Горячее водоснабжение жилого микрорайона

курсовая1W97.doc

Курсовая работа служит для углубления и закрепления зна-ний
полученных при изучении дисциплины «Теплоснабжение».
Выполнение курсовой работы начинается с получения зада-ния и его
изучения. Предварительно следует ознакомиться с совре-менными материалами
по проектированию и строительству жи-лых микрорайонов новой застройки при
свободной планировке. Новые современные планировочные решения жилых районов
вы-зывают необходимость разработки новых решений инженерного оборудования
в частности централизованного снабжения горячей водой от центральных
Задание включает текстовую часть и варианты исходных дан-ных.
Индивидуальные задания различаются исходными данными (табл.1) в
соответствии с номером студента в журнале. Задание оформляется на отдельном
листе и помещается в расчетно-пояс-нительной записке после титульного
Титульный лист должен содержать следующие данные: название учебного
заведения кафедры дисциплины и тему кур-совой работы фамилию и инициалы
студента год выполнения.
Курсовая работа защищается перед комиссией утвержденной заведующим
кафедрой. Защита происходит открыто в присутст-вии других студентов.
ЗАДАНИЕ К КУРСОВОЙ РАБОТЕ
Требуется разработать систему горячего водоснабжения цент-ральный
тепловой пункт (ЦТП) и тепловые сети от ЦТП до присоединенных зданий. В
ЦТП теплоноситель поступает от централизованного источника тепла. У
потребителей должны быть установлены следующие приборы: в ванной комнате -
смеситель у ванны и умывальника на кухне - смеситель у мойки. В ванных
комнатах предусматривается установка полотенце-сушителей присоединенных
к циркуляционным или разводящим стоякам. От ЦТП к зданиям проектируется
четырехтрубная тепловая сеть (два трубопровода на систему отопления два
трубопровода на систему горячего водоснабжения). Прокладка осуществляется
в непроходных каналах лоткового типа. Для зданий высотой более двенадцати
этажей предусматривается нижняя прокладка разводящих магистралей и
верхняя прокладка циркуляционных магистралей. Для зданий высотой более
двенадцати этажей предусматривается верхняя прокладка разводящих
магистралей и нижняя прокладка циркуляционных магистралей. Для зданий
высотой более четырех этажей следует объединять группы водоразборных
стояков кольцующими перемычками в секционные узлы с присоединением каждого
узла одним циркуляционным трубопроводом к сборному циркуляционному
трубопроводу системы. В секционные узлы следует объединять от трех до семи
водоразборных стояков. В ЦТП должна быть предусмотрена противокоррозийная и
проти-вонакипная обработка воды согласно СНиП 2.04.01-85 «Внутренний
водопровод и канализация».
Температура горячей воды должна быть: в местах водоразбора 55(С на
выходе из ЦТП - 60-65(С. Схема включения подо-гревателей горячего
водоснабжения определяется по соотношению нагрузок горячего водоснабжения и
ПоряНомерКол-РасчетПоряНомеКол-Расчет
дков во ная д-кор во ная
ый планаэтажтемпервый планэтажтемпер
номе ей атура номеа ей ату-ра
*Примечание. Все присоединенные к ЦТП здания имеют одинаковые планировки и
этажность согласно исходным данным задания.
Первым этапом при выполнении плана микрорайонных сетей является выбор
расположения ЦТП и трассы теплосетей от ближайшей магистральной
теплокамеры (МК) до ЦТП и от ЦТП до каждого присоединяемого здания.
Основная часть зданий будет присоединена к главной (наиболее
протяженной) линии тепловых сетей. Прокладку микрорайонных сетей предусмат-
ривают канальной в непроходных каналах. При этом для компен-сации тепловых
удлинений трубопроводов используют углы поворота трассы и П-образные
компенсаторы располагаемые в середине между двумя неподвижными опорами.
ОФОРМЛЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
В состав курсовой работы входят расчетно-пояснительная записка и
Расчетно-пояснительная записка должна быть написана в соответствии с
правилами на оформление разборчивым почерком. В конце записки приводится
список литературы использованной при выполнении работы. Ссылки на
литературные источники даются в тексте (в квадратных скобках приводятся
номера источников соответствующие номерам в списке использованной
литературы). В начале расчетно-пояснительной записки должны быть помещены:
титульный лист установленного образца оглавление исходные данные для
выполнения курсовой работы. Расчетная часть записки должна содержать
Предварительный гидравлический расчет разводящих трубо-проводов системы
горячего водоснабжения.
Определение теплопотерь и циркуляционных расходов в разводящих
трубопроводах горячего водоснабжения.
Окончательный гидравлический расчет разводящих трубопро-водов горячего
Гидравлический расчет циркуляционных трубопроводов ветви.
Определение расчетных тепловых нагрузок. Выбор схемы включения
подогревателей горячего водоснабжения.
Расчет и построение графиков расхода теплоты.
Определение наружной температуры соответствующей точке излома графика.
Определение температуры воды в подающей трубе теплосети в точке излома
повышенного графика.
Тепловой расчет водонагревательной установки горячего водоснабжения.
Гидравлический расчет водонагревательной установки горя-чего
Подбор водомера для горячего водоснабжения.
Определение требуемого напора холодного водопровода на вводе в ЦТП.
Подбор циркуляционных насосов.
В тексте пояснительной записки помещаются следующие графики и
схемы: расчетная схема главной ветви системы горячего водоснабжения
микрорайона с указанием номеров участков их длин и расходов теплоносителя;
принципиальная схема ЦТП; суточный график расхода тепла на горячее
водоснабжение; интегральный график расхода тепла на горячее водоснабжение.
Графическая часть работы выполняется на одном листе бумаги формата
А1. Графическое изображение проекций обозначения шрифты должны
соответствовать правилам строительного черчения в соответствии с
ГОСТ21.605-82 «Сети тепловые (тепломеханическая часть)».
Графическая часть включает в себя:
) план типового этажа с нанесением стояков разводки и водоразборных
) план подвала или чердака здания с нанесением разводящих и
циркуляционных трубопроводов ввода трубопроводов горячего водоснабжения
и указанием диаметров участков.
) аксонометрическую схему трубопроводов системы горячего водоснабжения
здания с указанием номеров участков диаметров труб и номеров стояков.
) конструкцию водонагревателя.
) план микрорайона с тепловыми сетями от ЦТП к зданиям с указанием номеров
и длин участков и нанесением компенсаторов и неподвижных опор.
РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Предварительный гидравлический расчет разводящих трубопроводов .
Максимальный секундный расход воды на расчетном участке сети
лс при гидравлическом расчете теплопроводов системы горячего
водоснабжения определяется по формуле
где qoh - секундный расход горячей воды водоразборным прибором с
наибольшим расходом лс принимаемый в соответствии с [7 прил.2];
( - коэффициент определяемый по [7 прил.2] в зави-симости от
общего количества приборов N на расчетном участке сети и вероятности их
Вероятность действия санитарно-технических приборов на участках
сети при одинаковых водопотребителях в здании без учета изменения UN
определяется по формуле
где qhhru - норма расхода горячей воды в литрах одним потребителем в час
наибольшего водопотребления принимаемая согласно [7 прил.3] для прибора
с наибольшим расходом.
U - общее число жителей в микрорайоне;
N - общее число водоразборных приборов в микрорайоне.
Гидравлический расчет главной ветви проводят в два этапа:
) предварительный расчет для подбора диаметров труб системы горячего
водоснабжения при скоростях воды в стояках до 13 мс и в квартальных сетях
и квартирных подводках к приборам до 2 мс без учета циркуляционных
расходов и зарастания труб накипью и шламом;
) окончательный расчет для определения потерь напора в глав-ной ветви
системы горячего водоснабжения при скоростях воды в стояках до 15 мс и в
квартальных сетях и квартирных подводках до 3 мс с учетом циркуляционных
расходов и их зарастания.
Предварительный гидравлический расчет трубопроводов главной
ветви системы горячего водоснабжения микрорайона выполняют по форме 1.
НомерДлинаКол-воN (РасхоДиа-мСко-рУдельны
уч-кауч-каприбо-P д етр ость е
м ровN воды D мм( потери
Определение теплопотерь и циркуляционных расходов.
Теплопотери Qht Вт определяют по участкам с одинаковыми условиями
теплообмена по формуле:
Qht=(dнKL(thm-tок)(1-()
где dн - наружный диаметр трубопровода м;
L - длина участка трубопровода м;
К - коэффициент теплопередачи неизолированного тепло-провода K=116
thm - средняя температура горячей воды в подающих трубопро-
водах системы горячего водоснабжения: thm=55-60оС;
tок - температура окружающей среды оС;
( - КПД тепловой изоляции усредненное значение (=06 08.
Температуру окружающей среды принимают в зависимости от места прокладки
теплопровода. При прокладке теплопровода в шахтах санитарно-технических
кабин коммуникационных шахтах каналах tо=23 оС в ванных комнатах – 25
оС в кухнях и туалетных ком-натах – 21 оС при прокладке в неотапливаемых
подвалах и при бесканальной прокладке – 5 оС. В системах горячего водо-
снабжения с полотенцесушителями на подающих стояках к сумме теплопотерь
каждого стояка прибавляют потери теплоты поло-тенцесушителями равные 100n
где 100Вт-усредненная тепло-отдача одним полотенцесушителем n-количество
полотенце-сушителей присоединенных к стояку. При определении цирку-
ляционных расходов воды потери теплоты циркуляционными теплопроводами
не учитываются. При расчете систем горячего водоснабжения с
полотенцесушителями на циркуляционных стояках целесообразно к сумме потерь
теплоты подающими теплопроводами добавлять теплоотдачу полотенцесушителей.
Расчет теплопотерь подающими теплопроводами ведется по форме 2.
НомерДлинаДиаТемпер(thm-(1-Потери Суммарны
уч-кауч-камета-тураtо) () теплотые потери
L м рdнокр. оС на теп-лоты
Циркуляционный расход воды в системе определяется при условии
отсутствии водоразбора исходя из теплопотерь QhtкВт вследствие остывания
горячей воды в подающих теплопроводах.
Циркуляционный расход qcir лс определяют по формуле
где ( - коэффициент разрегулировки циркуляции;
с = 419 кДжкгоС - удельная теплоемкость воды;
(t - разность температур в подающих теплопроводах системы от
водонагревателя до наиболее удаленной водоразборной точки.
Для систем с переменным сопротивлением циркуляционных стояков теплопотери
Qht и циркуляционный расход qcir следует оп-ределять при (t = 10 (С ( =
; для систем с секционными узлами при их одинаковом сопротивлении (t
= 85 (С ( = 13; для от-дельного водоразборного стояка или секционного
узла (t = 85(С ( = 1.
Расчет ведем в следующем порядке:
Определяем циркуляционный расход воды для всей системы горячего
Циркуляционный расход на головном участке распределяем по участкам
внутриквартальной сети пропорционально потерям теплоты в них.
Окончательный гидравлический расчет разводящих трубопроводов .
Гидравлический расчет систем горячего водоснабжения следует
производить на расчетный расход горячей воды qh с учетом циркуляционного
расхода qcir лс определяемого по формуле:
где Кcir - коэффициент определяемый в зависимости от соотношения
расходов qh qcir согласно [7 прил.5].
При окончательном гидравлическом расчете скорости воды
рекомендуется принимать не более 15 мс в стояках и магистралях и не
более 25 мс в подводках к приборам. Если скорость движения воды превышает
допустимое значение то увеличивают диаметр участка.
Поскольку расчетный расход горячей воды для участков внутридомовой
сети от первого водоразборного стояка (по ходу движения воды) до самого
удаленного водоразборного прибора определяется без учета циркуляционного
расхода т.е. qhcir=qh то гидравлический расчет этих участков
корректировке не подлежит.
Окончательный гидравлический расчет подающих тепло-проводов системы
горячего водоснабжения ведется по форме 3. Потери напора по участкам
определяются с учетом потерь давления в местных сопротивлениях по формуле:
где R- удельные потери давления на трение Пам ;
kl - коэффициент учитывающий потери давления в местных
сопротивленияхравный: 02 – для распределительных трубопроводов; 05 - для
теплопроводов в пределах теплового пункта а также для водоразборных
стояков с полотенце-сушителями ; 01 - для водоразборных стояков без
полотенце-сушителей и циркуляционных стояков.
Но-меДли-нqh qciКcir qhcidуR ( мс
Максимальный часовой расход воды м3ч следует определять по
где (hr - коэффициент определяемый согласно [7 прил.4] в
зависимости от общего числа приборов обслуживаемых
проектируемой системой и вероятности их использования;
qohhr - часовой расход воды санитарно-техническим прибором
лч принимаемый согласно [7 прил. 3].
Вероятность использования санитарно-технических приборов Phr для
системы в целом определяется по формуле:
При величине Рhr > 01 и N ( 200 коэффициент (hr следует
определять по табл.1 [7 прил. 4] при других значениях Рhr и N
коэффициент (hr следует определять по табл. 2 [7 прил.4].
Средний часовой расход воды qhТ м3ч за период (сутки) Т мак-симального
водопотребления определяется по формуле:
где qhu - норма расхода горячей воды потребителем в сутки
наибольшего водопотребления лсут согласно [7 прил. 3];
U - число водопотребителей;
Т - период водоразбора ч для жилых зданий Т=24 ч.
Тепловой поток кВт за сутки максимального водопотребления на нужды
горячего водоснабжения (с учетом теплопотерь) определяется по формуле
а) в течение среднего часа:
QhT=116qhT(55 - tc) + Qht ;
б) в течение часа максимального водопотребления
Qhhr=116qhhr(55 - tc) + Qht
где tc - температура холодной воды (С при отсутствии данных
принимается равной +5(С для отопительного периода;
Qht- теплопотери разводящими и циркуляционными
трубопроводами горячего водоснабжения кВт.
Максимальный (расчетный) тепловой поток Вт на отопление жилого
здания определяется по формуле:
Qomax=qoVн ( ti - to )
где qo - удельная теплопотеря здания Вт(м3(С) табл. 2;
Vн - наружный объем здания м3 ;
ti - средняя температура внутреннего воздуха отапливаемых
зданий принимаемая для жилых и общественных зданий равной
to - расчетная температура наружного воздуха для проектиро-
Удельные теплопотери зданий различного назначения
Наружный объем Число ЭтажностьУдельная
зданий Vн м3 секцийзданий теплопотеря
Выбор схемы включения подогревателей горячего водоснабжения на ЦТП
производят согласно [8] на основе величины
При применении в тепловом пункте регуляторов расхода воды на
отопление с регулированием отпуска теплоты в тепловых сетях по
отопительному графику принимается схема:
для (м 02 и (м > 1 - параллельная;
для 02 ( (м ( 1 - двухступенчатая смешанная.
При применении в тепловом пункте регуляторов расхода воды с
регулированием отпуска теплоты в тепловых сетях по повышенному графику
для 02 ( (м ( 1 - двухступенчатая последовательная.
При применении в тепловом пункте электронных регуляторов расхода
теплоты на отопление независимо от графика регу-лирования отпуска теплоты
для 02 ( (м ( 1- двухступенчатая смешанная схема с ограни-чением
максимального расхода воды из тепловой сети на ввод.
Выбор температурного графика регулирования производится согласно величине
В связи с тем что повышенный график температур является эко-номически
более выгодным в настоящее время он обязателен во всех случаях когда
величина (ср ( 015 . При (ср 015 до-пускается применять отопительно-
бытовой график температур[ 8].
Для построения графиков необходимо предварительно составить
таблицу расходов теплоты на горячее водоснабжение по часам суток по форме
. В части строк в графе 4 указаны проценты часового расхода теплоты за
отдельные периоды суток которых следует придерживаться. Остальные строки
следует заполнить как промежуточные таким образом чтобы выполнялось
((YQ) 24 = 2400 24 = 100%
где Q - расход теплоты % .
Величину часовой неравномерности Кч следует определять по
где Qhhr QhT - максимальный и среднечасовой расходы теплоты на
горячее водоснабжение кВт.
После заполнения графы 4 следует проверить по формуле (16)
правильность выбранных процентов Q. В графе 8 указывают последовательно
суммируемые расходы теплоты графы 6. По данным графы 5 строят суточный
график расхода теплоты на горячее водоснабжение в координатах Q кВт - n ч
. суток; по дан-ным графы 8 строят интегральный график расхода теплоты на
горячее водоснабжение в координатах Q кВт . ч - nч . суток.
Расходы теплоты на горячее водоснабжение по часам суток.
Но-Периоды Кол- Расход теплоты Q Нарастающий
ппс часов% кВтза часКВт .
одинако-Y период час
Определение температуры t’o наружного воздуха соответствующей точке
излома графика температур.
Наружная температура t(о определяется из уравнения температуры воды после
отопления ((02 в точке излома графика:
где ((01 - температура воды в подающей трубе в точке излома
нормального отопительного графика равная 70(С;
(((о- расчетный перепад температур воды в тепловой сети
при температурном графике 150-70(С (((о= 150-70=80 (С;
Q(o - относительный расход теплоты на отопление в точке
излома графика температур равный
Q(o=(ti-t(o)(ti-to)
ti - расчетная температура внутреннего воздуха для жилых
t(o - наружная температура соответствующая точке излома ;
to - расчетная температура наружного воздуха для проекти-
В точке излома графика ((02=417(С.
Тогда t(о=18 - 0353(18 - tо).
Промежуточная температура нагреваемой воды после
I ступени при балансовой нагрузке горячего водоснабжения в точке излома
где (t(н - недогрев нагреваемой воды до температуры греющей в
I ступени в точке излома графика принимаемый 5(10(С.
Перепад температур греющей воды в I ступени будет равен
((1 =( Qh( Qo)( )( (1 - (2 )
где Qh( - балансовый расход теплоты на горячее водоснабжение
Суммарный перепад температур греющей воды в I и II ступенях при Qh(
определяется по формуле:
( = ((I + ((II = ( (1 - (2 ) .
Перепад температур греющей воды во II ступени при t(н определяется
Температура воды в подающем трубопроводе в точке излома повышенного
Тепловой расчет водонагревателей системы горячего водоснабжения.
В закрытых водяных системах для горячего водоснабжения жилых зданий
применяют секционные скоростные подогреватели. В подогревателях горячего
водоснабжения греющая (сетевая) вода пропускается по межтрубному
пространству. Этим достигается во-первых выравнивание скоростей сетевой и
местной воды так как расход сетевой воды обычно больше чем расход местной
воды. Во-вторых осаждение накипи внутри трубок легче обна-руживается и
удаляется чем в межтрубном пространстве.
Тепловой расчет водонагревателей системы горячего водоснабжения
проводят в зависимости от схемы включения. Расчетную производительность
водонагревателей систем горячего водоснабжения с учетом потерь тепла
подающими и циркуляционными трубопроводами Qh Вт следует принимать:
при наличии баков-аккумуляторов нагреваемой воды в ЦТП - по
среднечасовым расходам тепла на горячее водоснабжение
при отсутствии баков-аккумуляторов нагреваемой воды - по
максимальным часовым расходам на горячее водоснабжение Qhhr .
1.Подбор секционных водоводяных подогревателей для горячего водоснабжения
при параллельной схеме.
Определяется расчетный расход:
сетевой (первичной) воды на горячее водоснабжение кгч:
Gh1 = Qhhr3 600 [c(((1 - ((3)]
где ((1 = 70(С ((3 = 30(С согласно [8];
нагреваемой (вторичной) воды кгч:
при отсутствии баков-аккумуляторов
Gh2 = Qhhr3 600 [c(th - tc)]
при наличии баков-аккумуляторов
Gh2 = QhT3 600 [c(th - tc)] .
Среднелогарифмическая разность температур между греющим и
нагреваемым теплоносителями
(((3 - tc) - (((1 - th)
ln[(((3 - tc) (((1 - th)]
Средние температуры сетевой и нагреваемой воды
tm = ( tc + th ) 2 .
Задаваясь скоростью сетевой и нагреваемой воды (тр=(мт=1 мс
определяется требуемая площадь живого сечения межтрубного пространства и
трубок подогревателя м2:
fмт = Gh1 (3 600(мт103)
fтр = Gh2 (3 600(тр103) .
Подбирается наиболее близкий типоразмер секционного водоводяного
подогревателя для горячего водоснабжения находятся действительные
значения поверхности нагрева одной секции Fсекц м2 площади живого
сечения трубок fтр м2 площади межтрубного пространства fмт м2 и
эквивалентного диаметра межтрубного пространства dэ мм:
dэ = (Di2 - ndе2) (Di - ndе2)
n - количество трубок ;
dеdi - диаметр трубок мм.
Определяются: 1)действительные значения скорости воды мс
(тр = Gh2 (3 600fтр103)
- в межтрубном пространстве:
(мт = Gh1 (3 600fмт103);
) коэффициент теплоотдачи сетевой воды к стенкам трубок Вт(м2 (С):
(мт = 116(1210 + 18(m - 0038(m2) (мт08 dэ02 ;
) коэффициент теплоотдачи от стенок трубок к нагреваемой воде Вт(м2 (С)
(тр = 116(1210 + 18tm - 0038tm2) (тр08 d
) коэффициент теплопередачи подогревателя Вт(м2 (С)
(мт + (ст(ст + (н(н + 1 (тр
где (ст - толщина стенки трубки равная 0001 м ;
(ст=1044Вт(м2 (С)- коэффициент теплопроводности латуни;
(н=00005 м - толщина накипи;
(н=23 Вт(м2 (С) -коэффициент теплопроводности слоя накипи;
(=095 - коэффициент учитывающий неоднородность трубного
) требуемая площадь поверхности нагрева секционного водо-водяного
подогревателя м2 и требуемое число секций шт:
F = Qhhr103 ( k(tm)
где Fсек - площадь поверхности нагрева одной секции м2.
К установке принимается целое число секций.
2 Подбор секционных водоводяных подогревателей для горячего
водоснабжения при двухступенчатой смешанной схеме.
)расход сетевой воды на отопление кгч:
Go = Qo3600 [c((1 - (2)] ;
) промежуточная температура нагреваемой воды после I ступени в точке
где (t - температурный перепад принимаемый равным 10(С при
отсутствии и 5(С при наличии баков аккумуляторов.
)тепловая производительность I и II ступеней при Qh в точке излома
QhI( = (cGh2 3600) (t(п - tc) ;
где Gh2 - расход нагреваемой воды определяемый по формуле (27) при
отсутствии и по формуле ( 28 )при наличии баков-аккумулято-ров кгч.
)температура греющей воды после II ступени при QhII( в точке излома (С
(II2( = ((1 - [3600QhII( (сGh2)]
где Gh2 - расход нагреваемой воды кгч.
Обычно температура греющей воды на входе в I ступень (II2((((2;
если они отличаются более чем на 2(С определяют средневзвешенную
температуру (С и используют ее в формуле (47) вместо ((2:
(вз2( = ((h(Gh2 + ((2Go) (Gh2 + Go)
)расход греющей воды на I и II cтупень водо-нагревателя кгч:
где Qo( = Qo(ti - to() (ti - to) - расход теплоты на отопление при
наружной температуре to( соответствующей точке излома графика.
)температура греющей воды после I ступени в точке излома (С:
(I2( = ((2 - (3600QhI( Gh1I) ;
)температурный напор I и II ступеней в точке излома (С:
Задаваясь скоростью сетевой и нагреваемой воды (тр = (мт = 1 мс
трубок подогревателя I ступени м2:
fмт = Gh1I (3600(мт103) ;
fтр = Gh2 (3600(тр103) .
значения поверхности нагрева одной секции Fсек м2 площади живого
эквивалентного диаметра межтрубного пространства dэ по формуле (34) мм.
Действительная скорость нагреваемой воды в трубках I и II ступеней
(тр = Gh2 (3600 fтр103) .
Действительная скорость греющей воды в межтрубном пространстве I и
(мтI = Gh1I (3600fмт103) ;
(мтII = Gh1II (3600fмт103) .
Средние температуры греющей и нагреваемой воды в I сту-пени
((mI = ((II2( + (I2() 2 ;
tmI = (tc + t(п) 2 .
Средние температуры греющей и нагреваемой воды во II сту-пени
((mII = (((1 + (II2() 2 ;
tmII = (t(п + th) 2 .
) коэффициенты теплоотдачи от греющей воды к стенкам трубок (мтI (I
ступени) и (мтII (II ступени) коэффициенты теплоотдачи от стенок
трубок к нагреваемой воде (трI (I ступени) и (трII
(II ступени) коэффициенты теплопередачи kI (I ступени) и kII
(II ступени) по формулам 37 38 39.
)требуемая площадь поверхности нагрева секционного водяного подогревателя
I и II ступеней и требуемое число секций
FI = QhI(103 (kI(t(I) ;
FII = QhII(103 (kII(t(II);
Гидравлический расчет водонагревательной установки горячего
Потери напора м.вод.ст. нагреваемой воды в трубном пространстве
обеих ступеней водонагревательной установки определяют по формуле
где x - коэффициент учитывающий увеличение потерь давления в
водонагревателе за счет зарастания накипью принимаемый при чистке
подогревателей один раз в год
m - коэффициент гидравлического сопротивления одной секции
водонагревателя принимаемый равным m = 075 при ее длине 4м;
- скорость движения воды в трубках водонагревателя без учета их
nI+II - суммарное число секций в I и II ступенях водонагревателя.
Водомер для горячего водоснабжения устанавливается в ЦТП перед I
ступенью подогревателя на трубопроводе холодной воды. Водомеры бывают
крыльчатые и турбинные. Их подбирают по расчетному расходу воды м3ч
Счетчики расхода воды
Счетчик Расход воды Постоянная
Тип Ка-линоми-налдопустимый гидро-
бр ммьный сопротивлен
Крыль-20 16 10 006 51
чатый 25 25 14 006 264
Турбин50 15 140 3 00265
ный 80 45 500 6 000207
Потерю напора в водомере Hs м.вод.ст. определяют по формуле
где qhhr - максимальный расход горячей воды м3ч.
При расчетах допускают потерю напора в крыльчатых водомерах до
м в турбинных - до 1 м.
Требуемый напор холодного водопровода должен определяться из условий
горячего водоснабжения так как из-за наличия подогревателя потери напора
значительно выше чем в системе холодного водоснабжения.
Требуемый напор холодного водопровода Hтреб м.вод.ст. на вводе в
Hтр = Нgeom + НI+II + ((Hltot + Нs + Нок + Нf
где Нgeom - геометрическая высота подъема воды т.е. высота
душевой сетки верхнего этажа здания над уровнем
водопроводного ввода в ЦТП;
НI+II - потери напора в трубном пространстве I и II ступеней
подогревателя при максимальном режиме водоразбора;
((Нltot - потери напора в разводящих трубопроводах главной
Нs - потери напора в водомере;
Нок=05м - потери напора в обратном клапане;
Нf - свободный напор на излив принимаемый 2(3 м .
Если напор холодного водопровода у ЦТП больше требуемого насосы
устанавливаются только для циркуляции. Расчетный напор м циркуляционных
насосов определяется по формуле
Н = ((Нпcir 2 + ((Hцcir
где ((Нпcir - потери напора в подающем теплопроводе и
II ступени водоподогревательной установки в режиме цирку-ляции м ;
(xqh+qcir) - расход воды в системе в режиме частичного
водоразбора с циркуляцией кгч;
x - доля максимального водоразбора принимаемая для
систем горячего водоснабжения протяженностью до 60 м
равной 015 для систем протяженностью 100(150 м -
(03 для квартальных систем - 05(07 согласно [2].
Если напор холодного водопровода у ЦТП меньше требуемого циркуляционные
насосы устанавливаются для циркуляции и подкачки (повысительно-
циркуляционные). Подача насосов в этом случае будет равна сумме расчетного
и циркуляционного расходов горячей воды.
Расчетный напор повысительно-циркуляционных насосов равен
недостающему напору на вводе в ЦТП:
где Нд - действительный (существующий) напор холодного
водопровода на вводе в ЦТП м.
В качестве циркуляционных или повысительных используют насосы типа
К КМ ВК ЦВЦ. Число насосов не должно быть менее двух один из них
является резервным. Если в номенклатуре насосов нет подходящего по
параметрам то можно применить последовательное включение как рабочих так
и резервных насосов имея в виду что напоры при этом складываются. Возле
циркуляционного насоса необходимо предусмотреть запорную арматуру для
переключения на резервный а также обратный клапан.
В курсовой работе условно принято что требуемый напор холодного
водопровода у ЦТП не больше действительного.
Список рекомендуемой литературы.
Громов Н.К. Абонентские устройства водяных тепловых
сетей.2-е изд. М.: Энергия 1979. 248 с.
Ионин А.А. Хлыбов Б.М. Братенков В.Н. Терлецкая Е.Н. Теплоснабжение.
Учеб. для вузов. М.: Стройиздат 1982. 336 с.
Козин В.Е. и др. Теплоснабжение. М.: Высшая шк. 1980. 408 с.
Сенков Ф.В. Регулирование отпуска тепла в закрытых и открытых системах
теплоснабжения: Учеб. пособие. 2-е изд. М.: Всесоюзный заочный
Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. 5-е изд. М: Энергоиздат
СНиП 2.04.01-85. Внутренний водопровод и канализация зданий. М.:
Госстрой 1986. 55 с.
СНиП 2.04.07-86. Тепловые сети. М.: Госстрой 1989. 48 с.
Справочник проектировщика: Внутренние санитарно- технические
устройства Под ред. Староверова И.Г. и Шиллера Ю.И.: в 2 ч. М.:
Стройиздат 1990. ч.1: Отопление. 342 с.; ч.2: Водопровод и
Справочник проектировщика: Проектирование тепловых сетей Под ред.
Николаева А.А. М.: Стройиздат 1965. 360 с.
Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование Под
ред. Хрусталева Б.М. Минск: ДизайнПРО 1997. 384 с.
Фалалеев Ю.П. Проектирование центрального тепло-снабжения. Учеб.
пособие. Н.Новгород: НГАСУ 1997. 282 с.
Задание к курсовой 3
Оформление курсовой 5
Расчетно-пояснительная 7
Предварительный гидравлический
расчет разводящих трубопроводов 7
Определение теплопотерь и 8
циркуляционных расходов
Окончательный гидравлический 9
Гидравлический расчет циркуляции в 10
Определение расчетных тепловых
нагрузок. Выбор схемы включения 12
подогревателей горячего
Расчет и построение графиков расхода15
Определение температуры наружного
воздуха соответствующей точке излома 16
Определение температуры воды в
подающей трубе теплосети в точке излома 17
повышенного графика
Тепловой расчет водонагревателей
Гидравлический расчет
водонагревательной установки горячего 22
Подбор водомера для горячего 22
Определение требуемого напора
холодного водопровода на вводе в ЦТП. 23
Подбор циркуляционных насосов
Список рекомендуемой 26

