3.2. Теплоаккумулирующая установка.

3.2.1. Расчет емкости резервуаров – аккумуляторов горячей воды.

Необходимая полная водяная емкость теплоаккумулирующей установки ТПС определяется по формуле:

n=Ф_а^м\(ρ₆₅ * с * (t_г^р - t_г^з)) , (29)

где Ф_а^м – расчетное значение необходимого запаса теплоты на ТПС, определённое по формуле (15) (либо снятого из интегрального графика), Дж;

Ρ₆₅ – плотность воды при t^p_Г = 65°C, принимается равной 980 кг/м³

Таким образом:

П =13,3*10¹⁰/(980*4190*60)=539,8 м³

Так как технологическая схема с открытыми аккумуляторами, то следует принимать цилиндрическим стальные резервуары у которых высота равна их диаметру.

Необходимые значения диаметров резервуаров горячей воды определяют по формуле:

Д_ц=, (30)

где m – количество принятых к установке резервуаров, шт; m = 2 шт.

Количество резервуаров m должно приниматься не менее двух, ПР 50 % эффективного водяного объёма теплоаккумулирующей установки. Если по расчету при первоначально принятом значении m = 2 диаметр резервуара получился более 7,5 м, то к установке необходимо принимать 3 резервуара с меньшим диаметром, значение которого необходимо вычеслить.

Таким образом:

Д_ц==7

Таким образом принимаем 3 резервуара диаметром 7 м

3.2.2. Расчет тепловой изоляции резервуаров горячей воды.

Установка резервуаров - аккумуляторов предусматривается не в здании ТПС на специально отведённой для этого открытой площадке. Для снижения остывания воды в процессе её хранения в резервуарах, последние должны быть снабжены тепловой изоляцией.

В основу расчета толщины основного слоя теплоизоляционной конструкции резервуаров кладут норму плотности теплового потока потерь, которая для нашего случая может быть принята 45Вт/ч.

Выбираем теплоизоляционную конструкцию из минераловатных прошивных матов по ГОСТ 21880-76 в обкладке из металлической сетки с покровным слоем из листовой стали по ГОСТ 14918-80 толщиной 1 мм.

Необходимую толщину основного слоя теплоизоляции конструкции вычисляем по формуле:

δ_u3= λ_из((t_г^р - t_г^з)/q_н-1/α_н) , (31)

где λ_из – коэффициент теплопроводности материала основного слоя теплоизоляционного конструкции, для минераловатных прошивных матов в обкладе из металлической сетки 0,057 ВТ/м²

t_п^Ср – средняя за год температура наружного воздуха, °C принимается для места сооружения ЦСГВ по климатическим таблицам:

t_н^ср = 7 °C

g_н – норма плотности теплового потока потерь, 45 ВТ/м²;

α_н – коэффициент теплоотдачи от поверхности теплоизоляционной конструкции к окружающему воздуху, принимается равным 35 ВТ/(м²∙с).

Таким Образом:

δ_из=0,057*((65-7)/45-1/35)=0,07 м

3. 3. Оборудование водообработки.

На ТПС предусматривают установку 1 ^го деаэратора на полную необходимую производительность, которая вычисляется по формуле:

G_об = 3,6 х Q_ВПУ\(c*(t_г^р - t_г^з)) =G_T­N_вп

G_об =3,6*22,55*3=243,54 Т/ч

Установки силикатизации воды промышленостью серийно не выпускаются, а изготовляется организацией, монтирующей оборудование ТПС по специальным чертежам и в курсовой работе не подбираются.

3. 4. Насосные агрегаты.

Подбор насосов горячей воды, которые являются в схеме с открытыми (безнапорными) аккумуляторами повысительно - циркуляционными, производится по секундному расходу воды в час наибольшего водопотребления.

Расчетную секундную подачу подачу насоса определяем по формуле:

G = 5qα , (33)

где g – средняя норма расхода воды одним водоразборным прибором для жилых зданий, принимаем 0,137 л/с

α – безразмерный коэффициент, являющийся функцией произведения NP, в котором..

N – общее количество водоразборных приборов горячей воды в посёлке.

P – вероятность действия (включения) одного водоразбора прибора в час наибольшего водопотребления.

