Теплоснабжение. Расчет тепловых нагрузок

Пояснительная записка по теплоснабжению_ V3.doc

Расчет тепловых нагрузок -
Построение графиков теплового потребления -
Построение температурного графика воды
Определение расчетных расходов сетевой воды
на отопление вентиляцию и горячие водоснабжение.
Построение графика суммарного расхода воды -
Гидравлический расчет тепловой сети -
Пьезометрический график -
Подбор сетевых и подпиточных насосов -
Определение экономической толщины изоляции -
Расчет теплопроводов на прочность -
Список литературы -
Расчет тепловых нагрузок.
Часовые расходы тепла при отсутствии проектов отопления вентиляции и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий должны определяться [1] по укрупненным показателям в зависимости от численности населения и величины жилой площади.
Максимальный часовой расход тепла Вт на нужды отопления жилых и общественных зданий при расчетной температуре наружного воздуха tм.о соответствующей климатологическим данным города [34] Новосибирска рассчитывается по формуле:
где Qожил – расход тепла на отопление жилых зданий; Qообщ - расход тепла на отопление общественных зданий.
Расход тепла на отопление жилых зданий определяется по формуле:
Где q – укрупненный показатель максимально часового расхода тепла на отопление жилых зданий Вт на 1 м2 жилой площади
F - жилая площадь м2 определяется по формуле:
где m – число жителей; S- жилая площадь на одного жителя S=12м2.
Расход тепла на отопление общественных зданий вычисляется по формуле:
где к – коэффициент учитывающий расход тепла на отопление общественных зданий принимается равным к=025.
Максимальный часовой расход тепла Вт на нужды вентиляции общественных зданий при часовой температуре наружного воздуха tн.в= -24оС определяется по формуле:
где к1 - коэффициент учитывающий расход тепла на вентиляцию общественных зданий принимается равным к1 =04.
Среднечасовой расход тепла Вт за отопительный период на нужды горячего водоснабжения жилых и общественных зданий вычисляется по формуле:
где а- норма расхода воды л при температуре 55 оС для жилых зданий на одного человека в сутки а=85 лсут; в - норма расхода воды л при температуре 55 оС для общественных зданий на одного человека в сутки в=25 лсут; m – число жителей; tх.з – температура холодной (водопроводной) воды в отопительный (зимний) период оС принимаем tх.з=5 оС
Максимальный часовой расход тепла Вт на нужды горячего водоснабжения жилых и общественных зданий:
Среднечасовой расход тепла Вт на горячие водоснабжение в летний период определяется по формуле:
где tх.л – температура холодной воды в летний период оС принимается
tх.л=15 оС; - коэффициент учитывающий снижение среднечасового расхода воды на горячие водоснабжение в летний период по отношению к отопительному принимается =1.
Полученные часовые расходы тепла сводим в таблицу 1.
Общественные здания:
Построение графиков теплового потребления.
Часовой график теплового потребления составляется для определения часового расхода тепла в зависимости от температуры наружного воздуха и является основной для построения графика продолжительности тепловой нагрузки.
Для построения графика по оси абсцисс откладываются среднесуточные температуры наружного воздуха в диапазоне температур отопительного периода (от +8°С до tн.о) а по оси ординат — расход тепла в час на отопление вентиляцию и горячее водоснабжение.
Для построения графика зависимости отопительной нагрузки от температуры наружного воздуха используем формулу:
где tвр – внутренняя расчетная температура помещений °С tвр=18°С; tн.о – расчетная температура наружного воздуха при проектировании отопления °С tн.о=-39°С;
Qо – отопительная нагрузка Вт из таблицы 1.
График зависимости отопительной нагрузки от температуры наружного воздуха изображен на рисунке №1 в приложении.
Для построения графика зависимости вентиляционной нагрузки от температуры наружного воздуха используем формулу:
где tн.в= - 24°С – расчетная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции; Qв – вентиляционная нагрузка Вт из таблицы 1.
График зависимости вентиляционной нагрузки от температуры наружного воздуха изображен на рисунке №1 в приложении.
Нагрузка на горячие водоснабжение остается постоянной: в летний период - и в отопительный - . График зависимости нагрузки горячего водоснабжения от температуры наружного воздуха изображен на рисунке №1 в приложении.
После построения графиков часовых расходов тепла на отопление вентиляцию и горячее водоснабжение строится суммарный график
Линия этого графика используется для построения графика продолжительности тепловой нагрузки.
При построении графика продолжительности сезонной тепловой нагрузки по оси абсцисс вправо от нуля графика с нарастающим итогом откладывается число часов стояния наружных температур соответствующего диапазона часового графика которые берутся из [34].