Пример 1 (1).doc

Федеральное государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
«Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова»
Строительный факультет
Кафедра теплотехники и гидравлики
Пояснительная записка
к курсовому проекту по дисциплине:
«Теплоснабжение района города»
Задание к курсовому проекту 3
Определение часовых и годовых расходов теплоты 3
Расчет и построение графиков регулирования отпуска теплоты 8
1. Регулирование отпуска теплоты в открытых системах теплоснабжения. 9
2. Регулирование вентиляционной нагрузки. 12
Определение расчетных расходов теплоносителя в тепловых сетях 14
1 Открытые системы теплоснабжения. 14
2 Графики водоразборов на горячее водоснабжение. 16
Выбор конструкции тепловой сети и разработка монтажной схемы 18
Гидравлический расчет водяных тепловых сетей 19
Разработка графиков давлений и выбор схем присоединения абонентов к
Подбор основного оборудования теплоподготовительной
Механический расчет теплопроводов. 37
Тепловой расчет теплоизоляционной конструкции 41
Список литературы 45
Задание к курсовому проекту
Требуется разработать систему теплоснабжения района города рассчитать и
подобрать основное оборудование источника теплоты. В качестве источника
теплоты принимаем теплоэлектроцентраль (ТЭЦ). От ТЭЦ до потребителя
проектируется двухтрубная тепловая сеть. Прокладка осуществляется в
непроходных каналах лоткового типа. Теплоносителем является перегретая
Вид системы - открытая
Плотность населения – 310 челга
Параметры теплоносителя - 150 - 70 о С
Материал тепловой изоляции - мин. вата
Район строительства - г. Самара
Определение часовых и годовых расходов теплоты
Расчетные расходы теплоты на отопление вентиляцию и горячее
водоснабжение определяем для каждого квартала по укрупненным показателям
согласно [1]. Тепловые потоки определяем исходя из величин жилой площади
и плотности населения по заданию. Для этого по генплану определяем площади
селитебной и промышленной зон. Все административно-общественные здания в
селитебной зоне равномерно распределены по району. Расчет сведен в
Число жителей определяется по формуле:
где P - плотность населения челга;
F - площадь застраиваемых кварталов га (по генплану).
Общая жилая площадь квартала:
где f – норма общей площади жилого здания на одного человека (11
Номер Площадь кварталаКоличество проживающих Жилая площадь
квартала га людей квартала
Итого 88256 2735936 30095296
Максимальный тепловой поток Вт на отопление жилых и общественных
Qomax=qo(A((1+K1) (3)
где qo – укрупненный показатель максимального теплового потока на
отопление жилых зданий на 1м2 общей площади Втм2 принимаем по [1]
A – общая площадь жилых зданий м2;
K1=025 – коэффициент учитывающий тепловой поток на отопление
общественных зданий [1].
Максимальный тепловой поток Вт на вентиляцию общественных зданий
где K2=06 – коэффициент учитывающий тепловой поток на вентиляцию
Средний тепловой поток Вт на горячее водоснабжение жилых и
общественных зданий:
где m - число жителей в квартале; a - норма расхода воды на горячее
водоснабжение при температуре 55 оС на одного человека в сутки
проживающего в здании с горячим водоснабжением принимается в зависимости
от степени комфортности зданий в соответствии с [1] равным 105 лсут; b -
норма расхода воды на горячее водоснабжение потребляемой в общественных
зданиях при температуре 55 ос принимаемая в размере 25 лсут на одного
tc – температура холодной (водопроводной) воды в отопительный период
принимаемая равной 5 оС; с - удельная теплоемкость воды принимаемая в
расчетах равной 4187 КДж(кгоС).
Максимальный тепловой поток Вт на горячее водоснабжение жилых и
Суммарные расходы теплоты на отопление вентиляцию и горячее
водоснабжение умножаем на коэффициент 105 учитывая потери теплоты в
окружающую среду при транспорте теплоносителя в размере 5% тепловой
Расчет теплопотребления сведен в таблицу 2.
Номер Расходы теплоты кВт
квартала Qomax Qvmax Qhm Qhmax (Q
Итого 318258 38191 103416 248200 459865
Годовой расход теплоты на отопление вентиляцию и горячее водоснабжение
жилых и общественных зданий кДж
Qoy=864(Qom(no = 864(16408(206 = 292036 ГДж
Qvy=36(Z(Qvm(no = 36(16(1969(206= 23363 ГДж
Qhy=864(Qhm(no+864(Qshm(nhy-no) =
=864(10342(206 + 864(6769((350-206) = 268292 ГДж
где Qom Qvm – средний тепловой поток на отопление и вентиляцию за
отопительный период:
Qom=Qomax[pic] МВт (10)
Qvm=Qvmax[pic] МВт (11)
no – продолжительность отопительного периода принимаем по [2] равным 206
суток; tom – средняя температура наружного воздуха за отопительный период
принимаем равным -52 о С; Z – усредненное за отопительный период число
часов работы систем вентиляции общественных зданий в течение суток Z=16 по
nhy – расчетное число суток в году работы системы горячего водоснабжения
После определения расчетного теплопотребления приступаем к построению
графиков часовых расходов теплоты на отопление и вентиляцию в зависимости
от температуры наружного воздуха и горячее водоснабжение. Тепловая нагрузка
на горячее водоснабжение – круглогодовая в течение отопительного периода
условно принимается постоянной не зависящей от температуры наружного
График годового расхода теплоты по продолжительности стояния
температур наружного воздуха строится на основании графика суммарных
часовых расходов теплоты и состоит из двух частей: левой - графика
зависимости суммарных часовых расходов теплоты от температуры наружного
воздуха и правой - годового графика расхода теплоты. На последнем по оси
ординат откладывается расход теплоты по оси абсцисс - число часов стояния
температур наружного воздуха которое за отопительный период для заданного
города определяют по [6].
Рисунок 1. График годового расхода теплоты
Расчет и построение графиков регулирования
В системах теплоснабжения с разнородными тепловыми нагрузками применяют
многоступенчатую систему регулирования отпуска теплоты имеющую следующий
центральное регулирование производят на ТЭЦ или в котельной по
преобладающей тепловой нагрузке района;
групповое или местное регулирование - в узлах присоединения
отдельных видов тепловых нагрузок;
индивидуальное регулирование - непосредственно у теплопотребляющих
Применение многоступенчатого регулирования приводит к снижению расхода
теплоты на отопление за счет ликвидации "перетопов" зданий в диапазоне от
+8°С до температуры наружного воздуха соответствующей точке излома графика
температур воды и к снижению расхода теплоносителя на единицу отпущенной
Согласно [5] в водяных тепловых сетях следует применять центральное
качественное регулирование отпуска теплоты путем изменения температуры
теплоносителя в зависимости от температуры наружного воздуха.
1. Регулирование отпуска теплоты в открытых
системах теплоснабжения.
В двухтрубных водяных тепловых сетях открытых систем теплоснабжения
центральное качественное регулирование отпуска теплоты осуществляют по
нагрузке отопления или по совмещенной нагрузке отопления и горячего
Если тепловая нагрузка на жилищно-коммунальные нужды составляет менее
% от суммарной тепловой нагрузки а также при отношении ρср = QhmQomax(
5 регулирование отпуска теплоты принимают по нагрузке отопления в
противном случае - по совмещенной нагрузке отопления и горячего
водоснабжения. В нашем случае отношение ρср = QhmQomax = 10343183 =
2 > 015 следовательно регулирование отпуска теплоты принимаем по
совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения. При этом в
тепловой сети поддерживается скорректированный температурный график. При
регулировании отпуска теплоты по совмещенной нагрузке отопления и
горячего водоснабжения потребители системы отопления и горячего
водоснабжения присоединяются к тепловым сетям по принципу связанной
подачи теплоты. Температура наружного воздуха соответствующая точке излома
графика обозначается [pic]. Точка излома графика делит его на две части с
различными режимами регулирования: в диапазоне температур наружного воздуха
от [pic] до tо осуществляется центральное качественное регулирование
отпуска теплоты в диапазоне температур от +8оС до [pic] осуществляется
местное регулирование всех видов тепловых нагрузок.
Расчет скорректированного температурного графика заключается в
определении температуры воды в подающей и обратной магистралях в диапазоне
температур наружного воздуха от +8°С до tн* при которой температура воды
в обратной магистрали равна 60°С и по балансовой нагрузке горячего
водоснабжения [pic] [pic]= 11. При температуре воды в обратной
магистрали больше 60°С водоразбор на горячее водоснабжение осуществляют
только из обратной линии тепловой сети и тогда в местную отопительную
систему поступает расчетный расход сетевой воды Gоmax. Это позволяет
оставить регулирование отпуска теплоты в интервале температур наружного
воздуха от tн* до tо по отопительно-бытовому температурному
При температурах наружного воздуха от +8°С до tн* когда водоразбор на
горячее водоснабжение осуществляют как из подающей так и из обратной линий
теплосети поступление воды в систему отопления меньше расчетного расхода.
В этом случае для удовлетворения отопительной нагрузки температура воды в
подающем теплопроводе должна быть выше чем это требуется по отопительно-
бытовому графику. Температура сетевой воды в подающем (1n и обратном (2n
теплопроводах для скорректированного графика определяют по формулам:
(1n = ti + [pic] (12)
(2n = ti +[pic] (13)
где [pic]- относительный расход теплоты на отопление представляющий
отношение теплового потока на отопление при нерасчетных условиях к
максимальному тепловому потоку:
[pic]- относительный расход сетевой воды на отопление
представляющий отношение расхода сетевой воды на отопление при расчетных
условиях к максимальному расходу воды [pic]. Относительный расход
сетевой воды на отопление [pic] в диапазоне температур наружного
воздуха +8°С - tн* когда в систему отопления поступает расход воды меньше
расчетного определяют по формуле
Графики (1о = f(tн) (2о = f(tн) (1n = f(tн) (2n = f(tн)
приведены на рисунке 2.
2. Регулирование вентиляционной нагрузки.
Регулирование отпуска теплоты на вентиляцию можно осуществить
изменением расхода сетевой воды или нагреваемого воздуха. Если заданием не
определен способ регулирования отпуска теплоты на вентиляцию применяют
способ регулирования изменением расхода сетевой воды.
На основании графиков расхода теплоты на вентиляцию Qv = f(tн) и
температуры воды в подающей магистрали (1 = f(tн) весь отопительный период
можно разбить на три диапазона:
I диапазон – от tн = +8оС до [pic] когда температура сетевой воды в
подающей магистрали постоянна а расход теплоты на вентиляцию изменяется. В
этом диапазоне температур наружного воздуха дополнительно к центральному
регулированию осуществляют местное количественное регулирование путем
изменения расхода сетевой воды через калорифер.
Температуру воды после калорифера (2v определяют из уравнения
температура воды после калорифера при [pic].
Данное уравнение решается методом последовательных приближений или
графоаналитическим способом.
II диапазон – от [pic] до tv оС когда с понижением температуры tн
температура сетевой воды в подающей магистрали и расход теплоты на
вентиляцию увеличиваются. В этом диапазоне осуществляется центральное
качественное регулирование отпуска теплоты.
Температура воды после калориферов при [pic]
[pic] - тепловая нагрузка на вентиляцию при [pic] кВт определяемая
III диапазон от tv до to оС когда с понижением температуры наружного
воздуха температура сетевой воды в подающей магистрали увеличивается а
расход теплоты на вентиляцию остается постоянным. В этом диапазоне в
дополнение к центральному качественному регулированию применяется местное
количественное регулирование вентиляционной нагрузки.
Температуру воды после калориферов определяют из уравнения
где [pic]- температура сетевой воды в подающей магистрали при температуре
[pic]- температура воды после калориферов при температуре наружного
воздуха tv принимается [p
[pic]- температура сетевой воды после отопительной установки.
Расходы воды на вентиляцию при различных температурах наружного воздуха
определяют по формуле
где Qv (1o (2v – соответственно тепловая нагрузка на вентиляцию
температура воды в подающей магистрали и температура воды после калориферов
при соответствующей температуре наружного воздуха.
Расчет ведем только для III диапазона. Данные для расчета:
[p (1o находим по таблице 3 при соответствующей температуре
наружного воздуха [p [p [p [pic].
По рассчитанным значениям температуры воды после калориферов и расхода
сетевой воды на вентиляцию строим графики (2v = f(tн) и Gv = f(tн)
которые приведены на рисунке 2.
Определение расчетных расходов теплоносителя в тепловых сетях
1 Открытые системы теплоснабжения.
При качественном регулировании отпуска теплоты расчетные расходы
сетевой воды на отопление и вентиляцию тч определяют по следующим
где [pic] [pic] - расчетные температуры сетевой воды соответственно в
подающем и обратном теплопроводах оС;
Qomax Qvmax – максимальные тепловые потоки соответственно на
отопление и вентиляцию кВт;
с – удельная теплоемкость воды кДж(кг(К).
на горячее водоснабжение – по следующим выражениям:
При качественном регулировании отпуска теплоты по совмещенной нагрузке
отопления и горячего водоснабжения расчетный расход сетевой воды в
двухтрубных сетях определяется без учета нагрузки на горячее водоснабжение
Gd = Gomax + Gvmax . (24)
[pic] [pic] [pic] - в зависимости от рассчитываемого квартала по
Номер Расход воды тч
[pic] [pic] [pic]Gd
Итого 3418 499 1616 3917
2 Графики водоразборов на горячее водоснабжение.
Расход сетевой воды на горячее водоснабжение представляет собой сумму
водоразборов из подающего Gh1 и обратного Gh2 теплопроводов
Величины водоразбора из подающего Gh1 и обратного Gh2 трубопроводов
где ( - доля водоразбора из подающего трубопровода
где (1 (2 – температура сетевой воды в подающем и обратном теплопроводах
при текущей температуре наружного воздуха.
Водоразбор на горячее водоснабжение в открытых системах осуществляется
I диапазон температур наружного воздуха от +8оС до [pic] когда (1=
const = 60oC ( = 1 и Gh1 =
II диапазон температур наружного воздуха от [pic] до tн* водоразбор
осуществляется из подающего Gh1 и обратного Gh2 трубопроводов;
III диапазон температур наружного воздуха от tн* до to когда (2 (
оС ( = 0 и Gh1 = 0 а водоразбор из обратного трубопровода определяется
где ( = (th - tc)((2o - tc) – доля водоразбора из обратного трубопровода.
Расчет ведем только для II и III диапазона. Данные для расчета:
(1 (2 – по табл. 4; Ghm = 1616 тч; [p [pic].
Определив водоразбор из подающего и обратного теплопроводов при
различных температурах наружного воздуха строим графики Gh1 = f(tн) и Gh2
= f(tн) которые приведены на рисунке 2.
Расчетные значения температур и расходов на отопление вентиляцию и
горячее водоснабжение для построения графиков приведены в таблице 4.
ТемпеОтносительныТемпература ДоляРасход воды тч
ратурй расход воды водор
№ dу мм Месные сопротивления Коэффициент Эквивалентная
участка местных длина м
соп-ротивленlэкв=Σ*l''
;9 250 сужение 05 129*112 =
П-образные компенсаторы 7*17
450 сужение 05 56*234 =
тройник при разд. потока на 1
компенсаторы сальниковые
600 сужение 05 32*329 =
700 компенсатор сальниковый 03 09*389 = 3501
; 6; 250 сужение 05 76*112 = 8512
тройник при разд. потока на 15
П-образные компенсаторы
; 14; 200 сужение 05 76*85 = 646
450 сужение 05 64*234 =
П-образный компенсатор 17
600 сужение 05 64*329 =
Подбор диафрагм произведем после построения пьезометрического графика
тепловой сети т. к. располагаемые перепады давления у абонентов имеют
