Виды и расчёт тепловых нагрузок предприятия. Годовой график продолжительности тепловых нагрузок и его построение

Тепловая нагрузка по характеру распределения во времени классифицируется на сезонную и круглогодовую. Сезонная (расходы тепла на отопление и вентиляцию) зависит в основном от климатических условий и имеет сравнительно постоянный суточный и переменный годовой график нагрузки.Круглогодовая (расходы тепла на ГВС и технологические нужды) практически не зависит от температуры наружного воздуха и имеет очень неравномерный суточный и сравнительно постоянный годовой график потребления тепла. При проектировании и разработке режимов эксплуатации систем централизованного теплоснабжения определяют:

1.Расчётные тепловые нагрузки;

2.Суточные графики нагрузки;

3.График тепловых нагрузок поt_нв;

4.Годовой график месячных тепловых нагрузок;

5. Годовой график продолжительности тепловых нагрузок.

Система отопления и вентиляции должны обеспечивать поддержание условий теплового комфорта. Согласно СНиПу t= 18-22°С,t_вр= 18°С. Теплота, подводимая системой отопления, должна компенсировать тепловые потери, теплопередачи через наружные ограждения и фильтрации, при этом t =const:

Q=Q_Т+Q_И=Q₀+Q_ВИ, Вт, где

Q_Т -потери теплопередачи через наружные строительные ограждения, Вт;

Q_И -потери инфильтрации, Вт;

Q_ВИ-внутренние источники теплоты, Вт;

Q-суммарные тепловые потери, Вт;

Q₀ -теплота, производимая системой отопления, Вт.

Внутренние источники теплоты:

Q_ВИ =Q_рад+Q_пов+Q_{пр.сгор}+Q_мат+Q_{эл.прив.}+Q_осв.+Q_л, где

Q_ВИ- теплота от солнечной радиации ,70-210 Вт/м²;

Q_пов– теплота от горячих поверхностей (печей и др. аппаратов);

Q_{пр.сгор}-теплота продуктов сгорания печей;

Q_мат–теплота остывающих материалов и продуктов производства;

Q_{эл.прив}-теплота от электрических двигателей;

Q_осв.– теплота от осветительных приборов;

Q_л,Q– теплота от людей .

1 Метод расчёта тепловых нагрузок

Q_оmax = q₀∙А∙(1+К₁), где

А- общая площадь площадь жилых зданий , м²;

К₁ - коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий (K₁=0,25).

2 Метод расчёта тепловых нагрузок (Соколов).

Для зданий V>3000 м³- используется расчет по укрупнённым показателям.

Расход тепла на отопление

Q_от=q_от∙V_н∙(t_в-t_но),

Расход тепла на вентиляцию

Q_в=q_в∙V_н∙(t_в-t_нв), где

V_н- объём здания по наружным измерениям, м³;

q_от,q_в– удельные отопительная и вентиляционная характеристики здания, Вт/м³∙К;

t_в- среднее значение расчётной температуры внутреннего воздуха,⁰С;

t_но- расчётная зимняя отопительная температура наружного воздуха,⁰С;

t_нв- расчётная зимняя вентиляционная температура наружного воздуха,⁰С.

q_от,q_взависит от объёма (V↑, тоq↓), от типа здания, его формы, остекления и т.д. Берется из справочника. Также можно рассчитать по эмпирической формуле:

ε=1,85, Вт/м³∙К;

Q₀=Q_т+Q_и–Q_ви=(1+)∙V_зд∙∙(t_вр-t_и) -Q_ви, гдеQ_ви=0 для жилых зданий.

α -поправочный коэффициент к величинеq₀.

Чтобы избежать чрезмерного превышения мощности системы отопления, расчёт тепловой мощности отопительных приборов ведут не по minвозможным, а по расчетным,t_вр=t_ио, для проектирования систем отопления которых определяется как средняя температура наиболее холодной пятидневки из 8 наиболее холодных зим за последние 50 лет.

Расчёт тепловой нагрузки на ГВС

Сильно меняется нагрузка на ГВС в течение суток и недели, в жилых районах наибольший расход обычно в предвыходные дни, в утреннее и вечернее время.

Для жилых и общественных зданий первоначально считается среднечасовая тепловая нагрузка на ГВС:

где

с -теплоемкость воды, кДж/кг;

а -норма расхода воды на ГВС при t = 55°С, на одного человека в сутки, проживающего в здании с ГВС, принимаемая в зависимости от степени комфортности здания в соответствии со СНИПом;

b-норма расхода воды на ГВС, потребляемая в общественных зданиях при t = 55°С, принимаемая в размере 25 л/сут. на 1 человека;

m-число человек;

t_с- температура холодной (водопроводной) воды в отопительный периодt_с⁼5°С (при отсутствии данных), летомt< = 15°С.

Графики теплового потреблениячасовые, годовые по продолжительности тепловой нагрузки, годовые по месяцам необходимы для решения ряда вопросов централизованного теплоснабжения, определения расходов топлива, выбора оборудования источников теплоты, выбора режима загрузки и графика ремонта этого оборудования, выбора параметров теплоносителя, а также для технико-экономических расчётов при проектировании и эксплуатации системы теплоснабжения.

Построение теплового графика (Россандера):

В правой части графика по оси абсцисс откладывают продолжительность работы котельной (в часах), в левой части - температуру наружного воздуха; по оси ординат откладывают расход тепла.

Сначала строят график изменения расхода тепла на отопление жилых и общественных зданий в зависимости от наружной температуры. Для этого на оси ординат откладывают суммарный максимальный расход тепла на отопление этих зданий и найденную точку соединяют прямой с точкой, соответствующей температуре наружного воздуха, равной усреднённой расчётной внутренней температуре жилых и общественных зданий t_в=18°С. Т.к. начало отопительного сезона принято приt_н= 8°С, поэтому линияIграфика до этой температуры показана пунктиром.

Расход тепла на вентиляцию общественных зданий в функции представляет собой наклонную прямую 3 отt_в=18°С до расчётной вентиляционной температурыt_нвдля данного климатического района. При более низких температурах к приточному наружному воздуху подмешивается воздух помещения, т.е. осуществляется рециркуляция, а расход тепла остается неизменным (график проходит параллельно оси абсцисс).

Расходы тепла на ГВС и технологические нужды не зависят от t_ни проводятся как прямая5.

Для построения общего графика(суммарного) складываются все расходы тепла:

(ΣQ₀+ ΣQ_в +ΣQ_гв +ΣQ_т)

Вправо по оси абсцисс откладывают для каждой наружной температуры число часов отопительного периода, через эти точки проводят вертикальные линии. Далее на эти линии из суммарно графика расхода тепла проецируют ординаты, соответствующие максимальным расходам тепла при тех же наружных температурах. Полученные точки соединяют плавной кривой 7, представляющей собой график тепловой нагрузки за отопительный период.

Площадь, ограниченной осями координат, кривой 7 и горизонтальной линией 8, показывающей суммарную летнюю нагрузку, выражает годовой расход тепла, ГДж/год:

Q_год = 3,6∙10^-6∙F∙m_Q∙m_n, где

F – площадь годового графика тепловой нагрузки, м²;

m_Q,m_n- масштабы расхода тепла и времени работы котельной, Вт/мм; ч/мм.

№33