продолжительность отопительного периода –5448 часов.
Точки пересечения перпендикуляров восстановленных от оси абсцисс с линиями часовых расходов соответствующих диапазонов наружных температур проведенными параллельно оси абсцисс образуют кривую графика продолжительности тепловой нагрузки. Конец кривой графика на оси абсцисс соответствует продолжительности отопительного периода в часах для данного города. К сезонной нагрузке достраивается летняя нагрузка на горячее водоснабжение.
График годового расхода тепла изображен на рисунке №1 в приложении.
Построение температурного графика воды в тепловой сети.
Температура воды °С в подающем теплопроводе определяется по формуле [8]:
где - температуры сетевой воды соответственно в подающей магистрали в обратной магистрали в подающем стояке местной системы после смешения определенные для соответствующей среднесуточной температуры наружного воздуха °С; - относительный расход тепла определяется выражением:
где tв – расчетная внутренняя температура в отапливаемом помещении °С принимаем tв=18°С; = -39°С
Температура воды °С в обратном теплопроводе определяется по формуле[8]:
Температура воды °С после смесительного устройства на вводе рассчитывается по формуле[8]:
Результаты расчета заносятся в таблицу 2.
Температура воды в обратном трубопроводе °С при температуре наружного воздуха определяется из следующих уравнений[4]:
- в диапазоне наружных температур от до :
- в диапазоне с постоянной температурой воды в подающем трубопроводе (расход наружного воздуха постоянный ):
- в диапазоне с постоянным расходом тепла на вентиляцию при постоянном расходе воздуха:
где - температура воды в подающем трубопроводе при и °С;
и - температура обратной воды от систем вентиляции при и °С;
n – показатель степени принимается равным 022. Значения и берутся из отопительного графика температур при . Два последних уравнения можно решить методом подбора задаваясь значением искомой величины .
При выбранных значениях соблюдено равенство в уравнениях поэтому дальнейшего перерасчета не требуется.
Температурный график воды в тепловой сети изображен на рисунке №2 в приложении.
Определение расчетных расходов сетевой воды на отопление вентиляцию и горячие водоснабжение.
Построение графика суммарного расхода воды.
Расчетный часовой расход воды при центральном качественном регулировании отпуска тепла должен определятся отдельно для отопления вентиляции и горячего водоснабжения.
Часовой расход воды тч на нужды отопления рассчитывается по формуле[8]:
где - температура воды соответственно в подающем и обратном трубопроводе тепловой сети при расчетной температуре наружного воздуха tно оС.
с - средняя теплоемкость теплоносителя 419 кДжкг.К
Часовой расход воды тч на нужды вентиляции рассчитывается по формуле[8]:
где - температура воды соответственно в подающем и обратном трубопроводе тепловой сети при расчетной температуре наружного воздуха tнв оС.
Часовой расход воды тч на нужды горячего водоснабжения при открытых систем теплоснабжения рассчитывается по формуле [8]:
где tг – температура вводы поступающей в систему горячего водоснабжения потребителей tг=55 оС.
В открытой системе расчетный расход воды остается постоянным с изменением tн а количество воды из подающей и обратной линий определяется по формулам[6]:
где - доля расхода сетевой воды из подающей линии;
Суммарные расчетные часовые расходы в тепловых сетях открытых систем теплоснабжения должны определятся по формуле:
График суммарного расхода воды показан на рисунке №3 в приложении.
Гидравлический расчет тепловой сети.
Целью гидравлического расчета тепловой сети является определение диаметров трубопроводов и потерь давления по длине трассы при известных расходах теплоносителя.
Удельная потеря давления на трение R должна определятся на основе технико-экономических расчетов.
Ввиду сложности этих расчетов допускается принимать:
- Rл ≤ 80 Пам – для магистральных водяных тепловых сетей;
- Rл ≤ 300 Пам – для распределительных тепловых сетей и ответвлений.
Потеря давления в местных сопротивлениях выражается через линейную потерю давления с помощью эквивалентной длины участка на которой линейное падение давления равно потерям в местном сопротивлении.
В справочной литературе [34] составлены таблицы и номограммы гидравлического расчета трубопроводов где диаметры легко подбираются по заданным расходам и допустимым удельным потерям.
Невязка суммарных потерь давления в основной магистрали начиная от точки присоединения ответвления и суммарных потерь в ответвлении не должно превышать 10-15%.
Результаты гидравлического расчета трубопроводов приведены в таблице 2.
Гидравлический расчет.