различные значения и колеблются в пределах 25 - 35 м.
Разработка графиков давлений и выбор схем присоединения
абонентов к тепловым сетям.
Пьезометрический график позволяет: определить напор и располагаемый
напор в любой точке сети; учесть взаимное влияние рельефа местности высоты
присоединенных потребителей и потерь напора в сети при разработке
гидравлического режима; выбрать схемы присоединения потребителей; подобрать
сетевые и подпиточные насосы авторегуляторы.
Пьезометрический график строится для статического и динамического
режимов системы теплоснабжения. При его построении за начало координат
принимаем отметку оси сетевых насосов условно считая что она совпадает с
отметкой земли на выходе теплопровода из ТЭЦ. По оси ординат откладывают
значения напоров в подающей и обратной магистралях тепловой сети отметки
рельефа местности и высоты присоединяемых потребителей; по оси абсцисс
строят профиль местности и откладывают длину расчетных участков
теплопровода. Ось теплотрассы условно принимают совпадающей с поверхностью
Рисунок 4. Пьезометрический график тепловой сети (режим 1)
Рисунок 5. Пьезометрический график тепловой сети (режим 2)
Далее произведем подбор диафрагм у неувязавшихся абонентов.
Диаметр диафрагм определяется по следующей формуле:
где G - расход воды проходящей через диафрагму тч
[pic] - избыточный напор м.
Далее индекс при диаметре диафрагмы будет обозначать номер абонента.
Из пьезометрического графика видно что все абоненты находятся в
статической зоне непосредственного присоединения т. е. линия статического
давления для каждого абонента не превышает 60 метров. При динамическом
режиме напор в обратной магистрали также не превышает 60 метров.
Опорожнение системы отопления невозможно ни при статическом ни при
динамическом режиме. Располагаемый напор на вводе у абонентов достаточен
для работы элеватора следовательно выбираем наиболее дешевую зависимую
схему присоединения с элеваторным смешением.
Подбор основного оборудования
теплоподготовительной установки ТЭЦ.
Для обеспечения отопительно-вентиляционной нагрузки и нагрузки горячего
водоснабжения на современных ТЭЦ устанавливают конденсационные турбины с
отопительным отбором типа Т. Все конденсационные турбины укомплектованы
двумя горизонтальными подогревателями ПСГ. Подогревательная установка
сетевой воды в данном случае состоит из четырех ступеней подогрева:
встроенного в конденсатор теплофикационного пучка подогревателей первой и
второй ступеней и пикового котла. Теплофикационный пучок конденсатора чаще
всего используют для предварительного нагрева подпиточной воды при открытых
системах теплоснабжения и сетевой воды при закрытых системах. В качестве
пиковых котлов применяют водогрейные котлы ПВТМ и КВГМ устанавливаемые на
территории станции и в тепловом районе.
Распределение тепловой нагрузки ТЭЦ между основными и пиковыми
подогревателями производят исходя из заданного коэффициента теплофикации
(т который показывает долю расчетной тепловой нагрузки ТЭЦ
удовлетворяемой за счет отборов турбин.
Расчетная тепловая нагрузка отборов теплофикационных турбин
Qтур = (т ( QТЭЦ[pic] (32)
а пикового источника
Qпик = QТЭЦ(1 - (т)[pic]. (33)
Оптимальный (т при постоянной технологической нагрузке равен 07-08;
при сезонной тепловой нагрузке для ТЭЦ высокого давления 05-07 среднего
К установке принимаем конденсационную турбину типа Т 175215-130 [7]:
номинальная мощность - 175 МВт;
давление в теплофикационном отборе составляет 005 - 02 МПа;
номинальная нагрузка теплофикационного отбора - 1006 ГДж;
расход пара в отборе - 465 тч;
площадь поверхности сетевых подогревателей - 2*5000 м2.
Определяем фактический коэффициент (Т:
[pic]= 1006(99338 + 66226) = 061
Тогда Qпик = 4599 (1-061) = 17936 МВт
Qтур = 061 4599 = 2794 МВт
Из рисунка 6 видно что при температуре наружного воздуха близкой к
[pic]в работу включаются пиковые котлы.
Далее производим распределение тепловой нагрузки Qтур между
подогревателями нижней и верхней ступеней:
где (н (в – температуры сетевой воды после подогревателей соответственно
нижней и верхней ступеней оС и определяются
(н = [pic]=1196 - 6=114 оС
где [pic] и [pic] - температуры насыщенного пара нижней и верхней ступеней
подогревателя соответственно определяемые по давлению пара в отборах:
при Р = 01 МПа [pic]= 1196 оС
[pic]= 6 оС и [pic]= 10 оС - величины недогрева воды в нижней и верхней
ступенях подогревателя соответственно.
Температура сетевой воды на входе в подогреватель нижней ступени
отличается от температуры воды в обратном теплопроводе у станции ввиду
добавки подпиточной воды а также за счет предварительного нагрева в
теплофикационном пучке конденсатора.
где 20 оС – ориентировочный перепад температуры сетевой воды в
теплофикационном пучке конденсатора;
[pic]- температура сетевой воды в обратном трубопроводе при расходе Gd и
расчетной температуре наружного воздуха для проектирования отопления
Gподп – расчетный расход подпиточной воды с температурой (подп принимаемой
Зная теплопроизводительность подогревателей нежней и верхней ступеней и
расход сетевой воды производим поверочный расчет водоподогревателей
заключающийся в определении коэффициентов теплопередачи.
Среднелогарифмическая разность температур сетевой воды у
Коэффициент теплопередачи подогревателей:
Подбор пиковых котлов производим по величине суммарной пиковой тепловой
Число пиковых котлов определяем по формуле
где [pic]- единичная теплопроизводительность одного пикового котла.
К установке принимаем 3 пиковых котла типа КВГМ - 50 [6]:
расчетная теплопроизводительность - 58 МДЖс;
поверхность нагрева - 1468 м2;
расчетный расход воды - 342 кгс;
вид топлива - газ или мазут;
КПД при расчетной производительности - 91%.
Требуемый напор сетевых насосов Hр определяется по
Hр = (Hп.у + (Hltot + (Hаб = 10 + 3806 + 30 = 7806 м.
где (Hп.у – потери напора в водоподогревательной установке источника
теплоты и пиковой котельной (Hп.к.:
(Hп.у = (Hп.к = 10 = 10 м; (45)
(Hltot - суммарные потери напора в подающем и обратном теплопроводах
тепловой сети (от источника теплоты до наиболее удаленного потребителя):
(Hаб - потери напора у абонента:
(Hаб = (Hк + (Hс = 20 + 10 = 30 м (46)
где (Hк = 20 м - потери напора в абонентской установке при элеваторном
(Hс = 10 м - потери напора в микрорайонных сетях;
Подача сетевых насосов Gd = 3917 тч.
Определяем характеристику сопротивления сети
Задаваясь различными расходами воды при постоянной характеристике
сопротивления сети находим напор в ней. По полученным данным строим график
(см. рис. 7). К установке принимаем 2 сетевых насоса один из которых
резервный типа СЭ - 2500 - 60 [6]:
При летнем режиме подача сетевых насосов Gds = 1337 тч.
Требуемый напор сетевых насосов определяется по
К установке принимаем 2 сетевых насоса один из которых резервный типа
Требуемый напор подпиточных насосов устанавливается исходя из
необходимости поддержания определенного статического напора в тепловой сети
и обеспечения условий невскипания воды в трубопроводе тепловой сети.
Hп.р = Hст + [pic]Hб = 39 + 2667 – 5 = 6067 м
где Hст - статический напор в тепловой сети м;
Hб - высота установки подпиточных баков относительно оси насосов м;
[pic] - сумма потерь напора в тепловой сети и в подпиточной линии м.
[pic]= 1083 + 1083 + 5 = 2667 м
Подача подпиточных насосов определяется по
суммарный объем воды в системах отопления вентиляции и горячего
водоснабжения а также непосредственно в тепловой сети [5]:
К установке принимаем 4 подпиточных насоса типа 12Д-9 один из которых
резервный работающих параллельно [6]:
Подберем бустерные насосы. H = 25 ÷ 30 м [pic]. К установке принимаем
насоса типа Д800 - 28 работающих параллельно [6]:
Рисунок 7. Гидравлическая характеристика насосов и тепловых сетей.
Механический расчет теплопроводов.
В данном проекте рассчитываются горизонтальные нагрузки на одну из
неподвижных опор подбираются размеры одного из компенсаторов и
производится расчет напряжения возникающего в этом компенсаторе а также
производится расчет одной из несимметричных конфигураций.
При расчете горизонтальной нагрузки на неподвижную опору необходимо
Силы трения в сальниковом компенсаторе Н:
где Рр - рабочее давление теплоносителя; lс - длина сальниковой набивки
по оси компенсатора м; dн - наружный диаметр патрубка компенсатора м; c-
коэффициент трения сальниковой набивки о стакан среднее значение которого
можно принимать c =015.
Силы трения в подвижных опорах Н:
где - коэффициент трения на подвижных опорах = 03-04; Gh - сила
тяжести единицы длины теплопровода с изоляцией и водой Нм [6]; l - длина
участка теплопровода от рассматриваемой неподвижной опоры до компенсатора
или до угла поворота м.
Силы внутреннего давления Н:
где Рр - рабочее давление теплоносителя Па; Fв - площадь поперечного
сечения трубопровода по внутреннему диаметру; [pic]- коэффициент равный
единице если на опору действует неуравновешенное усилие от внутреннего
давления. Для опор уравновешенных от сил внутреннего давления коэффициент
a = 0. Для случаев с переходом диаметров труб:
Горизонтальная осевая нагрузка на промежуточную неподвижную опору
определяется как сумма сил действующих с каждой стороны. Причем меньшая
сумма сил за исключением неуравновешенных сил внутреннего давления
принимается с коэффициентом 07. При равенстве суммарных сил с каждой
стороны опоры в качестве расчетной принимается равнодействующая сил с одной
стороны опоры с коэффициентом 03.
Рассчитаем усилия действующие на неподвижную опору Н25:
Рисунок 8. Схема узла теплопровода.
Приведем некоторые исходные данные:
[pic] - рабочее давление теплоносителя
[pic]- длина сальниковой набивки
[pic]- сила тяжести 1м трубопровода с изоляцией и водой участка 1
[pic]- расстояние от компенсатора на участке 1 до рассчитываемой опоры.
Произведем расчет П-образного компенсатора К1.
Dн = 273 мм; расстояние между опорами коэффициент линейного
удлинения металла при 150°С α = 00125 ммм°С.
Тепловое удлинение трубопровода составит:
где t = 150 °С - расчетная температура теплоносителя
t = -27 °С - температура окружающего воздуха.
С учетом предварительной растяжки:
По номограмме [5] при радиусе изгиба отвода R = 1000 мм и толщине стенки
трубопровода компенсатора S = 8 мм примем следующие размеры компенсатора:
вылет компенсатора Н = 485 м спинка компенсатора В = 2 м. Далее по [6]
определим максимальное изгибающее напряжение в компенсаторе:
Расчет температурных удлинений:
Расчет сальникового компенсатора К8 произведем согласно [5]:
Компенсирующая способность сальникового компенсатора определяется
свободным ходом стакана в корпусе но расчетная компенсирующая способность
принимается меньше хода стакана
где [p z — неиспользуемая компенсирующая
способность оставляемая на случай понижения температуры воздуха ниже
расчетной температуры монтажа (z =50 мм на каждый стакан компенсатора).
Так как величина теплового удлинения участков может быть различной то
расчетная компенсирующая способность не всегда используется полностью. В
таких случаях установочная длина компенсатора необходимая для определения
потребной длины камеры определяется разностью
где A— длина компенсатора при полностью выдвинутом стакане; [pic]—
установочная длина компенсатора; [pic][pic]
[pic] — тепловое удлинение трубы на участке.
Перед присоединением компенсатора с трубами стакан выдвигается из
корпуса на монтажную длину определяемую по температуре наружного воздуха
при которой производится монтаж. Монтажная длина компенсатора
устанавливается расчетом по формуле
где tM — температура воздуха во время установки компенсатора.
Перемещению стакана в компенсаторе препятствует трение возникающее в
сальниковой набивке. Сила трения набивки (в Н) определяется по формуле
где [pic]— наружный диаметр стакана (принимается на 1—3 мм меньше
наружного диаметра трубы из которой выполнен стакан) м; b — длина
сальниковой набивки м; Рраб — рабочее давление теплоносителя Па; [pic] —
коэффициент трения набивки по металлу ([pic]=015).
Тепловой расчет теплоизоляционной конструкции.
При тепловом расчете требуется: выбрать толщину основного слоя
изоляционной конструкции рассчитать потери теплоты теплопроводами
определить падение температуры теплоносителя по длине теплопровода и
рассчитать температурное поле вокруг теплопровода.
Данные для расчета: диаметр теплопровода dH=720 мм проложенный в
канале КЛС 210х 120. Среднегодовая температура сетевой воды в подающем
трубопроводе [pic]= 90°С в обратном - [pic]=50 °С. Глубина заложения оси
теплопроводов h = 12 м. Грунты - суглинки плотностью 1200 кгм2 при
массовой влажности до 12%. Температура грунта t0 = 3°C. Изоляция - маты из
стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем марки МС - 50
толщиной [pic] = 01 м (с учетом уплотнения) покровный слой из бризола в 2
слоя [pic] = 0008 м.
Коэффициент теплопроводности основного слоя изоляции
где [pic] – для подающей трубы
[pic] – для обратной трубы.
Термическое сопротивление основного слоя изоляции для каждой трубы
Термическое сопротивление покровного слоя для каждой трубы
где [pic] - коэффициент теплопроводности покровного слоя бризола
Термическое сопротивление на поверхности покрытия для каждого
где коэффициент теплоотдачи на поверхности покрытия принят [pic]=8
Термическое сопротивление каждого теплопровода
Эквивалентные внутренний и наружный диаметры канала равны
[pic] и Ph – площадь и периметр канала по наружным размерам.
Принимая коэффициент теплоотдачи на внутренней поверхности канала
[pic] рассчитываем термическое сопротивление на поверхности канала
Термическое сопротивление стенок канала при коэффициенте
теплопроводности железобетонной стенки канала [pic]
Так как отношение hdH = 120426 = 282 > 2 термическое
сопротивление грунта рассчитываем по выражению
а коэффициент теплопроводности грунта находим по таблице 4.21 [7]
Суммарное термическое сопротивление потоку тепла от воздуха в канале в
Rо = RПК+RK+RГР = 0026 + 0014+0249 = 0289 (м°С)Вт.
Температуру воздуха в канале определяем по выражению
Удельные потери теплоты подающим и обратным изолированными
Суммарные удельные потери тепла
qиз =q1+q2 = 7165 +222 = 939 Втм.
При условии неизолированных теплопроводов суммарное термическое
сопротивление будет равно термическому сопротивлению на поверхности
Температура воздуха в канале при неизолированных теплопроводах
Удельные потери тепла неизолированными теплопроводами
Это значит что в данном случае при условии отсутствия изоляции имеет
место обратный тепловой поток от воздуха в канале в обратный теплопровод.
Суммарные потери тепла неизолированными теплопроводами будут равны
потерям тепла подающим теплопроводом
Эффективность тепловой изоляции
Так как эффективность достаточно высокая значит толщина основного слоя
изоляционной конструкции подобрана верно.
СНиП Тепловые сети 41-02-2003.-СПб.: Издательство ДЕАН2004.96с.
СниП 2.04.05-91* Отопление вентиляция и кондиционирование.
СНиП Строительная климатология и геофизика. М.: Госстрой 1984.
Теплоснабжение района города: Метод. указания к курсовому проекту Сост.
Т.В.Щенникова; Чуваш. ун-т. Чебоксары 2006. 52с.
Козин В.Е. и др. Теплоснабжение. М.: Высшая шк. 1980. 408 с.
Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. 5-е изд. М.: Эноргоиздат
Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектированиеПод
ред. Хрусталева Б.М. Мн.: ДизайнПРО 1997. 384 с.
Справочник проектировщика: Проектирование тепловых сетейПод ред.
Николаева А.А. М.: Стройиздат 1965. 360 с.
Фалалеев Ю.П. Проектирование центрального теплоснабжения: Учеб.
пособие. НГАСУ. Н.Новгород 1997. 282 с.

