1.2.3. Технологическая схема теплоподготовительной станции.

По расчитанному с помощью формулы (2) значению индекса насыщения горячей воды карбонатом кальция и содержанию в воде хлоридов и сульфатов, руководствуясь табл. 2.2., методических указаний, для заданного материала труб назначается состав оборудования для обработки воды на ТПС и выбирается её принципиальная схема.

Так как и , то принимаем схему АО.

2. Режимы теплопотребления.

Задачами этого раздела работы является определения проектных тепловых потоков горячего водоснабжения, тепловой мощности водонагревательной установки и ёмкости аккумуляторов горячей воды. Полученные значения режимных параметров ЦСГВ будут использованы в последующих разделах работы для подбора технологического оборудования ТПС.

1. Тепловые потоки горячего водозабора.

Особенностью работы систем горячего водоснабжения является весьма неравномерный характер водопотребления, которое колеблется по периодам года, дням недели и особенно резко – по часам суток. В связи с этим тепловые потоки горячего водозабора в характерные периоды имеют различные значения, которые при проектировании ЦСГВ определяются по формуле:

А. Средний для отопительного периода:

, Дж/ч (4),

где -средний часовой за отопительный период горячий водозабор, м³/ч, определённый по формуле (1);

-плотность воды при средней температуре нагреваемой воды водонагревателе 30 ⁰С, принимается равной 996 кг/м³;

-удельная теплоёмкость воды, принимается равной 4190 Дж/(кг к);

-средняя температура горячей воды у водозаборных приборов по норме, 55 ⁰С;

-расчётная зимняя температура водопроводной воды, принимается равной среднезимной температуре воды в источнике водоснабжения по заданию, ⁰С, в моём случае равен 5 ⁰С.

Таким образом:

Дж/ч

Б. Средний для суток наибольшего водопотребления – предпраздничного дня:

, Дж/ч (5),

где -коэффициент суточной неравномерности, принимается равным 1,2.

, Дж/ч.

В. Максимальный для суток наибольшего водопотребления:

, (6),

где -коэффициент часовой неравномерности горячего водозабора, определяемый по формуле:

,

где -численность населения посёлка по заданию, чел.

,

следовательно:

, Дж/ч.

2. 2. Тепловые потоки горячего водоснабжения.

Необходимый циркуляционный расход воды в ЦСГВ, обеспечивающий в условиях отсутствия водозабора в любом водоразборном стояке здания температуру воды не ниже 50 ⁰С определяется по формуле:

, м³/ч, (7),

где -удельный циркуляционный расход воды, отнесённый к одному жителю посёлка, л/(ч.чел.).

В зависимости от принятой высоты этажестояка (в моём случае м) в секционном узле системы горячего водоснабжения жилого дома, типичного для посёлка и среднего числа жителей в одной квартире(принимаю 4чел.), расчётное значение удельного циркуляционного расходаследует принимать по таблице 3.1. (методических указаний). Таким образом:

л/(ч.чел.).

В этой таблице указаны также расчётные перепады температур циркуляционной воды=12 ⁰С.

Таким образом:

, м³/ч.

Зная циркуляционный расход воды и расчётное снижение температуры воды в циркуляционном контуре определяем средние потери теплоты в ЦСГВ па формуле:

, Дж/ч, (8),

где -плотность воды при средней температуре воды в циркуляционном контуре50 ⁰С, принимается равной 988 кг/м³.

, Дж/ч.

Теперь можем определить средний часовой тепловой поток горячего водоснабжения расчётных суток как сумму среднечасового теплового потока горячего водоразбора суток наибольшего водопотребления и среднечасового потока тепловых потерь.

, (9)

и аналогично определить максимальный часовой тепловой поток горячего водоснабжения:

, (10).

Таким образом:

, Дж/ч.

, Дж/ч.