№ расчетного участка
Диаметр участка d мм
Удельная потеря давления h мм.вод.стм
Удельная потеря давления в местных сопративленияхh мм.вод.ст
Сумма местных сопротивлений Z
Р= h l + h Z мм.вод.ст
Пьезометрический график.
Пьезометрический график строится на основании гидравлического расчета. На пьезометрическом графике в определенном масштабе наносится рельеф местности высота присоединения зданий величины напоров в сети. На оси ординат графика нанесены напоры. На оси абсцисс – протяженность сети.
График строится для двух режимов работы системы теплоснабжения – статического и динамического. Статический режим характеризуется давлениями в сети при неработающих сетевых но включенных подпиточных насосах. Динамический режим характеризует давления возникающие в сети и системах потребителей при работающих сетевых насосах и циркуляции теплоносителя в системе теплоснабжения.
Пьезометрический график определяет полный (отсчитанный от одного общего горизонтального уровня) или пьезометрический (отсчитанный от уровня прокладки оси трубопровода) напор а также располагаемый напор в отдельных точках тепловой сети и абонентских систем.
Для предварительного построения пьезометрического графика рекомендуется использовать следующий метод:
Приняв за “ноль” отметку самой низкой точки района прокладки трубопроводов производится построения профиля трассы.
На профиле в масштабе вычерчиваются высоты присоединяемых зданий.
Наносится на график выбранный уровень S-S статического давления обеспечивающий заполнение водой системы в самой высокой точке (на 5 м выше самой высокой местной системы) и непревышение допустимого давления в местной системе в самой низкой точке района.
Намечается положение пьезометрической линии обратной магистрали по заданной величине потери давления при удовлетворении следующих требований:
а) напор в обратной магистрали не должен превышать 60 м:
б) напор в обратной магистрали не должен для самого высокого здания быть ниже 5 м во избежании получения в системе разряжения.
При выборе положения пьезометрической линии подающей магистрали должны быть выполнены следующие требования:
а) располагаемый напор в конечной точке сети должен быть равен расчетной потере напора на абонентском вводе;
б) напор в подающей магистрали не должен нигде быть ниже напора при котором обеспечивается невскипание воды т.е. пьезометрическая линия подающей магистрали не должна пересекать линию невскипания.
Напор у концевого абонента принимается равным 20м. Уклоны подающей и обратной линий характеризуется падением давления в магистрали которое для обратной магистрали принимается равным в подающем.
Невскипание воды с температурой выше 100 оС обеспечивается соответствующим давлением в подающем трубопроводе. Минимальное давление в подающей линии определяется по формуле:
где P3 – абсолютное давления насыщения ат при соответствующей температуре.
Этот напор откладывается от самой высокой точки профиля трассы и через полученную точку проводится прямая параллельная оси абсцисс линия вскипания.
Подбор сетевых и подпиточных насосов.
После проведения гидравлического расчета и построения пьезометрического графика производится определение параметров сетевых и подпиточных насосов.
Напор насосов Нс определяется для отопительного и летнего периодов и принимается равным сумме потерь напора в установках источника тепла ΔНт в подающем ΔНп и обратном ΔНо трубопроводах по трассе от источника тепла до наиболее удаленного потребителя и напора располагаемого у последнего потребителя ΔНаб :
Нс = ΔНт+ ΔНп+ ΔНо+ ΔНаб.
Потеря напора в установках источника тепла принимается ΔНт=20 м.
Производительность сетевых насосов для открытых систем теплоснабжения в отопительный период принимается равной сумме максимального часового расхода воды на отопление и вентиляцию и среднечасового расхода воды на горячие водоснабжение с коэффициентом 12.
Количество сетевых насосов должно быть не менее двух из которых один – является резервным.
Напор подпиточных насосов должен определятся из условия поддержания в тепловой сети статического давления производительностью для закрытых систем – по расходу воды на компенсацию утечки из тепловой сети (1-2%от производительности сетевых насосов) а в открытых системах она равна сумме максимального расхода воды на горячие водоснабжение и расхода воды на компенсацию утечки.
Устанавливаем насос К9085 в количестве четырех штук (три основных и один резервный).
=60% nвент=2900 мин-1; электродвигатель А2-81-2 с
nэл=2900 мин-1 и N=55 кВт.
Устанавливаем насос К9055 в количестве трех штук.
=60% nвент=2900 мин-1; электродвигатель АО2-71-2 с
nэл=2900 мин-1 и N=22 кВт.
Определение экономической толщины изоляции.
Полное термическое изолированного теплопровода м.оСВт рассчитывается по формуле[5]:
где – температура теплоносителя оС; tо – расчетная температура окружающей среды оС; q – нормативные теплопотери теплопровода Втм составляют 1222 Втм [3].