Пример 1.dwg

Монтажная схема тепловой сети
Теплоснабжение района города
Генплан тепловой сети
Разрезn Сечение канала
Отметки дна канала м
Отметки потолкаnканала м
Натурные отметки земли м
Проектные отметки земли м
Продольный профиль тепловой сети
Монтажная схема тепловой сети разрез тепловой камеры схема тепловой камеры УТ10 спецификация камеры УТ10
Железобетонная рамная секция
Железобетонная плита днища
Опорная подушка скользящей опоры
План тепловой камеры УТ10
Схема тепловой камеры УТ10
Разрез тепловой камеры
Генплан тепловой сети Продольный профиль тепловой сети План тепловой камеры УТ10 Разрез А-А
Задвижка с электроприводом Ду=600мм
Задвижка клиновая фланцевая стальная с выдвижным приводом Ду=150мм
biЗадвижка клиновая фланцевая стальная с выдвижным приводом Ду=250мм
Воздушный вентиль Ду=25мм
Спускной вентиль Ду=200мм
Спускной вентиль Ду=25мм

кур2 «Теплоснабжение района города».doc

Курсовой проект служит для углубления и закрепления знаний
полученных при изучении дисциплины «Теплоснабжение».
Выполнение курсового проекта начинается с получения задания и его
изучения. Предварительно следует ознакомиться с современными материалами по
проектированию и строительству районов новой застройки.
Задание включает текстовую часть и варианты исходных данных.
Индивидуальные задания различаются исходными данными (табл.1) в
соответствии с номером студента в журнале. Задание оформляется на отдельном
листе и помещается в расчетно-пояснительной записке после титульного листа.
Титульный лист должен содержать следующие данные: название учебного
заведения кафедры дисциплины темы курсового проекта фамилию и инициалы
студента год выполнения.
ЗАДАНИЕ К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ
Требуется разработать систему теплоснабжения района города рассчитать и
подобрать основное оборудование источника теплоты. В качестве источника
теплоты принять теплоэлектроцентраль (ТЭЦ). От ТЭЦ до потребителя
проектируется двухтрубная тепловая сеть (закрытая или открытая - по
заданию). Прокладка осуществляется в непроходных каналах лоткового типа.
Исходные данные для проектирования выбираются по табл. 1. Теплоносителем
является перегретая вода с параметрами по заданию.
ОФОРМЛЕНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
В состав курсового проекта входят расчетно-пояснительная записка и
Расчетно-пояснительная записка должна быть написана в соответствии с
правилами оформления разборчивым почерком. В конце записки приводится
список литературы использованной при выполнении проекта. Ссылки на
литературные источники даются в тексте (в квадратных скобках приводятся
номера источников соответствующие номерам в списке рекомендуемой
ПорядковыНомер Номер ТЭЦ Вид системы
Число жителей определяется по формуле:
где P – плотность населения чел.га;
F – площадь застраиваемых кварталов га (по генплану).
Общая жилая площадь квартала:
где f – норма общей площади жилого здания на одного
человека (9 - 12 м2).
Максимальный тепловой поток Вт на отопление жилых и общественных
где qo – укрупненный показатель максимального теплового потока на
отопление жилых зданий на 1м2 общей площади Втм2 принимается по [8
A – общая площадь жилых зданий м2;
K1=025 – коэффициент учитывающий тепловой поток на отопление
общественных зданий [8].
Максимальный тепловой поток Вт на вентиляцию общественных зданий:
где K2=06 – коэффициент учитывающий тепловой поток на вентиляцию
Средний тепловой поток Вт на горячее водоснабжение жилых и
общественных зданий:
где qh – укрупненный показатель среднего теплового потока на горячее
водоснабжение на одного человека принимается по [2 прил. 3];
m – число жителей в квартале;
a – норма расхода воды на горячее водоснабжение при температуре 55 оС на
одного человека в сутки проживающего в здании с горячим водоснабжением
принимается в зависимости от степени комфортности зданий в соответствии с
b – норма расхода воды на горячее водоснабжение потребляемой в
общественных зданиях при температуре 55 оС принимаемая в размере 25 лсут
tc – температура холодной (водопроводной) воды в отопительный период
принимаемая равной 5 оС;
с – удельная теплоемкость воды принимаемая в расчетах равной 4187
Максимальный тепловой поток Вт на горячее водоснабжение жилых и
Определяя расчетный расход теплоты для района города учитывают что при
транспорте теплоносителя происходят потери теплоты в окружающую среду
которые принимаются равными 5% тепловой нагрузки. Поэтому суммарные расходы
теплоты на отопление вентиляцию и горячее водоснабжение умножают на
Расчет теплопотребления ведем по форме 2.
Номер Расходы теплоты кВт
Qomax Qvmax Qhm Qhmax (Q
Годовой расход теплоты на отопление вентиляцию и горячее водоснабжение
жилых и общественных зданий кДж:
Qhy=864(Qhm(no+864(Qhm(nhy-no).
Здесь Qom Qvm – средний тепловой поток на отопление и вентиляцию за
отопительный период:
no – продолжительность отопительного периода сут;
tom – средняя температура наружного воздуха за отопительный период
Z – усредненное за отопительный период число часов работы систем
вентиляции общественных зданий в течение суток Z=16 по [8];
nhy – расчетное число суток в году работы системы горячего водоснабжения
Для промышленных предприятий расходы теплоты определяются исходя из
числа дней работы предприятия в году количества смен работы в сутки с
учетом режима теплопотребления (по технологическим картам или ведомственным
После определения расчетного теплопотребления приступают к построению
графиков часовых расходов теплоты на отопление вентиляцию и горячее
водоснабжение в зависимости от температуры наружного воздуха. По оси
абсцисс откладывают температуру наружного воздуха от tн = 8°С до tо
по оси ординат – часовые расходы теплоты. Тепловая нагрузка на горячее
водоснабжение – круглогодовая в течение отопительного периода условно
принимается постоянной не зависящей от температуры наружного воздуха.
Поэтому график часового расхода теплоты на горячее водоснабжение
представляет собой прямую параллельную оси абсцисс.
Суммарный график часовых расходов теплоты на отопление вентиляцию и
горячее водоснабжение строится путем сложения соответствующих ординат при
График годового расхода теплоты по продолжительности стояния
температур наружного воздуха строится на основании графика суммарных
часовых расходов теплоты и состоит из двух частей: правой – графика
зависимости суммарных часовых расходов теплоты от температуры наружного
воздуха и левой – годового графика расхода теплоты. На последнем по оси
ординат откладывается расход теплоты по оси абсцисс – число часов стояния
температур наружного воздуха которое за отопительный период для заданного
города определяют по [2].
Для построения графика годовой тепловой нагрузки из точек на оси
абсцисс графика часового расхода теплоты соответствующих температурам +8
-5 -10 -15 -20 -25 tо °С восстанавливаем перпендикуляры до
пересечения с линией суммарного расхода теплоты (Q. Из полученных точек
проводим горизонтальные прямые до пересечения с перпендикулярами
восстановленными к оси абсцисс из точек соответствующих продолжительности
стояния температур наружного воздуха. Соединив найденные точки получим
искомый график годового расхода теплоты за отопительный период.
Расчет и построение графиков регулирования
В системах теплоснабжения с разнородными тепловыми нагрузками применяют
многоступенчатую систему регулирования отпуска теплоты имеющую следующий
- центральное регулирование производят на ТЭЦ или в котельной по
преобладающей тепловой нагрузке района;
- групповое или местное регулирование – в узлах присоединения отдельных
видов тепловых нагрузок;
- индивидуальное регулирование – непосредственно у тепло-потребляющих
Применение многоступенчатого регулирования приводит к снижению расхода
теплоты на отопление за счет ликвидации "перетопов" зданий в диапазоне от
+8°С до температуры наружного воздуха соответствующей точке излома графика
температур воды и к снижению расхода теплоносителя на единицу отпущенной
Согласно [4] в водяных тепловых сетях следует применять центральное
качественное регулирование отпуска теплоты путем изменения температуры
теплоносителя в зависимости от температуры наружного воздуха.
1. Регулирование отпуска теплоты в закрытых системах теплоснабжения
В водяных тепловых сетях принимают центральное качественное
регулирование отпуска теплоты по нагрузке отопления или по совмещенной
нагрузке отопления и горячего водоснабжения.
Если тепловая нагрузка на жилищно-коммунальные нужды составляет менее
% суммарной тепловой нагрузки а ρср = QhmQomax( 015
регулирование отпуска теплоты принимают по нагрузке отопления. При этом в
тепловой сети поддерживается отопительно-бытовой температурный график.
Построение графика центрального качественного регулирования отпуска
теплоты по отопительной нагрузке основано на определении зависимости
температуры сетевой воды в подающей и обратной магистралях от температуры
Для зависимых схем присоединения отопительных установок к тепловым
сетям температуру воды в подающей (1o и обратной (2o магистралях в
течение отопительного периода т.е. в диапазоне температур наружного
воздуха от +8 оС до to рассчитывают по выражениям:
(2о = ti + ([pic][pic]- 05(([pic]. (14)
tн – температура наружного воздуха оС;
([pic] – температурный напор отопительного прибора оС
где[pic]– температура воды в подающем трубопроводе системы отопления
после элеватора при to оС;
[pic] – температура воды в обратном трубопроводе после системы
отопления при to оС;
[pic]–расчетный перепад температур воды в тепловой сети оС
[pic] = [pic]- [pic]
где[pic] – температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети при
расчетной температуре наружного воздуха
(( – расчетный перепад температур воды в местной системе
(( = [pic] - [pic] .
Задаваясь различными значениями температуры наружного воздуха tн в
пределах от +8 оС до to определяют (1o и (2o и строят отопительный
график температур воды в подающей и обратной магистралях тепловой сети.
Так как по тепловым сетям одновременно подается теплота на отопление
вентиляцию и горячее водоснабжение для удовлетворения тепловой нагрузки
горячего водоснабжения необходимо внести коррективы в отопительный график
температур воды. Так как температура горячей воды в водоразборных стояках
системы горячего водоснабжения должна быть не менее 55 оС то температура
нагреваемой воды на выходе из водоподогревателя горячего водоснабжения
должна быть 60-65 оС. Поэтому минимальная температура сетевой воды в
подающей магистрали принимается равной 70 оС для закрытых систем
теплоснабжения. Для этого отопительный график срезается на уровне 70 оС
полученный график температур воды в тепловой сети называется отопительно-
бытовым. Температура наружного воздуха соответствующая точке излома
графика обозначается [pic]. Точка излома графика делит его на две части с
различными режимами регулирования: в диапазоне температур наружного воздуха
от [pic] до tо осуществляется центральное качественное регулирование
отпуска теплоты в диапазоне температур от +8 оС до [pic] осуществляется
местное регулирование всех видов тепловых нагрузок.
В I диапазоне температур наружного воздуха от tн= +8 оС до [pic] когда
температура сетевой воды в подающей магистрали остается постоянной
осуществляется местное количественное регулирование отопительной нагрузке и
расход сетевой воды на отопление определяют по выражению:
где Gomax – расчетный расход воды на отопление.
Во II диапазоне температур наружного воздуха от [pic] до tн в системе
поддерживается центральное качественное регулирование отопительной нагрузки
и расход сетевой воды на отопление поддерживается постоянным с помощью
регулятора расхода (РР) равным расчетному Go.
По рассчитанным значениям расхода воды на отопление строят график: Go =
В системах теплоснабжения с жилищно-коммунальной нагрузкой более 65%
суммарной тепловой нагрузки а также при ρср = QhmQomax( 015 принимают
центральное качественное регулирование отпуска теплоты по совмещенной
Применение данного метода регулирования отпуска теплоты позволяет
рассчитывать магистральные теплопроводы по суммарному расходу сетевой воды
на отопление и вентиляцию не учитывая расход воды на горячее
водоснабжение. Для удовлетворения нагрузки горячего водоснабжения
температура воды в подающей магистрали принимается выше чем по
отопительному графику и большинство потребителей системы отопления и
горячего водоснабжения должны присоединяться к тепловой сети по принципу
связанной подачи теплоты. При этом строительные конструкции зданий служат
аккумуляторами теплоты выравнивающими неравномерность суточного графика
тепловой нагрузки горячего водоснабжения.
При этом способе регулирования отпуска теплоты в тепловой сети
поддерживается повышенный температурный график который строится на
основании отопительно-бытового температурного графика.
Расчет повышенного температурного графика заключается в определении
перепада температур сетевой воды в водоподогревателях верхней 1 и нижней
ступеней при различных температурах наружного воздуха и балансовой
нагрузке горячего водоснабжения:
где – балансовый коэффициент учитывающий неравномерность
расхода теплоты на горячее водоснабжение в течение суток
Суммарный перепад температур сетевой воды в водоподогревателях верхней
и нижней ступеней в течение всего отопительного периода постоянен и
определяется согласно [4] по формуле:
= 1 + 2 = ([pic] Qomax )( [pic] - [pic]) .
Задаваясь величиной недогрева водопроводной воды до температуры греющей
воды в нижней ступени водоподогревателя Δ[pic] = 5-10 оС определяют
температуру нагреваемой водопроводной воды после нижней (первой) ступени
водоподогревателя [pic] при температуре наружного воздуха соответствующей
точке излома температурного графика [pic]:
[pic] = [pic] - Δ[pic]
где [pic] – температура воды в обратном трубопроводе после системы
отопления соответствующая точке излома температурного
Перепад температур сетевой воды в нижней ступени водоподогревателя 2
при различных температурах наружного воздуха определяют:
при tн 2 = [pic] ((2o - tc)([pic]- tc) .
Здесь th – температура горячей воды поступающей в систему горячего
tc – температура холодной водопроводной воды в отопительный
Зная 2 и [pic] находят температуру сетевой воды в обратной
магистрали по повышенному температурному графику:
[pic]= [pic]- [pic].
Перепад температур сетевой воды в верхней (второй) ступени
водоподогревателя определяют:
при [pic] – [pic]= – [pic].
Температура сетевой воды в подающей магистрали тепловой сети для
повышенного температурного графика:
[pic]= [pic] + [pic].
Определив значения температур воды в подающей и обратной магистралях
тепловой сети строят повышенный температурный график.
Выбор схемы включения водоподогревателей горячего водоснабжения на ЦТП
производят согласно [8] на основе:
При применении в тепловом пункте регуляторов расхода воды на отопление
с регулированием отпуска теплоты в тепловых сетях по отопительно-бытовому
температурному графику используются схемы:
для ρм 02 и ρм > 10 – параллельная;
для 02 ≤ ρм ≤ 10 – двухступенчатая смешанная.
При применении в тепловом пункте регуляторов расхода воды с
регулированием отпуска теплоты в тепловых сетях по повышенному
для 02 ≤ ρм ≤ 10 – двухступенчатая последовательная.
При применении в тепловом пункте электронных регуляторов расхода
теплоты на отопление независимо от графика регулирования отпуска теплоты
для 02 ≤ ρм ≤ 10 – двухступенчатая смешанная с ограничением
максимального расхода воды из тепловой сети на ввод.
2. Регулирование отпуска теплоты в открытых системах теплоснабжения
В двухтрубных водяных тепловых сетях открытых систем теплоснабжения
центральное качественное регулирование отпуска теплоты как и в закрытых
системах осуществляют по нагрузке отопления или по совмещенной нагрузке
отопления и горячего водоснабжения.
% суммарной тепловой нагрузки а ρср = QhmQomax( 015 регулирование
отпуска теплоты принимают по нагрузке отопления. При этом в тепловой сети
поддерживается отопительно-бытовой температурный график который строится
на основе решения формул (13) и (14). Для поддержания температуры
горячей воды th = 60оС отопительный график срезается на уровне 60оС
отпуска теплоты в диапазоне температур от +8оС до [pic] осуществляется
Если тепловая нагрузка жилищно-коммунального сектора составляет 65%
и более суммарной тепловой нагрузки и
ρср = QhmQomax ( 015 то регулирование отпуска теплоты осуществляют по
совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения. При этом в
тепловой сети поддерживается скорректированный температурный график. При
регулировании отпуска теплоты по совмещенной нагрузке отопления и
горячего водоснабжения потребители системы отопления и горячего
водоснабжения присоединяются к тепловым сетям по принципу связанной
Расчет скорректированного температурного графика заключается в
определении температуры воды в подающей и обратной магистралях в диапазоне
температур наружного воздуха от +8°С до tн* при которой температура воды
в обратной магистрали равна 60°С и по балансовой нагрузке горячего
водоснабжения [p [pic]= 11. При температуре воды в обратной
магистрали больше 60°С водоразбор на горячее водоснабжение осуществляют
только из обратной линии тепловой сети и тогда в местную отопительную
систему поступает расчетный расход сетевой воды Gоmax. Это позволяет
оставить регулирование отпуска теплоты в интервале температур наружного
воздуха от tн* до tо по отопительно-бытовому температурному
При температурах наружного воздуха от +8°С до tн* когда водоразбор на
горячее водоснабжение осуществляют как из подающей так и из обратной линий
теплосети поступление воды в систему отопления меньше расчетного расхода.
В этом случае для удовлетворения отопительной нагрузки температура воды в
подающем теплопроводе должна быть выше чем это требуется по отопительно-
бытовому графику. Температуру сетевой воды в подающем (1n и обратном (2n
теплопроводах для скорректированного графика определяют по формулам:
(2n = ti + [pic]. (29)
Здесь [pic]– относительный расход теплоты на отопление представляющий
отношение теплового потока на отопление при нерасчетных условиях к
максимальному тепловому потоку:
[pic]- относительный расход сетевой воды на отопление
представляющий отношение расхода сетевой воды на отопление при расчетных
условиях к максимальному расходу воды [pic]. Относительный расход
сетевой воды на отопление [pic] в диапазоне температур наружного
воздуха +8°С – tн* когда в систему отопления поступает расход воды меньше
расчетного определяют по формуле:
Строятся графики: (1n = f(tн) (2n = f(tн).
3. Регулирование вентиляционной нагрузки
Регулирование отпуска теплоты на вентиляцию можно осуществить
изменением расхода сетевой воды или нагреваемого воздуха. Если заданием не
