года постройки, его общего объема, конструктивного исполнения
ограждений, строительных материалов и приводится в 1, 11].
В связи с тем, что удельная отопительная характеристика приводится в 1,
11] при
=-30 °С значения
для конкретных климатических условий
пересчитывается по формуле
где
– нормативная отопительная характеристика зданий для условий
, (12)
=-30 °С;
климатических условий отличающихся от
– поправочный коэффициент, учитывающий влияние
= –30 °С и определяется как
.
Значения
для жилых зданий можно определить не только по
справочным данным но и ориентировочно по формуле
. (13)
Для кирпичных зданий a=1,85, n=6; для блочных бетонных зданий
=2,3÷2,6, n=6.
Для производственных зданий значения
(с учетом внутренних
тепловыделений) можно определить только по [1, 4].
При расчете по укрупненным показателям общий объем зданий жилого
района определяется ориентировочно в зависимости от числа жителей N:
где
– нормируемый объем жилых зданий на 1 человека, м3/чел.
, (14)
20
При отсутствии перечня общественных зданий тепловую нагрузку на их
''
Q,Q
о.жо.общ
250
отопление можно принимать
[1, 4].
2.2.2. Вентиляция
Вентиляция – обмен воздуха в помещениях для удаления избытка
теплоты, влаги и других вредных веществ с целью обеспечения допустимых
параметров микроклимата и чистоты воздуха в рабочей или обслуживаемой
зоне помещения.
Микроклимат – совокупность факторов, определяющих
метеорологическую обстановку в помещении. К этим факторам относятся:
температура воздуха, относительная влажность, скорость движения
(подвижность) воздуха в рабочей или обслуживаемой зоне помещения.
Приточные системы вентиляции подают чистый воздух в помещение,
вытяжные – удаляют загрязненный воздух из помещения. Если вентилируется
все помещение или его рабочая зона, то вентиляция называется общеобменной
(приточно-вытяжной). Приточно-вытяжная вентиляция с подогревом воздуха в
холодный период используется в производственных и общественных зданиях и
предназначена для разбавления избыточной теплоты, влаги, вредных веществ
до нормативных значений. В качестве приточного воздуха используется
наружный воздух или частично забираемый из помещения (рециркуляция). Для
утилизации теплоты уходящего воздуха и предварительного подогрева
приточного воздуха широко применяются теплообменники-утилизаторы.
Местная вытяжная вентиляция предназначена для удаления вредных веществ
непосредственно у мест их выделения через специальные устройства (местные
отсосы). При этом достигается максимальный эффект при минимальном
количестве удаляемого воздуха. Местная приточная вентиляция предназначена
для подачи приточного воздуха на фиксированные места и обеспечения в этой
зоне параметров микроклимата, отличающихся от параметров всего помещения
(воздушные души, воздушно-тепловые завесы).
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]