По нормам [1] предельная толщина изоляции составляет 013м поэтому dи=0125+2.013=0385м.
Коэффициент теплоотдачи от поверхности изоляции Втм2.оС
рассчитывается по формуле [5]:
– скорость движения воздуха мс принимается равной 10 мс.
Термическое сопротивление теплоотдаче от поверхности изоляции м.оСВт рассчитывается по формуле [5]:
Толщина изоляции мм находится по формуле [5]:
Примем в первом приближении при этом получим
и соответственно которое очень близко со значение первого приближения .
Температура на поверхности изоляции оС рассчитывается по формуле [5]:
оС не превышает норму.
И так принимаем толщину изоляции 100мм.
Расчет теплопроводов на прочность.
Величина температурного удлинения на участке мм определяется по формуле:
где – максимальная температура теплоносителя оС;
tо – температура окружающей среды оС; α – коэффициент линейного удлинения стальных труб зависит от температуры принимается в среднем 0012 ммм.оС.
Для увеличения компенсирующей способности компенсатора и снижения компенсационных напряжений в трубопроводе в проектах как правило предусматривается предварительная растяжка компенсатора в размере 50% теплового удлинения. Таким образом расчетное тепловое удлинение мм равно[4]:
При спинке компенсатора равной половине вылета компенсатора то есть при В=05.Н и при по номограмме (лист VI.14 рис.2)[4] находим:
- вылет компенсатора Н=6 м;
- силу упругой деформации рк=145т.
Далее определяем усилия на опоры.
На рисунке показано расположение опор и компенсаторов.
Так как D2 D1 то усилие считается по формуле[4]:
где - Коэффициент трения скольжения =03; q – вес одного метра трубопровода кг принимаем по таблице VI.26[4] q=1266кг.
Н01=145+0011266.03.61=166т.
СНиП 2.04.07-86. Тепловые сети. Нормы проектирования.
СНиП Горячие водоснабжение. Нормы проектирования.
Манюк В.М. и др. Справочник по наладке и эксплуатации водяных тепловых сетей. М.: Стройиздат 1988.
Щекин Р.В. и др. Справочник по теплоснабжению и вентиляции.
Кн.1. – Киев: Будивельник 1976.
Козин В.Е. и др. Теплоснабжение. – М.: Высшая школа 1980.
Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. – М.: Энергия 1981.
Методические указания к курсовому проекту “ Теплоснабжение города” для студентов специальности 2907 Составители:
Т.И. Соломкина А.В. Стариков. Норильск НИИ 2001
Министерство образования РФ
Кафедра “Зданий теплогазоснабжения и вентиляции”
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту по дисциплине
ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ ГОРОДА
Автор проекта: Синицына В.А.
Специальность: 290700 Группа ТВ-98
Обозначение проекта: КП-2061926-290700-98183-2001
Руководитель проекта: Соломкина Т.И.

LIST_V31111.dwg

архитектурно-строительных чертежей и в соответствии с техническими условиями на проектирование
N 1 в связи с изменением его назначения. Проект выполнен по заданиям технологов (МТО) согласно
Данным проектом предусматривается отопление и вентиляция существующего холодного склада
Федерации и обеспечивают безопасную для жизни и эдоровья людей эксплуатацию объекта при
санитарно-гигиенических
противопожарных и других норм
действующих на территории Российской
принятые в рабочих чертежах
соответствуют требованиям экологических
утвержденными главным инженером ПО Норильскснаб"
Расчетные параметры наружного воздуха :
- ГОСТ 12.1.004-91 - Пожарная безопасность
- средняя скорость ветра 6.1 мсек
- продолжительность отопительного периода 7200 часов
- средняя температура отопительного периода - 14.3 С
- для проектирования вентиляции в летний период + 18.3 С
- для проектирования вентиляции в зимний период - 46 С
- для проектирования отопления - 46 С
- СНиП 2.04.05-91 - Отопление
вентиляция и кондиционирование.
При разработке проекта использовались нормативные документы :
соблюдении предусмотренных рабочими чертежами мероприятий.
Идентичность подлинника и файла подтверждается
Таблица распределения "ЦВЕТ-ТОЛЩИНА ЛИНИИ
ось дымовой трубы N1
Отм.оси газохода ø1420
Боров по проекту N86090
Отм.оси газохода ø530
КП-2061926-290700-98183-2001
Теплофикационная камера.
Пьезометрический график. Продольный профиль трассы.
КП-2061926-290700-99705-2003
пьезометрический график
продольный профиль трассы
теплофикационная камера