определен способ регулирования отпуска теплоты на вентиляцию применяют
способ регулирования изменением расхода сетевой воды.
На основании графиков расхода теплоты на вентиляцию Qv = f(tн) и
температуры воды в подающей магистрали (1 = f(tн) весь отопительный период
можно разбить на три диапазона:
I диапазон – от tн = +8оС до [pic] когда температура сетевой воды в
подающей магистрали постоянна а расход теплоты на вентиляцию изменяется. В
этом диапазоне температур наружного воздуха дополнительно к центральному
регулированию осуществляют местное количественное регулирование путем
изменения расхода сетевой воды через калорифер.
Температуру воды после калорифера (2v определяют из уравнения:
температура воды после калорифера при [pic].
Данное уравнение решается методом последовательных приближений или
графоаналитическим способом.
II диапазон – от [pic] до tv оС когда с понижением температуры tн
температура сетевой воды в подающей магистрали и расход теплоты на
вентиляцию увеличиваются. В этом диапазоне осуществляется центральное
качественное регулирование отпуска теплоты.
Температура воды после калориферов при [pic]:
[pic]– тепловая нагрузка на вентиляцию при [pic] КВт определяемая
III диапазон –от tv до to оС когда с понижением температуры наружного
воздуха температура сетевой воды в подающей магистрали увеличивается а
расход теплоты на вентиляцию остается постоянным. В этом диапазоне в
дополнение к центральному качественному регулированию применяется местное
количественное регулирование вентиляционной нагрузки.
Температуру воды после калориферов определяют из уравнения:
где [pic]– температура сетевой воды в подающей магистрали при температуре
[pic]– температура воды после калориферов при температуре наружного
воздуха tv принимается [p
[pic]– температура сетевой воды после отопительной установки.
Расходы воды на вентиляцию при различных температурах наружного воздуха
определяют по формуле:
где Qv (1o (2v – соответственно тепловая нагрузка на вентиляцию
температура воды в подающей магистрали и температура воды после калориферов
при соответствующей температуре наружного воздуха.
По рассчитанным значениям температуры воды после калориферов и расхода
сетевой воды на вентиляцию строят графики: (2v = f(tн) и Gv = f(tн).
Определение расчетных расходов теплоносителя
1. Закрытые системы теплоснабжения
При качественном регулировании отпуска теплоты рас-четные расходы
сетевой воды на отопление и вентиляцию тч
определяют по следующим формулам:
Здесь [pic] [pic] – расчетные температуры сетевой воды соответственно в
подающем и обратном теплопроводах оС;
Qomax Qvmax – максимальные тепловые потоки соответственно на
отопление и вентиляцию кВт;
с – удельная теплоемкость воды кДж(кг(К).
Расчетные расходы сетевой воды на горячее водоснабжение тч зависят
от схемы присоединения водоподогревателей и определяются по следующим
а) при параллельной схеме присоединения водоподогре-вателей
б) при двухступенчатых схемах присоединения водоподогревателей
Здесь [pic]– температура воды в подающем теплопроводе в точке излома
температурного графика оС;
[pic]– температура воды в обратном теплопроводе в точке излома
[pic]– температура воды после параллельно включенного
водоподогревателя для точки излома температурного графика оС
рекомендуется принимать [pic]= 30 оС.
Суммарный расчетный расход сетевой воды тч в двухтрубных тепловых
сетях при регулировании по отопительной нагрузке:
Gd = Gomax + Gvmax + K3(Ghm
где K3 – коэффициент учитывающий долю среднего расхода воды на горячее
водоснабжение принимается в зависимости от мощности системы теплоснабжения
(для систем с тепловым потоком (Q ( 100 МВт K3 = 10; для систем с тепловым
потоком (Q (100 МВт при отсутствии баков-аккумуляторов K3 = 12; при
наличии баков-аккумуляторов K3 = 10).
Для потребителей при QhmQomax(1 при отсутствии баков-аккумуляторов
а также с тепловым потоком Q ( 10 МВт суммарный расчетный расход воды
определяется по формуле:
Gd = Gomax + Gvmax + Ghmax .
При центральном качественном регулировании отпуска теплоты по
совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения расчетный расход
сетевой воды в двухтрубных тепловых сетях определяется:
Gd = Gomax + Gvmax .
Расчетный расход воды тч в неотопительный период определяют по
где Ghmax – максимальный расход сетевой воды на горячее водоснабжение при
всех схемах присоединения водоподогревателей горячего водоснабжения
определяемый по формуле (39);
( – коэффициент учитывающий изменение расхода воды на горчее
водоснабжение в неотопительный период по отношению к отопительному
принимаемый для жилищно-коммунального сектора равным 08 (для курортных и
южных городов ( = 15; для промышленных предприятий ( = 10).
2. Открытые системы теплоснабжения
Расчетные расходы сетевой воды тч на отопление и вентиляцию
определяют по формулам (36) и (37) на горячее водоснабжение – по следующим
сетях при качественном регулировании отпуска теплоты по отопительной
нагрузке определяется по формуле (42) где коэффициент K3 принимается
для систем с тепловым потоком (Q ( 100 МВт K3 = 06;
Для потребителей с (м = QhmaxQomax ( 1 при отсутствии баков-
аккумуляторов а также с тепловым потоком 10 МВт и менее суммарный
расчетный расход воды определяют по формуле (43).
При качественном регулировании отпуска теплоты по совмещенной нагрузке
отопления и горячего водоснабжения расчетный расход сетевой воды в
двухтрубных сетях определяется без учета нагрузки на горячее водоснабжение
В неотопительный период расчетные расходы воды в подающем и обратном
теплопроводах не одинаковы. Расход сетевой воды в подающем трубопроводе
где ( – коэффициент учитывающий изменение расхода воды на горячее
южных городов ( = 15; для промышленных предприятий ( = 10). При этом
максимальный расход воды на горячее водоснабжение определяют по формуле:
где [pic]– температура холодной воды в летний период принимаемая
3. Графики водоразборов на горячее водоснабжение
Расход сетевой воды на горячее водоснабжение представляет собой сумму
водоразборов из подающего Gh1 и обратного Gh2 теплопроводов:
Величины водоразбора из подающего Gh1 и обратного Gh2 трубопроводов:
Здесь ( – доля водоразбора из подающего трубопровода
где (1 (2 – температура сетевой воды в подающем и обратном теплопроводах
при текущей температуре наружного воздуха.
Водоразбор на горячее водоснабжение в открытых системах осуществляется
I диапазон температур наружного воздуха от +8оС до [pic] когда (1=
const = 60oC ( = 1 и Gh1 =
II диапазон температур наружного воздуха от [pic] до tн* водоразбор
осуществляется из подающего Gh1 и обратного Gh2 трубопроводов;
III диапазон температур наружного воздуха от tн* до to когда (2 (
оС ( = 0 и Gh1 = 0 а водоразбор из обратного трубопровода определяется
где ( = (th - tc)((2o - tc) – доля водоразбора из обратного трубопровода.
Определив водоразбор из подающего и обратного теплопроводов при
различных температурах наружного воздуха строят графики Gh1 = f(tн) и Gh2
Выбор конструкции тепловой сети
и разработка монтажной схемы
Проектирование тепловых сетей начинается с выбора трассы и способа их
прокладки. В городах и других населенных пунктах трасса должна
предусматриваться в отведенных для инженерных сетей технических полосах
параллельно красным линиям улиц дорогам и проездам вне проезжей части и
полосы зеленых насаждений а внутри микрорайонов и кварталов — вне проезжей
части дорог. При выборе трассы теплопроводов необходимо учитывать
экономичность и надежность работы тепловых сетей. Наиболее экономичной
является тупиковая схема.
С целью повышения надежности работы теплосетей целесообразно устраивать
резервирование подачи теплоты потребителям за счет совместной работы
нескольких источников теплоты а также устройства блокировочных перемычек
между магистралями тепловых сетей при подземной прокладке.
При выборе трассы тепловых сетей необходимо выдерживать нормативные
расстояния от их строительных конструкций до зданий сооружений и
инженерных коммуникаций.
При выборе трассы предусматривается один ввод тепловых сетей в каждый
квартал. Допускается подключать рядом расположенные кварталы из одной
тепловой камеры. В курсовом проекте необходимо применять унифицированные
типовые конструкции сборных железобетонных каналов размеры которых зависят
от диаметров теплопроводов.
Выбор труб и арматуры при проектировании осуществляют по рабочему
давлению и температуре теплоносителя. Для тепловых сетей рекомендуется
применять электросварные стальные прямошовные трубы по ГОСТ 10704-91.
Соединяют трубы с помощью сварки. Основным видом запорной арматуры являются
стальные задвижки с ручным приводом при диаметре до 500 мм и электрическим
при диаметре более 500 мм.
Монтажная схема разрабатывается после выбора трассы способа прокладки
тепловых сетей и предварительного гидравлического расчета по которому
определяют диаметры теплопроводов.
Монтажная схема вычерчивается в две линии причем подающий теплопровод
располагается с правой стороны по ходу движения теплоносителя от источника
теплоты. В местах ответвлений к кварталам или зданиям предусматривают
Разработка монтажной схемы заключается в расстановке на трассе тепловых
сетей неподвижных опор компенсаторов и запорно-регулирующей арматуры. На
участках между узловыми камерами т.е. камерами в узлах ответвлений
размещают неподвижные опоры расстояние между которыми зависит от диаметра
теплопровода типа компенсатора и способа прокладки тепловых сетей. На
участке между двумя неподвижными опорами предусматривают компенсатор.
Повороты трассы теплосети под углом 90-130° используют для самокомпенсации
температурных удлинений а в местах поворотов под углом более 130°
устанавливают неподвижные опоры.
Камеры тепловых сетей могут выполняться из сборных бетонных и
железобетонных элементов монолитными или из кирпича. Их габаритные размеры
определяют из условия удобства и безопасности обслуживания и обеспечения
нормативных расстояний между строительными конструкциями и оборудованием
В курсовом проекте необходимо выполнить рабочие чертежи оборудования
одной из тепловых камер. Разработку строительных конструкций разрешается не
производить. Могут быть выбраны унифицированные сборные железобетонные
камеры. Неподвижную опору располагают на теплопроводах большего диаметра.
Для спуска в камеру и выхода из нее предусматривают не менее двух люков
металлические лестницы или скобы. При площади камеры по внутреннему обмеру
более 6 м2 устанавливается четыре люка. Дно устраивается с уклоном 002 в
сторону приямка для сбора и удаления воды. На всех ответвлениях
теплопроводов в камере устанавливают отключающую арматуру. Переход на
другой диаметр труб осуществляют в пределах камеры. Минимальная высота
камеры принимается 2 м.
С целью уменьшения высоты камеры и заглубления тепловых сетей задвижки
могут устанавливаться под углом 45° или горизонтально. В местах установки
секционирующих задвижек со стороны источника теплоты устраивается перемычка
между подающим и обратным теплопроводами диаметром равным 03 диаметра
теплопровода. На перемычке устанавливается две задвижки а между ними –
спускной контрольный вентиль d = 25 мм. Допускается увеличивать расстояние
между секционирующими задвижками до 1500 м на трубопроводах d = 400 –
0 мм при условии заполнения секционированного участка водой или спуска ее
в течение 4 ч для трубопроводов d ( 600 мм – до 3000 м при условии
заполнения участка водой или спуска воды в течение 5 ч а для
надземной прокладки d ( 900 мм – до 5000 м.
При установке задвижек большого диаметра с электроприводом независимо
от способа прокладки тепловых сетей вместо тепловых камер могут
устраиваться надземные павильоны. В камерах на ответвлениях к отдельным
зданиям при диаметре ответвлений до 50 мм и длине до 30 м запорную арматуру
допускается не устанавливать. При этом должна предусматриваться запорная
арматура обеспечивающая отключение группы зданий с суммарной тепловой
нагрузкой до 06 МВт.
Тепловая камера должна быть изображена в плане и в двух разрезах. В
случаях когда конструкция и расположение оборудования в камере ясны – из
плана и одного разреза.
Гидравлический расчет водяных тепловых сетей
В задачу гидравлического расчета входит определение диаметров
теплопроводов давления в различных точках сети и потерь давления на
участках. Последние устанавливают методом удельных потерь давления на
трение и приведенных длин. Согласно [8 п.5.8] удельные потери давления на
трение должны определяться на основании технико-экономических расчетов. В
курсовом проекте когда располагаемый перепад давления в тепловой сети
не задан удельные потери давления в магистральных трубопроводах следует
принимать в пределах 30 – 80 Пам для ответвлений – по располагаемому
давлению но не более 300 Пам. Если известно располагаемое давление в
тепловых сетях расчет выполняют в два этапа (предварительный и
При предварительном расчете потери давления в местных сопротивлениях
определяют задаваясь долей от потерь давления по длине (1 которая
может быть принята по
[8 прил.5] или найдена по формуле:
где Gd – расход сетевой воды на головном участке теплопровода кгс.
При окончательном расчете когда известны диаметры теплопроводов и все
местные сопротивления падение давления в местных сопротивлениях находят
по сумме коэффициентов местных сопротивлений или суммарной их эквивалентной
Гидравлический расчет водяных тепловых сетей производят для зимнего
летнего режимов а также для аварийного режима в зимний период.
Гидравлический расчет закрытых систем теплоснабжения выполняют для
подающего теплопровода принимая диаметр обратного теплопровода и падение
давления в нем такими же как и в подающем.
Гидравлический расчет открытых систем теплоснабжения для зимнего
периода выполняют для двух режимов: 1) при отсутствии водоразбора на
горячее водоснабжение когда расчетные расходы теплоносителя а
следовательно и потери давления в подающем и обратном теплопроводах будут
равными (расчет производят только для подающего теплопровода); 2) при
максимальном водоразборе на горячее водоснабжение из обратного теплопровода
(расчет выполняют для подающего и обратного теплопроводов).
Предварительный и окончательный расчеты можно совместить. При этом
расчет производят в следующей последовательности: выбирают на трассе
тепловых сетей расчетную магистраль как правило наиболее протяженную и
загруженную соединяющую источник теплоты с дальними потребителями;
разбивают тепловую сеть на расчетные участки определяют расчетные расходы
теплоносителя Gd и измеряют по генплану длину участков; задавшись удельными
потерями давления на трение R (30 – 80 Пам) исходя из расходов
теплоносителя на участках по таблицам или номограммам составленным для
труб с коэффициентом эквивалентной шероховатости Кэ=05 мм находят диаметр
теплопровода действительные удельные потери давления на трение и скорость
движения теплоносителя которая должна быть не более 35 мс. Если задан
располагаемый перепад давления по всей сети (P (Па) определяют средние
удельные потери давления (Пам):
где [pic]– суммарная протяженность расчетной магистрали м. По Rm принимают
диаметры теплопроводов находят действительные удельные потери давления и
скорость теплоносителя. Определив диаметры расчетных участков тепловой
сети разрабатывают монтажную схему теплопроводов размещая по трассе
запорную арматуру неподвижные опоры компенсаторы ; по монтажной схеме
устанавливают местные сопротивления на расчетных участках находят сумму
коэффициентов местных сопротивлений (( и эквивалентную длину lэ местных
сопротивлений. Приведенную длину [pic]расчетного участка тепловой сети
определяют как сумму [pic]= l + lэ. Потери давления на расчетных участках
тепловой сети находят как [pic]. Далее вычисляют суммарные потери давления
в подающем теплопроводе расчетной магистрали ответвления и другие
магистрали рассчитывают по располагаемому перепаду давлений в точке
присоединения ответвлений к расчетной магистрали. При этом невязка между
потерями давления в ответвлениях и располагаемым давлением не должна
превышать 10%. Когда невозможно уравнять потери давления в рассчитываемых
магистралях избыточное давление гасится на абонентских вводах диафрагмами.
Гидравлический расчет теплопроводов для летнего периода сводится к
определению потерь давления на расчетных участках сети при известных
диаметрах теплопроводов по летним расчетным расходам теплоносителя. При
этом для закрытых систем теплоснабжения из-за одинакового расхода сетевой
воды в подающем и обратном теплопроводах гидравлический расчет выполняют
только для подающей линии теплосети. Для открытых систем теплоснабжения при
различных расходах теплоносителя в подающем и обратном теплопроводах
гидравлический расчет выполняют отдельно для каждого теплопровода.
Гидравлический расчет ведут по форме 3.
Отметки дна канала м
типа Т. Все конденсационные турбины укомплектованы двумя горизонтальными
подогревателями ПСГ. Подогревательная установка сетевой воды в данном
случае состоит из четырех ступеней подогрева: встроенного в конденсатор
теплофикационного пучка подогревателей первой и второй ступеней и пикового
котла. Теплофикационный пучок конденсатора чаще всего используют для
предварительного нагрева подпиточной воды при открытых системах
теплоснабжения и сетевой воды при закрытых системах. В качестве пиковых
котлов применяют водогрейные котлы ПВТМ и КВГМ устанавливаемые на
территории станции и в тепловом районе.
Распределение тепловой нагрузки ТЭЦ между основными и пиковыми
подогревателями производят исходя из заданного коэффициента теплофикации
(т который показывает долю расчетной тепловой нагрузки ТЭЦ
удовлетворяемой за счет отборов турбин.
Расчетная тепловая нагрузка отборов теплофикационных турбин:
а пикового источника:
Qпик = QТЭЦ(1 - (т).
Оптимальный (т при постоянной технологической нагрузке равен – 07-08;
при сезонной тепловой нагрузке для ТЭЦ высокого давления – 05-07
среднего давления – 04-05.
По Qтур находят количество теплофикационных турбин (по номинальной
нагрузке теплофикационных отборов) и сетевых подогревателей. По целому
числу турбин определяют фактическую теплопроизводительность турбин и
фактический коэффициент теплофикации (т.
На годовом графике продолжительности тепловой нагрузки показывается
базовая и пиковая части тепловой нагрузки ТЭЦ. С помощью этого графика
находят температуру наружного воздуха при которой включаются в работу
пиковые котлы а также число часов работы пикового источника теплоты в
течение отопительного периода.
Далее производят распределение тепловой нагрузки Qтур между
подогревателями нижней и верхней ступеней:
Здесь (н (в – температура сетевой воды после подогревателей соответственно
нижней и верхней ступеней оС и определяется:
Здесь [pic] [pic]– температура насыщенного пара при давлении пара в