N_p = 1.2 х (q_лн х U)/3600 х g , (34)

где g_лн – норма расхода горячей воды одним потребителем в час наибольшего водопотребления, л/(чел.ч); норма расхода горячей воды g_лн для жилых домов квартирного типа, оборудованных ванными длиной от 1500 до 1700 мм и душами – 10 л/(чел. ч)

U – количество потребителей горячей воды в посёлке, чел. (из задания дано 13 тыс. чел.);

1,2 – повышающий коэффициент, учитывающий горячий водоразбор в общественных зданиях.

Значение коэффициента α в формуле (33), как функции NP определяется по таблицам , приведённым в нормах СНиП ‖‖-34-76. Для посёлков с населением (2-20) тыс. чел. значение x_с достаточной для проектной практики точностью, (ошибка – до 4 %) может быть определена по формуле:

α = 6,89 + 0,227(NP-20) , (35)

Здесь

NP =1,2*10*12000/(3600*0,137)=291,97

Тогда α = 6,89+0,227*(291,97-20)=82,23

Таким образом

G = 5*0,137*82.23=56.32 л/с

Опыт эксплуатации ЦСГВ микрорайонов с высотой жилых зданий до 16 этажей, позволяет в курсовой работе необходимый напор насосов горячей воды принимать 70-100 м в. ст.

Подбираем насосный агрегат (насос и электродвигатель к ниму) горячей воды:

Марка насоса	Подача насоса, м3/ч	Полный напор, м2	Частота вращения, об/мин	Электродвигатель
				Мощность кВт	Тип
К 90/85	65-90-135	98-91-72	2900	55,0	А 02-81-2

3. 5. Трубопроводы.

Трубопроводы энергоносителя в пределах ТПС необходимо проектировать из стальных бесшовных труб, изготовленных по ГОСТ 8731-74* (горячекатаные) и по ГОСТ 8733-74* (холоднотянутые), а трубопроводы нагреваемой воды – из водогазопроводных труб, изготовленных по ГОСТ 3262-75 и имеющих двухстороннее цинковое покрытие. Основные сведения о применяемых при сооружении ТПС стальных трубах приведены в приложении В (методических указаний).

Диаметры трубопроводов определяются, исходя из расчётных максимально возможных и допустимых скоростей движение в них воды по формуле:

d_в^р=1728.4х.мм ,(36)

где V-объёмный расход воды трубопроводу, /с;

W-скорость воды в трубе,м/с

Скорость воды в трубопроводах ТПС рекомендуется принимать: для труб енергонасителя- горячей сетевой воды -2-3 м/с ,в среднем 2.5 м/с., для труб траста нагреваемой (водопроводной) воды 0,5-1,5 м/с , в среднем 1,0 м/с.

Значение объёмных расходов воды V, ,для подстановки в формулу (36), по трубопроводом различного назначения могут быть вычеслены приближенно по выражениям:

1. Трубы подключения отдельных водонагревателей по нагреваемой (холодной и горячей) воде

V=х,/с; (37)

-массовый расход нагреваемой воды в трубном пространстве одного водоподогревателя, кг/с

V=22,55х=0,0226,/с;

б) общее для водоподогревателей трубы нагреваемой воды до баков аккумуляторов.

V=х,/с; (38)

где -число водоподогревателей подключенных к трубопроводу ,шт:

V=22,55х3х,/с;

в) циркуляционные трубы

V=Vц/3600,/с;

где Vц-полный циркуляционный расход воды через ТПС.,

V=55,2/3600=0.015 ,/с;

г) трубы горячей воды после баков-аккумуляторов, подающие воду потребителям

V=Gх/с;

где G-секундный расход горячей воды при водоразборе в часе наибольшего водопотребителя .,

V=56,32х/с;

д) трубы подключения отдельных водонагревателей по энергоносителю греющей воде.