Коэффициент часовой неравномерности теплового потока горячего водоснабжения определяется отношением:

,(11)

Заметим, что

Относительные тепловые потери в ЦСГВ вычисляем по формуле:

,(12)

В современных ЦСГВ с теплоизолированными стояками секционных узлов зданий и наличия полотенцесушителей

.

попадает в предел 0,15 - 0,25

2. 3. Определяем мощности водоподогревательной установки и расчетного теплового запаса в аккумуляторах горячей воды.

Мощность ВПУ, режим работы теплоаккумулирующей установки и расчетный тепловой запас аккумуляторов горячей воды определяется графо-аналитическим методом. Этот способ основан на построении и совместном рассмотрении графиков потребления и выработки теплоты в ЦСГВ.

График потребления теплоты поселком может быть построен по общим закономерностям потребления горячей воды в жилых зданиях.

Мощность ВПУ диктуется не только графиком водопотребления, но и режимом подачи энергоносителя к ТПС. Все это вместе позволяет при проектных разработках пользоваться опорной обобщенной шестограммой (столбчатым графиком) тепловых потоков горячего водоснабжения по часам расчетных суток. Такая опорная шестограмма приведена на рис.1. Площадь каждого столбика шестограммы прямопропорциональна (а в масштабе равна) потреблению теплоты ЦСГВ за соответствующий час, а сумма площадей её столбцов - суточному потреблению теплоты на горячее водоснабжение посёлка.

,(13)

где, -часовые потребности посёлка в теплоте для нужд горячего водоснабжения:

Дж.

Если теперь нарастающим итогом суммировать осреднённые значения тепловых потоков шестограммы рис.1 и изобразить результаты такого последовательного суммирования графически, то получим интегральный график теплопотребления во времени расчетных суток. На рис.2 ломаная линияи является интегральным графиком теплопотребления ЦСГВ, построенным по данным опорной шестограммы рис.1

Составляем сводную таблицу значений тепловых потоков и расходов теплоты на расчетные часы суток, используемые для построения опорной шестограммы тепловых потоков и интегрального графика потребления теплоты ЦСГВ.

Таблица 1. Опорный режим отпуска теплоты в систему горячего водоснабжения.

Интервал времени суток ч.	Продолжи- тельность интервала ч.	Тепловой поток в интервале, Дж/ч.	Потребление теплоты, Дж
			За интервал времени	с начала суток
0-6	6
6-20	14
20-22	2
22-24	2

Когда подача энергоносителя к ТПС производится периодически, а потребление горячей воды круглосуточное , как это имеет место в нашем случае, установка аккумуляторов горячей воды неизбежна. Необходимая мощность ВПУ при таких условиях вычисляется по формуле:

Q_ВПУ = =,Вт (14).

где Z – заданное число часов подачи энергоносителя к ВПУ в сутки. Z = 7

Q_ВПУ= = 17,4*10⁶ Вт

Максимальное значение запаса теплоты – аккумуляторной способности балов горячей воды:

= - Ф_ῖ , Дж (15)

где и Ф_ῖ - ординаты соответствующих графиков по состоянию на момент времени ῖ , когда разность их значений максимальна , Дж. Для нашего случая, как это видно из рис. 2 расчетный запас теплоты на ТПС приходится на 11 часов, то есть ῖ = 11

Таким образом = 13,3*10¹⁰ , Дж.

Разность ординат графиков и Ф по состоянию на 24 часа текущих суток Ф_П есть переходящий запас теплоты, обеспечивающий горячее водоснабжение поселка после 0 часов наступающих суток, до очередного цикла подачи энергоносителя в ТПС.

3. Выбор и поверочный расчет оборудования теплоподготовительной станции.

К оборудованию, которое должно быть в курсовой работе обосновано выбрано по своим техническим характеристикам или подвергнуто поверочному расчету, относится: водоподогревательная и теплоаккумулирующая установки, устройства водообработки, насосы агрегаты и основные трубопроводы внутренних коммуникаций ТПС.