отборах для верхней и нижней ступеней.
Так как в подогреватели нижней и верхней ступеней поступает пар из
регулируемых отборов турбин с давлением 005-025 МПа сетевую воду можно
нагревать до температуры 115-118оС. До расчетной температуры сетевая вода
нагревается в пиковых котлах. Температуру нагрева воды после подогревателей
нижней и верхней ступеней можно принимать по температуре насыщения пара из
отборов турбин учитывая недогрев в подогревателях нижней [pic]5-7оС и
верхней [pic]8-15оС ступеней.
Температура сетевой воды на входе в подогреватель нижней ступени
отличается от температуры воды в обратном теплопроводе у станции ввиду
добавки подпиточной воды а также за счет предварительного нагрева в
теплофикационном пучке конденсатора.
Для закрытых систем теплоснабжения:
где 20оС – ориентировочный перепад температуры сетевой воды в
теплофикационном пучке конденсатора;
[pic]– средняя температура сетевой воды в обратном трубопроводе при
расходе Gd и расчетной температуре наружного воздуха для
проектирования отопления to определяется по [7 форм. (4.63а)];
Gподп – расчетный расход подпиточной воды с температурой (подп принимаемой
равной 40оС в зимний период и 65оС в летний.
Для открытых систем теплоснабжения при предварительном нагреве
подпиточной воды в теплофикационном пучке конденсатора:
В этом случае [pic] определяют по[7 форм. (4.63а)].
Зная теплопроизводительность подогревателей нежней и верхней ступеней и
расход сетевой воды производят поверочный расчет водоподогревателей
заключающийся в определении коэффициентов теплопередачи.
Среднелогарифмическая разность температур сетевой воды у
Коэффициент теплопередачи подогревателей:
Подбор пиковых котлов производят по величине суммарной пиковой тепловой
Число пиковых котлов определяют по формуле:
где [pic]– единичная теплопроизводительность одного пикового котла.
В качестве пиковых котлов применяют водогрейные котлы типов ПТВМ и
КВГМ. Подобранные по тепловому максимуму пиковые котлы проверяют на
гидравлический максимум; при этом учитывают что пиковые котлы включают
В расчетно-пояснительной записке приводится принципиальная схема
теплоподготовительной установки ТЭЦ и подпитки тепловой сети с описанием
принципа работы и обоснованием выбора теплотехнического оборудования.
Подбор сетевых и других насосов производится по их характеристикам:
напору и расходу. По принятому напору и расчетной подаче определяют число
параллельно или последовательно работающих насосов. Минимальное количество
устанавливаемых сетевых насосов принимают не менее определенных по СНиП 41-
-2003. При соответствующем обосновании допускается предусматривать
установку отдельных групп сетевых и подпиточных насосов для отопительного и
Требуемый напор сетевых насосов Hр при суммарных расчетных расходах
сетевой воды складывается из потерь напора в водоподогревательной установке
источника теплоты и пиковой котельной (Hп.у суммарных потерь напора в
подающем и обратном теплопроводах тепловой сети (от источника теплоты до
наиболее удаленного потребителя) (Hltot и потерь напора в ЦТП или у
Hр = (Hп.у + (Hltot + (Hаб .
Потери напора в подогревательной установке ТЭЦ зависят от ее
компоновки. В водоподогревательных установках турбин типа Т и ПТ потери
напора в пучке конденсатора в подогревателях нижней и верхней ступеней
компенсируются работой бустерных насосов а в пиковых котлах в тепловой
сети и у абонентов – работой сетевых насосов. Потери напора в пучке
конденсатора в подогревателях нижней и верхней ступеней составляют 20-25
м. Потери напора в пиковых котлах – 10 м.
Потери напора у абонента можно определить по формуле:
(Hаб = (Hк + (Hс (71)
где (Hс – потери напора в микрорайонных сетях;
(Hк – потери напора в абонентской установке которые зависят от
схемы включения абонентской установки.
Потери (Hк можно принимать следующие:
- при зависимом присоединении отопительных и вентиляционных установок без
применения элеваторов а также при независимом присоединении с помощью
поверхностных подогревателей 6-10 м;
- при присоединении отопительных установок с помощью элеватора 15-20 м;
- при последовательном включении водоводяных подогревателей горячей воды и
элеваторного узла 20-25 м.
Напор сетевых насосов для летнего периода:
где [pic] [pic]– расходы сетевой воды соответственно в летний и зимний
Требуемый напор подпиточных насосов устанавливается исходя из
необходимости поддержания определенного статического напора в тепловой
сети напора в обратном трубопроводе и обеспечения условий невскипания воды
в трубопроводе тепловой сети.
Для закрытых систем:
Hп.р = Hст + (Hподп - Hб
где Hст – статический напор в тепловой сети м;
(Hподп – потери напора в подпиточной линии м;
Hб – высота установки подпиточных баков относительно оси подпиточных
Для открытых систем теплоснабжения исходя из летнего режима работы:
Hп.р = Hст + [pic]Hб
где [pic]сумма потерь напора в тепловой сети и в подпиточной линии м.
Принятый напор подпиточных насосов должен проверяться для условий
работы в отопительный и летний периоды года.
Подача подпиточных насосов для закрытых систем теплоснабжения
определяется из условий восполнения утечки воды принимаемой равной 075%
объема воды в теплопроводах тепловой сети а также присоединенных к ним
систем отопления и вентиляции зданий. Кроме того должна предусматриваться
аварийная подпитка водопроводной водой в размере до 2% объема воды в
теплопроводах и системах отопления и вентиляции зданий.
Подача подпиточных насосов для открытых систем теплоснабжения
составляет 075% объема воды в тепловой сети системах отопления
вентиляции и горячего водоснабжения плюс максимальный часовой расход воды
на горячее водоснабжение.
Количество подпиточных насосов в закрытых системах принимают не менее
двух в открытых – не менее трех один из которых резервный.
Механический расчет теплопроводов
В курсовом проекте требуется определить вертикальную и горизонтальную
нормативные нагрузки на одну из неподвижных опор и рассчитать по одному
компенсатору каждого типа из принятых в проекте.
При расчете горизонтальной нагрузки на неподвижную опору
необходимо учитывать: силы трения в подвижных опорах трубопроводов; силы
трения в сальниковых компенсаторах; неуравновешенные силы внутреннего
давления при применении сальниковых компенсаторов на участках
теплопроводов имеющих запорную арматуру переходы повороты или заглушки;
силы упругой деформации при гибких компенсаторах и при самокомпенсации;
силы трения трубопроводов об оболочку или силы трения оболочки о грунт при
бесканальном способе прокладки; горизонтальную ветровую нагрузку при
надземной прокладке теплопроводов. Горизонтальная осевая нагрузка на
промежуточную неподвижную опору определяется как сумма сил действующих с
каждой стороны. Причем меньшая сумма сил за исключением неуравновешенных
сил внутреннего давления принимается с коэффициентом 07. При равенстве
суммарных сил с каждой стороны опоры в качестве расчетной принимается
равнодействующая сил с одной стороны опоры с коэффициентом 03.
Горизонтальная осевая нагрузка на концевую неподвижную опору
определяется как равнодействующая всех горизонтальных сил на опоре [8
Силы трения в сальниковом компенсаторе Н определяют по выражению:
где Рр – рабочее давление теплоносителя; lс – длина сальниковой набивки по
оси компенсатора м; dн – наружный диаметр патрубка компенсатора м; c–
коэффициент трения сальниковой набивки о стакан среднее значение которого
можно принимать c =015.
Силы трения в подвижных опорах Н находят по формуле:
где – коэффициент трения на подвижных опорах принимается в зависимости
от конструкции и типа опоры: для катковой или шариковой = 01; для
скользящих – в зависимости от конструкций. При трении стали по стали =
-04; стали по бетону – 06; чугуна по стали – 035; Gh – сила тяжести
единицы длины теплопровода с изоляцией и водой Нм. Значение принимают по
[7 прил.23]; l – длина участка теплопровода от рассматриваемой неподвижной
опоры до компенсатора или до угла поворота м.
Неуравновешенные силы внутреннего давления Н возникают при
применении сальниковых компенсаторов. Силы внутреннего давления передаются
только на те опоры которые расположены между неуравновешенным
компенсатором и поворотом трубы на участке с задвижкой при ее закрытии и
на конечном участке с заглушкой а также между двумя смежными участками с
переходом диаметров труб.
Рассчитывают силы внутреннего давления по формуле:
где Рр – рабочее давление теплоносителя Па; Fв– площадь поперечного
сечения трубопровода по внутреннему диаметру; [pic]– коэффициент равный
единице если на опору действует неуравновешенное усилие от внутреннего
давления. Для опор уравновешенных от сил внутреннего давления коэффициент
a = 0. Для случаев с переходом диаметров труб:
Распорные усилия сильфонных компенсаторов от внутреннего давления[pic]
Н определяют по выражению:
где FS – эффективная площадь поперечного сечения компенсатора:
где[pic] [pic] – соответственно наружный и внутренний диаметры гибкого
элемента компенсатора м.
Силы упругой деформации от температурных удлинений при гибких
компенсаторах и самокомпенсации NK Н определяют расчетом труб на
компенсацию температурных деформаций [1 С.173-184].
При бесканальной прокладке теплопроводов возникают большие усилия от
трения поверхности теплопровода или поверхности теплоизоляции в грунте.
Величину сил трения Nтр H определяют по зависимости:
где Е – модуль продольной упругости для стали Е = 2[p F –
площадь поперечного сечения стенки трубы м2; [pic]– коэффициент линейного
удлинения стали [p t – перепад температуры стенки
трубопровода от расчетной до температуры во время монтажа °С; l –
расчетное температурное удлинение м участка теплопровода длиной l м от
опоры до компенсатора.
Для расчета усилия на неподвижную опору рекомендуется методика
изложенная в [7 С.267-268]. В [1 С.172] приводятся расчетные формулы для
определения горизонтальных нагрузок на неподвижные опоры для наиболее
распространенных схем. Вертикальная нагрузка определяется в соответствии с
[8 прил.8 п. 1]. Расчет сальниковых и линзовых компенсаторов можно
производить по методике изложенной в [4 С.240 241]. При этом расчетную
компенсирующую способность сальникового компенсатора всегда следует
принимать меньше предусмотренной конструкцией на z = 50 мм для каждого
стакана компенсатора [3 п.7.31].
При разработке монтажной схемы выбирают типы компенсаторов и места
их установки причем по возможности предусматриваются участки с
естественной самокомпенсацией (углы поворотов от 90 до 130° Z-образные
При бесканальной прокладке участки естественной самокомпенсации
необходимо размещать в каналах для обеспечения поперечных смещений
трубопроводов. Расчет участков самокомпенсации можно производить по
выражениям [10 форм.(9.13)-(9.18)].
П-образные компенсаторы следует рассчитывать по методике изложенной в
[7 С.275-277] причем при применении жестких сварных отводов расчет
несколько упрощается. Определение напряжений в компенсаторе допускается
производить по упрощенным выражениям [10 форм.(9.12) (9.19) (3.20)]. Для
увеличения компенсирующей способности П-образных компенсаторов их
устанавливают с предварительной растяжкой которую учитывают с помощью
коэффициента [8 табл.5] к расчетному тепловому удлинению
компенсируемого участка. При определении теплового удлинения за расчетную
температуру окружающей среды следует принимать температуру наружного
воздуха для проектирования отопления tо если устанавливают размеры
гибких компенсаторов или определяют расчетные напряжения в компенсаторах.
Действительные напряжения находят приняв за расчетную температуру
наружного воздуха во время монтажа теплопровода tм. В целях облегчения
конструктивного расчета П-образных компенсаторов составлены номограммы [4
При проверочных расчетах компенсаторов максимальные компенсационные
напряжения не должны превышать допускаемых. Для предварительной оценки
можно ориентироваться на усредненные допускаемые компенсационные напряжения
при [pic][pic]=150°С и Рр = 16 МПа: для гибких компенсаторов с [pic]= 110
МПа; для участков самокомпенсации с [pic]= 80 МПа.
Тепловой расчет теплоизоляционной конструкции
При тепловом расчете требуется: выбрать толщину основного слоя
изоляционной конструкции рассчитать потери теплоты теплопроводами
определить падение температуры теплоносителя по длине теплопровода и
рассчитать температурное поле вокруг трубопровода.
Толщина основного слоя изоляционной конструкции выбирается на основе
технико-экономического расчета или по нормам потерь теплоты а при заданной
конечной температуре теплоносителя – в соответствии с перепадом температур.
При расчете тепловых потерь и эффективности изоляционной конструкции
толщину основного слоя изоляции допускается принимать согласно с [9
прил.11 12] или определять исходя из норм потерь теплоты:
где λи – коэффициент теплопроводности основного слоя Вт(м[p Rи –
термическое сопротивление основного слоя изоляции (м[p
где m – расчетная среднегодовая температура теплоносителя °С; tок –
расчетная температура окружающей среды °С; q – норма потерь теплоты
Втм принимаемая по табл.2 и [9 прил.4-8]; dн - наружный диаметр
теплопровода м; k1 - коэффициент учитывающий изменение стоимости теплоты
и теплоизоляционных конструкций в зависимости от района строительства и
способа прокладки трубопровода принимается по табл.3.
При выборе основного слоя теплоизоляционной конструкции следует
руководствоваться следующим: для канальной и надземной прокладок принимать
основной слой теплоизоляции с плотностью не более 400 кгм3 и
теплопроводностью не более 007 Вт(м .°С) и ее следует принимать с учетом
коэффициента увлажнения К ([9 табл.3] или табл.5):
где λ – теплопроводность материала основного слоя Вт(м[pic]°С) [9
Для теплоизоляционной конструкции из уплотняющих материалов толщину
теплоизоляционного слоя определяют с учётом коэффициента уплотнения Кс [9
Нормы плотности теплового потока Втм через изолиро-ванную поверхность
трубопроводов двухтрубных водяных тепловых сетей при числе часов работы в
УсловныйТип прокладки
открытытоннельнепроходнбесканальн
средняя температура теплоносителя
открыттонненепроходбесканал
Европейский 10 10 10 10
Урал 102 103 103 10
Казахстан 104 106 104 102
Средняя Азия 104 104 102 102
Западная Сибирь103 105 103 102
Значение коэффициента k2
Материал Условный проход
теплоизоляционноготрубопроводов мм
Полимербетон 07 08 09 10
Пенополиуретан 05 06 07 08
При определении толщины основного слоя изоляции по нормам плотности
теплового потока а также при расчете потерь теплоты теплопроводами за
расчетную температуру теплоносителя для водяных тепловых сетей принимают
среднегодовую температуру воды.
Среднегодовая температура воды в каждом теплопроводе определяется по
где [pic] [pic] [pic] – средняя температура теплоносителя по
месяцам определяемая по графику центрального качественного регулирования в
зависимости от среднемесячных температур воздуха; п1 п2 n12 -
количество часов в году по месяцам.
Значение коэффициента увлажнения К
Материал Тип грунта
маловлажвлажныйнасыщенны
Армопенобетон 115 125 14
Битумоперлит 11 115 13
Битумовермикулит 11 115 13
Битумокерамзит 11 115 125
Пенополиуретан 10 105 11
Полимербетон 105 11 115
Фенольный поропласт105 11 115
За расчетную температуру окружающей среды tок принимают: в тоннелях
проходных каналах – 40°С; при бесканальной прокладке а также при прокладке
в непроходных каналах – среднегодовую температуру грунта на глубине
заложения оси теплопровода; при надземной прокладке – среднегодовую
температуру наружного воздуха.
Коэффициент теплоотдачи αи на поверхностях тепловой изоляции и канала
следует принимать по [6 прил.9]. Для теплопроводов прокладываемых в
каналах и от воздуха канала к стенке канала αи = 8 Вт(м2[pic]°С).
Падение температуры воды по длине теплопровода необходимо определять из
предположения постоянства удельных теплопотерь. В этом случае температура
теплоносителя в конце участка находится по [7 форм.(10.36)] или [4
форм.(Х.29)]. Температурное поле грунта вокруг теплопроводов можно
рассчитать по выражениям [4 форм.(Х.18) (Х.19)]; [3 форм.(10.29)
(10.30)] при этом температуру теплоносителя для водяных тепловых сетей
следует принимать по графику центрального регулирования при среднемесячной
температуре наружного воздуха расчетного месяца.
Оптимальную толщину основного слоя изоляционной конструкции
рассчитывают исходя из минимальных приведенных затрат рассматривая
несколько вариантов с различной толщиной изоляционного слоя. Можно
воспользоваться методикой и примером [4 С.395-396].
Список рекомендуемой литературы
Водяные тепловые сети: Справ. пособие по проектированию Под ред.
Н.К. Громова Е.П. Шубина М.: Энергоатомиздат 1988.
Громов Н.К. Абонентские устройства водяных тепловых се-
тей. 2-е изд. М.: Энергия 1979. 248 с.
Ионин А.А. и др. Теплоснабжение. Учеб. для вузов. М.:
Стройиздат 1982. 336 с.
Козин В.Е. и др. Теплоснабжение. М.: Высшая шк. 1980. 408 с.
Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей: Справ. В.И.Манюк и др.
-е изд. М.: Стройиздат 1988. 432 с.
Сенков Ф.В. Регулирование отпуска тепла в закрытых и открытых системах
теплоснабжения: Учеб. пособие.ВЗИСИ. 2-е изд. М. 1979. 408 с.
Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. 6-е изд. перераб. М: Изд.
СНиП 41-02-2003. Тепловые сети. М.: Госстрой 1994. 48 с.
СНиП 41-03-2003. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов. М.:
Госстрой 1989. 32 с.
Сафонов А.А. Сборник задач по теплофикации и тепловым сетям. 2-е изд.
Справочник проектировщика: Проектирование тепловых сетей Под ред. А.А.
Николаева М.: Стройиздат 1965. 360 с.
Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектированиеПод
ред. Б.М. Хрусталева Мн.: ДизайнПРО 1997. 384 с.
Фалалеев Ю.П. Проектирование центрального теплоснабжения: Учеб.
пособие. НГАСУ. Н.Новгород 1997. 282 с.
Задание к курсовому проекту 3
Оформление курсового 3
Расчетно-пояснительная записка 6
Определение часовых и годовых
Расчет и построение графиков
отпуска теплоты . 9
Определение расчетных расходов
теплоносителя в тепловых 19
Выбор конструкции тепловой сети и
Гидравлический расчет водяных 26
Разработка графиков давлений и выбор
соединения абонентов к тепловым 29
Разработка и построение продольного
Подбор основного оборудования
тельной установки ТЭЦ . 32
Механический расчет 39
Тепловой расчет теплоизоляционной
Список рекомендуемой 48
ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ РАЙОНА ГОРОДА
Методические указания к курсовому проекту
Отв. за вып.Н.А.Романова
Подписано в печать 09.01.06. Формат 60х8416. Бумага газетная. Офсетная
печать. Гарнитура Таймс. Усл. печ. л. 3.02. Уч.-изд. л. 2.48.
Тираж 300 экз. Заказ № 522.
Чувашский государственный университет
Типография университета
8015 Чебоксары Московский просп. 15