V=Gмх/с; (41)

где Gм-массовый расход горячей воды в межтрубном пространстве одного подогревателя кг/с

V=24,66*10^-3=0,025/с;

е) общие для водоподогревателей трубы греющей воды

V=Gмх/с; (42)

V=24,66*3*=0,074/с;

Таким образом определяем диаметры трубопроводов:

а) =1128,4=169,6 мм

б)=1128,4=293,6 мм

в)=1128,4=138,2 мм

г)=1128,4=267 мм

д)=1128,4=178 мм

е)=1128,4=306,96 мм

По вычесленным значениям, по формуле (36), внутренних диаметров труб, по таблице 6 (методических указаний) ближайший стандартный внутрений диаметр трубы с таким внутреним диаметром и являются технически обосноваными для изготовления из них трубопровода данного назначения.

Результаты расчёта и подбора диаметров сводим в таблицу.

Таблица 4

№ п/п	Наименование трубопровода и его участка	V,/с;	мм	мм	мм	δ.мм	мм
1	Трубы подключения отдельных водоподогревателей по нагреваемой (холодной и горячей) воде	1,0	169,6	184	194	5,0	175
2	Общее для водоподогревателей трубы нагреваемой воды до баков аккумуляторов	1,0	293,6	309	325	8,0	300
3	Циркуляционные трубы	2,5	138,2	150	159	4,5	150
4	Трубыгорячей воды после баков аккумуляторов,подающие воду потребителям	2,5	267	309	325	8,0	300
5	Трубы подключения отдельных водоподогревателей по энергонасителей греющей воды.	2,5	178	207	219	6,0	200
6	Общее для водоподогревателей трубы греющей воды	2.5	306,96	309	325	8,0	300

4. Расчёт годовой экономии топлива.

Использование в ЦСРВ посёлка ВЭР соседнего промышленного предприятия позволит отказаться от использования этой цели теплоты, вырабатываемой заводской котельной, сжигающих в толках котлов органическое топливо.

Вычислим количество топлива, которое будет ежегодно экономиться в заводской котельной в результате осуществления горячего водоснабжения посёлка на базе имеющихся на заводе свободных тепловых ВЭР. В расчёте мах. будем исходить из условия, что в топках котлов заводской котельной сжигается природный газ Березовского месторождения Тюменской области с низшей объёмной теплотой сгорания в нормальных физических условиях (t=и Р=101,3 кПа)

=35,3хДж/

Годовое полезное теплопотребление посёлком на нужды горячего водоснабжения вычисляется по формуле:

Фгод=24хх[+βх(350-)]Дж;(43)

где -средний часовой тепловой поток горячего водопровода, Дж;

-продолжительность отопительного периода по числу дней со средней суточной температурой наружного воздуха С и ниже, сутки;

β-коэффициент, учитывающий снижение теплового потока горячего водоразбора меж отопительном периоде; обычно принимается равным 0,8 , а для курортных и южных городов 1,0; в наше случае 0,8.

-средняя температура водопроводной воды в меж отопительном периоде , принимается 15˚С.

Таким образом

=189 суток для Харьковской области.

=24х1,36х[189+0,8(350-189)]=96,7хДж/ч.

Годовую экономию топлива определяем по выражению:

∆Вгод=,,(44)

где - низшая объёмная теплота сгорания природного газа, принимается равным 35,3хДж/

-КПД котельной установки , м.б. принять 0,86;

-КПД системы горячего воснабжения посёлка.

вычисляем по формуле =1+∆Q,(45)

где ∆Q-относительные тепловые потери в ЦСГВ, определённые по формуле (12)

Значит =1-0,17=0,83

Таким образом:

Вгод= =3,8х

Годовую экономию природного газа, вычисленную по формуле (44) пересчитаем теперь в условное топливо

∆Вгод=∆ВгодхЭх,T (46)

где Э-топливный эквивалент природного газа Березовского месторождения, равный

Э===1,2

где -удельная теплота сгорания условного топлива, Дж/кг.

Таким образом.

∆Вгод=3,8хх1,2х=4560T

4. Составление тепловой схемы.

Составляется тепловая схема на основе технологической схемы ТПС и в соответствии с произведённым в п.з. обоснованием состава её основного оборудования: водоподогревателей, балов аккумуляторов, оборудования водообработки и насосных агрегатов.

4. Литература

.

1.Методические указания к курсовой работе по горячему водоснабжению для студентов 1205 «теплоснабжения и вентиляции» дневной заочной формы обучения Г.Д. Полизо и др.

19