Вопросы к экзаменуч.2.doc

Вопросы к экзамену по курсу «Теплоснабжение». Ч.2.
Предмет теплоснабжения. Два основных принципа рационального
Тепловое потребление. Сезонная и круглогодичная нагрузки.
Круглогодичная нагрузка.
Годовой расход теплоты. Графики продолжительности и суммарной тепловой
Системы теплоснабжения. Водяные и паровые системы ТС.
Закрытые системы. Присоединение абонентов имеющих один вид тепловой
Закрытые системы. Присоединение абонентов имеющих два вида тепловой
Открытые системы. Присоединение абонентов имеющих два вида тепловой
Выбор теплоносителя и системы теплоснабжения.
Оборудование ЦТП. Водоводяные подогреватели.
Оборудование ЦТП. Смесительные узлы. Кавитационные режимы струйных
Задачи виды и методы регулирования отпуска теплоты.
Регулирование отпуска теплоты при однородных и разнородных видах
Центральное регулирование закрытых систем по отопительной нагрузке.
Графики расходов теплоты и воды на отопление и вентиляцию.
Графики расходов теплоты и воды на ГВС. Параллельная схема.
Графики расходов теплоты и воды на ГВС. Двухступенчатая смешанная схема.
Центральное регулирование закрытых систем по совместной нагрузке.
Графики расходов теплоты и воды на ГВС. Двухступенчатая последовательная
Регулирование отпуска теплоты в открытых системах. Центральное
качественное регулирование по отопительной нагрузке.
качественное регулирование по совместной нагрузке отопления и горячего
Регулирование отпуска теплоты в открытых системах. Качественно-
количественное регулирование по совместной нагрузке О и ГВС.
Выбор метода центрального регулирования отпуска теплоты.
Режим отпуска теплоты от ТЭЦ.
Схемы и конфигурации тепловых сетей.
Гидравлический расчет трубопроводов водяных систем ТС.
Основные требования к режиму давлений водяных тепловых сетей
Пьезометрический график. Гидростатический режим.
Пьезометрический график. Гидродинамический режим.
Гидравлический расчет паропроводов.
Гидравлический расчет конденсатопроводов.
Понятие гидравлического режима тепловых сетей.
Работа насосов при параллельном и последовательном включении.
Последовательное и параллельное соединение участков тепловой сети.
Построение суммарной характеристики двух параллельно работающих
насосов расположенных в разных узлах.
Гидравлический режим закрытых систем. Автоматизированные вводы.
Гидравлический режим закрытых систем. Неавтоматизированные вводы.
Гидравлический режим тепловой сети при отключении одного абонента.
Гидравлический режим открытых систем.
Влияние водоразбора на гидравлический режим отопительных установок.
Гидравлическая устойчивость.
Гидравлический режим тепловой сети при работе насосных подстанций.
Подкачивающие подстанции на обратном трубопроводе.
Подкачивающие подстанции на подающем трубопроводе.
Смесительные и дросселирующие насосные подстанции.
Гидравлический удар в тепловых сетях.
Расчет потокораспределения в тепловых сетях.
Расчет потокораспределения в однокольцевой сети с авторегуляторами
Расчет потокораспределения в многокольцевых сетях с авторегуляторами
Расчет потокораспределения в сети питаемой от нескольких источников.
Магистральная кольцевая сеть.
Расчет потокораспределения в кольцевой сети без авторегуляторов
Трасса и профиль теплопроводов.
Конструктивные элементы теплопроводов. Основные требования
предъявляемые теплопроводам.
Конструкции подземных теплопроводов. Устройство проходных и
полупроходных каналов.
Конструкции подземных теплопроводов. Устройство непроходных каналов.
Конструкции подземных теплопроводов. Бесканальная прокладка
Конструкции надземных теплопроводов.
Прокладка теплопроводов в особых условиях.
Пересечение теплопроводов с инженерными сооружениями и водными
Трубы и их соединения.
Расчет трубы на прочность.
Запорная регулирующая и предохранительная арматура.
Опоры трубопроводов. Расчет изгибающих напряжений и деформаций.
Расчет усилий действующих на неподвижную опору.
Компенсация температурных деформаций. Осевая и радиальная компенсация
Расчет естественной компенсации. Симметричные компенсаторы.
Расчет компенсаторов несимметричной конфигурации. Пространственные
Особенности компенсации тепловых деформаций бесканальных теплопроводов.
Задача теплового расчета. Методика теплового расчета. Однотрубный
теплопровод (включая температурное поле).
Назначение тепловой изоляции требования предъявляемые к материалам
теплоизоляционной конструкции.
Тепловой расчет многотрубного теплопровода (включая температурное
Теплофикационное оборудование ТЭЦ
Водоподготовка на ТЭЦ. Умягчение воды.
Водоподготовка на ТЭЦ. Деаэрация воды.
Эксплуатация тепловых сетей. Понятия безотказности долговечности
ремонтопригодности и сохраняемости.

ГВС Пояснительная записка.doc

Федеральное государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
«Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова»
Строительный факультет
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
по курсу: «Теплоснабжение»
На тему: «Горячее водоснабжение жилого микрорайона»
Состав пояснительной записки:
Предварительный гидравлический расчет разводящих трубопроводов.
Определение теплопотерь и циркуляционных расходов.
Окончательный гидравлический расчет разводящих трубопроводов.
Гидравлический расчет циркуляции в системе горячего водоснабжения.
Определение расчетных тепловых нагрузок. Выбор схемы включения
подогревателей горячего водоснабжения.
Расчет и построение графиков расхода теплоты.
Подбор баков-аккумуляторов.
Определение температуры t’o наружного воздуха соответствующей точке
излома графика температур.
Определение температуры воды в подающей трубе теплосети в точке
излома повышенного графика.
Тепловой расчет водонагревателей системы горячего водоснабжения.
Гидравлический расчет водонагревательной установки горячего
Подбор водомера для горячего водоснабжения.
Определение требуемого напора холодного водопровода на вводе в
ЦТП. Подбор циркуляционных насосов.
Список рекомендуемой литературы.
Количество этажей = 6.
Расчетная температура наружного воздуха = [pic].
Максимальный секундный расход воды на расчетном участке сети лс при
гидравлическом расчете теплопроводов системы горячего водоснабжения
определяется по формуле
где [pic] - секундный расход горячей воды водоразборным прибором с
наибольшим расходом лс принимаемый в соответствии с [6 прил.2];
( - коэффициент определяемый по [6 прил.4] в зависимости от общего
количества приборов N на расчетном участке сети и вероятности их действия
Вероятность действия санитарно-технических приборов на участках сети
при одинаковых водопотребителях в здании без учета изменения UN
где [pic]- норма расхода горячей воды в литрах одним потребителем в час
наибольшего водопотребления принимаемая согласно [6 прил.3] для прибора
с наибольшим расходом.
[pic]- общее число водоразборных приборов в микрорайоне.
Гидравлический расчет главной ветви проводят в два этапа:
) предварительный расчет для подбора диаметров труб системы горячего
водоснабжения при скоростях воды в стояках до 13 мс и в квартальных сетях
и квартирных подводках к приборам до 2 мс без учета циркуляционных
расходов и зарастания труб накипью и шламом;
) окончательный расчет для определения потерь напора в главной ветви
системы горячего водоснабжения при скоростях воды в стояках до 15 мс и в
квартальных сетях и квартирных подводках до 3 мс с учетом циркуляционных
расходов и их зарастания.
Для 1-2 участка. [p по [6 прил.4] [p [p по [6 прил.6]
[pic] [pic] [pic]. Остальные участки аналогично.
Предварительный гидравлический расчет трубопроводов главной ветви
системы горячего водоснабжения микрорайона записывают в таблицу 1.
ё Длина Количест[pic] [pic] Расход Диаметр Скорость
участкаво воды [pic] [pic] мс
м приборов [pic] мм
Циркуляционный расход воды в системе определяется при условии
отсутствии водоразбора исходя из теплопотерь QhtкВт вследствие остывания
горячей воды в подающих теплопроводах.
Циркуляционный расход qcir лс определяют по формуле
где ( - коэффициент разрегулировки циркуляции;
с = 419 кДжкгоС - удельная теплоемкость воды;
(t - разность температур в подающих теплопроводах системы от
водонагревателя до наиболее удаленной водоразборной точки.
Для систем с переменным сопротивлением циркуляционных стояков
теплопотери Qht и циркуляционный расход qcir следует определять при (t =
(С ( = 1; для систем с секционными узлами при их одинаковом
сопротивлении (t = 85 (С ( = 13; для отдельного водоразборного стояка
или секционного узла (t = 85(С ( = 1.
Расчет ведем в следующем порядке:
Определяем циркуляционный расход воды для всей системы горячего
Циркуляционный расход на головном участке распределяем по участкам
внутриквартальной сети пропорционально потерям теплоты в них.
Гидравлический расчет систем горячего водоснабжения следует производить
на расчетный расход горячей воды qh с учетом циркуляционного расхода qcir
лс определяемого по формуле:
где Кcir - коэффициент определяемый в зависимости от соотношения
расходов qh qcir согласно [6 прил.5].
При окончательном гидравлическом расчете скорости воды рекомендуется
принимать не более 15 мс в стояках и магистралях и не более 25 мс в
подводках к приборам. Если скорость движения воды превышает допустимое
значение то увеличивают диаметр участка.
Поскольку расчетный расход горячей воды для участков внутридомовой сети
от первого водоразборного стояка (по ходу движения воды) до самого
удаленного водоразборного прибора определяется без учета циркуляционного
расхода т.е. qhcir=qh то гидравлический расчет этих участков
корректировке не подлежит.
Потери напора по участкам определяются с учетом потерь давления в
местных сопротивлениях по формуле:
где R - удельные потери давления на трение Пам ;
L - длина участка трубопровода м;
kl - коэффициент учитывающий потери давления в местных
сопротивлениях равный: 02 – для распределительных трубопроводов; 05 -
для теплопроводов в пределах теплового пункта а также для водоразборных
стояков с полотенцесушителями ; 01 - для водоразборных стояков без
полотенцесушителей и циркуляционных стояков.
Для участка 1-2. [p по [6 прил.5] [p по [6 прил.6] [pic]
[p [p [pic]. Остальные участки аналогично.
Окончательный гидравлический расчет подающих теплопроводов системы
горячего водоснабжения записывается в таблицу 3.
Номер участка Длина [pic] лс [pic] лс
Выбор схемы включения подогревателей горячего водоснабжения на ЦТП
производят согласно [7] на основе величины
При применении в тепловом пункте регуляторов расхода воды на отопление
с регулированием отпуска теплоты в тепловых сетях по отопительному графику
для (м 02 и (м > 1 - параллельная;
для 02 ( (м ( 1 - двухступенчатая смешанная.
При применении в тепловом пункте регуляторов расхода воды с
регулированием отпуска теплоты в тепловых сетях по повышенному графику
для 02 ( (м ( 1 - двухступенчатая последовательная.
При применении в тепловом пункте электронных регуляторов расхода
теплоты на отопление независимо от графика регулирования отпуска теплоты
для 02 ( (м ( 1- двухступенчатая смешанная схема с ограничением
максимального расхода воды из тепловой сети на ввод.
[pic] двухступенчатая смешанная схема с ограничением максимального
расхода воды из тепловой сети на ввод.
Выбор температурного графика регулирования производится согласно
В связи с тем что повышенный график температур является экономически
более выгодным в настоящее время он обязателен во всех случаях когда
величина (ср ( 015 . При (ср 015 допускается применять отопительно-
бытовой график температур[ 7].
Для построения графиков необходимо предварительно составить таблицу
расходов теплоты на горячее водоснабжение по часам суток по форме 5. В
части строк в графе 4 указаны проценты часового расхода теплоты за
отдельные периоды суток которых следует придерживаться. Остальные строки
следует заполнить как промежуточные таким образом чтобы выполнялось
где Q - расход теплоты %.
Величину часовой неравномерности Кч следует определять по формуле
где Qhhr QhT - максимальный и среднечасовой расходы теплоты на горячее
После заполнения графы 4 следует проверить по формуле (16) правильность
выбранных процентов Q. В графе 8 указывают последовательно суммируемые
расходы теплоты графы 6. По данным графы 5 строят суточный график расхода
теплоты на горячее водоснабжение в координатах Q кВт - n чсуток; по
данным графы 8 строят интегральный график расхода теплоты на горячее
водоснабжение в координатах Q кВт . ч - n чсуток.
Таблица 6. Расходы теплоты на горячее водоснабжение по часам суток.
Номер Периоды часовКол-во Расход теплоты Q Нарастающий период
% кВт за периодчас кВт . час
График 1. Суточный график расхода теплоты на горячее водоснабжение.
График 2. Интегральный график расхода теплоты на горячее водоснабжение.
К установке примем 2 бака-аккумулятора каждый емкостью 12[pic].
Наружная температура t(о определяется из уравнения температуры воды
после отопления ((02 в точке излома графика:
где ((01 - температура воды в подающей трубе в точке излома нормального
отопительного графика равная 70(С;
(((о- расчетный перепад температур воды в тепловой сети при
температурном графике 150-70(С; (((о= 150-70=80 (С;
Q(o - относительный расход теплоты на отопление в точке излома
графика температур равный
ti - расчетная температура внутреннего воздуха для жилых зданий -
t(o - наружная температура соответствующая точке излома;
to - расчетная температура наружного воздуха для проектирования
В точке излома графика ((02=417(С.
Промежуточная температура нагреваемой воды после I ступени при
балансовой нагрузке горячего водоснабжения в точке излома
где (t(н - недогрев нагреваемой воды до температуры греющей в I
ступени в точке излома графика принимаемый 5 (10(С.
Перепад температур греющей воды в I ступени будет равен
где Qh( - балансовый расход теплоты на горячее водоснабжение равный:
Суммарный перепад температур греющей воды в I и II ступенях при Qh(
определяется по формуле:
Перепад температур греющей воды во II ступени при t(н определяется по
Температура воды в подающем трубопроводе в точке излома повышенного
В закрытых водяных системах для горячего водоснабжения жилых зданий
применяют секционные скоростные подогреватели. В подогревателях горячего
водоснабжения греющая (сетевая) вода пропускается по межтрубному
пространству. Этим достигается во-первых выравнивание скоростей сетевой и
местной воды так как расход сетевой воды обычно больше чем расход местной
воды. Во-вторых осаждение накипи внутри трубок легче обнаруживается и
удаляется чем в межтрубном пространстве.
Тепловой расчет водонагревателей системы горячего водоснабжения
проводят в зависимости от схемы включения. Расчетную производительность
водонагревателей систем горячего водоснабжения с учетом потерь тепла
подающими и циркуляционными трубопроводами Qh Вт следует принимать:
при наличии баков-аккумуляторов нагреваемой воды в ЦТП - по
среднечасовым расходам тепла на горячее водоснабжение
при отсутствии баков-аккумуляторов нагреваемой воды - по максимальным
часовым расходам на горячее водоснабжение Qhhr .
Подбор секционных водоводяных подогревателей для горячего водоснабжения
при двухступенчатой смешанной схеме с ограничением расхода воды их тепловой
Разделим каждую ступень подогревателей на 2 части:
) расход сетевой воды на отопление кгч:
) промежуточная температура нагреваемой воды после I ступени в точке
где (t - температурный перепад принимаемый равным 10(С при отсутствии
и 5(С при наличии баков аккумуляторов.
)тепловая производительность I и II ступеней при Qh в точке излома
где Gh2 - расход нагреваемой воды определяемый по формуле (27) при
отсутствии и по формуле ( 28 ) при наличии баков-аккумуляторов кгч.
) температура греющей воды после II ступени при QhII( в точке излома
где Gh2 - расход нагреваемой воды кгч.
Обычно температура греющей воды на входе в I ступень (II2((((2; если
они отличаются более чем на 2(С определяют средневзвешенную температуру
(С и используют ее в формуле (47) вместо ((2:
) расход греющей воды на I и II ступень водонагревателя кгч:
где [pic] - расход теплоты на отопление при наружной температуре to(
соответствующей точке излома графика.
) температура греющей воды после I ступени в точке излома (С:
) температурный напор I и II ступеней в точке излома (С:
Задаваясь скоростью сетевой и нагреваемой воды (тр = (мт = 1 мс
определяется требуемая площадь живого сечения межтрубного пространства и
трубок подогревателя I ступени м2:
Подбирается наиболее близкий типоразмер секционного водоводяного
подогревателя для горячего водоснабжения находятся действительные
значения поверхности нагрева одной секции Fсек м2 площади живого
сечения трубок fтр м2 площади межтрубного пространства fмт м2 и
эквивалентного диаметра межтрубного пространства dэ по формуле (34) мм.
Для I ступени выберем ПВ 89х4-1.0-z-Уз с [pic] [pic] [pic] [pic].
Для II ступени выберем ПВ 57х4-1.0-z-Уз с [pic] [pic] [pic] [pic]
Действительная скорость нагреваемой воды в трубках I и II ступеней
Действительная скорость греющей воды в межтрубном пространстве I и II
Средние температуры греющей и нагреваемой воды в I ступени
Средние температуры греющей и нагреваемой воды во II ступени
) коэффициенты теплоотдачи от греющей воды к стенкам трубок (мтI (I
ступени) и (мтII (II ступени) коэффициенты теплоотдачи от стенок трубок к
нагреваемой воде (трI (I ступени) и (трII (II ступени) коэффициенты
теплопередачи kI (I ступени) и kII (II ступени) по формулам 37 38
) требуемая площадь поверхности нагрева секционного водяного
подогревателя I и II ступеней и требуемое число секций
К установке принимается целое число секций.
Потери напора м.вод.ст. нагреваемой воды в трубном пространстве обеих
ступеней водонагревательной установки определяют по формуле
где x - коэффициент учитывающий увеличение потерь давления в
водонагревателе за счет зарастания накипью принимаемый при чистке
подогревателей один раз в год
m - коэффициент гидравлического сопротивления одной секции
водонагревателя принимаемый равным m = 0.75 при ее длине 4м;
[pic] - скорость движения воды в трубках водонагревателя без учета их
nI+II - суммарное число секций в I и II ступенях водонагревателя.
Водомер для горячего водоснабжения устанавливается в ЦТП перед I
ступенью подогревателя на трубопроводе холодной воды. Водомеры бывают
крыльчатые и турбинные. Их подбирают по расчетному расходу воды м3ч
Таблица 7. Счетчики расхода воды
Счетчик Расход воды Постоянная
Тип Калибрноминальный допустимый гидро-сопроти
максимальный нижний предел
в сутки м3 измерения
Крыльчатый 20 16 10 006 51
Турбинный 50 15 140 3 00265
Потерю напора в водомере Hs м.вод.ст. определяют по формуле
где qhhr - максимальный расход горячей воды м3ч.
При расчетах допускают потерю напора в крыльчатых водомерах до 25 м в
Требуемый напор холодного водопровода должен определяться из условий
горячего водоснабжения так как из-за наличия подогревателя потери напора
значительно выше чем в системе холодного водоснабжения.
Требуемый напор холодного водопровода Hтреб м.вод.ст. на вводе в ЦТП
Hтр = Нgeom + НI+II + ((Hltot + Нs + Нок + Нf
=22.3+8.33+25.8+2.41+0.5+2.5=65.21м ( 68 )
где Нgeom - геометрическая высота подъема воды т.е. высота душевой
сетки верхнего этажа здания над уровнем водопроводного ввода в ЦТП;
НI+II - потери напора в трубном пространстве I и II ступеней
подогревателя при максимальном режиме водоразбора;
Нs - потери напора в водомере;
Нок = 0.5м - потери напора в обратном клапане;
Нf - свободный напор на излив принимаемый 2(3 м.
Если напор холодного водопровода у ЦТП больше требуемого насосы
устанавливаются только для циркуляции. Расчетный напор м циркуляционных
насосов определяется по формуле
где ((Нпcir - потери напора в подающем теплопроводе и II ступени
водоподогревательной установки в режиме циркуляции м;
(xqh+qcir) - расход воды в системе в режиме частичного водоразбора с
x - доля максимального водоразбора принимаемая для систем горячего
водоснабжения протяженностью до 60 м равной 0.15 для систем протяженностью
0(150 м – 0.2(0.3 для квартальных систем - 0.5(0.7 согласно [2].
Подберем насос марки К2030а К2030б (К65-50-160) по [11].
Если напор холодного водопровода у ЦТП меньше требуемого
циркуляционные насосы устанавливаются для циркуляции и подкачки
(повысительно-циркуляционные). Подача насосов в этом случае будет равна
сумме расчетного и циркуляционного расходов горячей воды.
Расчетный напор повысительно-циркуляционных насосов равен недостающему
напору на вводе в ЦТП:
где Нд - действительный (существующий) напор холодного водопровода на
В качестве циркуляционных или повысительных используют насосы типа К
КМ ВК ЦВЦ. Число насосов не должно быть менее двух один из них является
резервным. Если в номенклатуре насосов нет подходящего по параметрам то
можно применить последовательное включение как рабочих так и резервных
насосов имея в виду что напоры при этом складываются. Возле
циркуляционного насоса необходимо предусмотреть запорную арматуру для
переключения на резервный а также обратный клапан.
В курсовой работе условно принято что требуемый напор холодного
водопровода у ЦТП не больше действительного.
Громов Н.К. Абонентские устройства водяных тепловых сетей.2-е
изд. М.: Энергия 1979. 248 с.
Ионин А.А. Хлыбов Б.М. Братенков В.Н. Терлецкая Е.Н. Теплоснабжение.
Учеб. для вузов. М.: Стройиздат 1982. 336 с.
Козин В.Е. и др. Теплоснабжение. М.: Высшая шк. 1980. 408 с.
Сенков Ф.В. Регулирование отпуска тепла в закрытых и открытых системах
теплоснабжения: Учеб. пособие. 2-е изд. М.: Всесоюзный заочный
Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. 5-е изд. М: Энергоиздат
СНиП 2.04.01-85. Внутренний водопровод и канализация зданий. М.:
Госстрой 1986. 55 с.
СНиП 2.04.07-86. Тепловые сети. М.: Госстрой 1989. 48 с.
Справочник проектировщика: Внутренние санитарно- технические
устройства Под ред. Староверова И.Г. и Шиллера Ю.И.: в 2 ч. М.:
Стройиздат 1990. ч.1: Отопление. 342 с.; ч.2: Водопровод и
Справочник проектировщика: Проектирование тепловых сетей Под ред.
Николаева А.А. М.: Стройиздат 1965. 360 с.
Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование Под
ред. Хрусталева Б.М. Минск: ДизайнПРО 1997. 384 с.
Фалалеев Ю.П. Проектирование центрального теплоснабжения. Учеб.
пособие. Н.Новгород: НГАСУ 1997. 282 с.

ГВС.dwg

План чердака и типового этажа
Схема системы горячего водоснабжения
Горячее водоснабжение жилого nмикрорайона
План типового этажа подвала чердака схема системы ГВС схема ЦТП
Схема центрального теплового пункта
Секционный водоводяной подогреватель
Циркуляционный насос Q=10мч H=32м
ТТЖ-М исп.5П(0+160С)-3-24066
Регулятор температуры ∅у=50мм
Регулятор расхода ∅у=80мм
Штуцер для установки манометра
Кран трехходовой Р=1.6МПА t=160C
Клапан обратный Ру=1.6МПа ∅у=50мм
Грязевик вертикальный ∅у=125мм
Фильтр сетчатый ∅у=50мм
Фильтр сетчатый ∅у=80мм
Спецификация материалов и оборудования
Клапан обратный Ру=1.6МПа ∅у=80мм

Вопросы к экзаменуЧ.1.doc

Вопросы к экзамену по курсу «Теплоснабжение». Ч.1.
Предмет теплоснабжения. Два основных принципа рационального
Тепловое потребление. Сезонная и круглогодичная нагрузки.
Круглогодичная нагрузка.
Годовой расход теплоты. Графики продолжительности и суммарной тепловой
Системы теплоснабжения. Водяные и паровые системы ТС.
Закрытые системы. Присоединение абонентов имеющих один вид тепловой
Закрытые системы. Присоединение абонентов имеющих два вида тепловой
Открытые системы. Присоединение абонентов имеющих два вида тепловой
Выбор теплоносителя и системы теплоснабжения.
Горячее водоснабжение. Требования к качеству горячей воды.
Горячее водоснабжение. Виды систем.
Горячее водоснабжение. Аккумулирование теплоты.
Горячее водоснабжение. Гидравлический расчет трубопроводов. Режим
максимального водоразбора и циркуляции.
Требуемый напор. Подбор циркуляционных насосов.
Оборудование ЦТП. Водоводяные подогреватели.
Расчет водоводяных подогревателей. Паралельная схема.
Расчет водоводяных подогревателей. Двухступенчатая смешанная схема.
Расчет водоводяных подогревателей. Двухступенчатая последовательная
Задачи виды и методы регулирования отпуска теплоты.
Регулирование отпуска теплоты при однородных и разнородных видах
Центральное регулирование закрытых систем по отопительной нагрузке.
Графики расходов теплоты и воды на отопление и вентиляцию.
Графики расходов теплоты и воды на ГВС. Параллельная схема.
Графики расходов теплоты и воды на ГВС. Двухступенчатая смешанная схема.
Центральное регулирование закрытых систем по совместной нагрузке.
Графики расходов теплоты и воды на ГВС. Двухступенчатая последовательная
Регулирование отпуска теплоты в открытых системах. Центральное
качественное регулирование по отопительной нагрузке.
качественное регулирование по совместной нагрузке отопления и горячего
Выбор метода центрального регулирования отпуска теплоты.
Режим отпуска теплоты от ТЭЦ.
Оборудование центральных тепловых пунктов. Водоводяные подогреватели.
Оборудование центральных тепловых пунктов. Смесительные узлы.
Схемы и конфигурации тепловых сетей.
Гидравлический расчет трубопроводов водяных систем ТС.
Основные требования к режиму давлений водяных тепловых сетей
Пьезометрический график. Гидростатический режим.
Пьезометрический график. Гидродинамический режим.
Гидравлический расчет паропроводов.
Гидравлический расчет конденсатопроводов.