litceymos.ru 1

ГВУНО «Мордовский государственный университет имени Н.П.Огарёва»


Расчетная работа по теме:


«Определение расчетного расхода теплоты на отопление и вентииляцию

по удельным отопительным характеристикам на 1 м3 объёма здания».


Выполнил: Нефёдов А.Е.

Руководитель: Анисимов Н.И.


Саранск 2010 год

Отопительные характеристики зданий определяются по материалам типовых серий зданий, применяемых для застройки данного района. При отсутствии сведений о типовых серий зданий отпотельные характеиристики с учетом естественной вентиляции определяются по формуле:

qшкола = = 0,2 q = a φ1

где V – объём здания по наружному обмеру, м3;

а – постоянный коэффициент, зависящий от типа строительства;

φ – коэффициент, учитывающий климатические условия.

Коэффициент φ зависит от расчетной наружной темепературы для отопления t при -20о С > t < -30о C φ= 1.

Коэффициент а можно ориентировочно принимать равным:

- для типичных зданий 1,85;

- для зданий из сборного железобетона 2,3 – 2,6.

Расчетно – нормативное максимальное (Qо max), среднечасовое (Qоср) и годовое (Qо) потребление тепловой энергии на отопление

Qо max = αVнqо (tв – tно) (1 + Кии)

Qоср = Qо max


Qо = 86,4 Qо max Иg

где tв – средняя температура внутреннего воздуха отапливемых помещений;

nв – продолжительность отопительного периода;

Кии – расчетный коэффициент инфильтрации.

Расход теплоты на горячее водоснабжение, расчетно-нормативное среднечасовое, Вт и годовое, кДж потребление теплоты на горячее водоснабжение в средние сутки за неделю в отопительный период

Q = C

летом

Q = Q


годовое

Qо = 86,4 Q n + 86,4 Q (n-nо)

где m – число человек, находящихся в здании;

а - норма расхода воды на горячее водоснабжение при температуре 55оС на одного человека в сутки, проживающего в здании [8].

в – норма расхода воды на горячее водоснабжение, потребляемой в общественных зданиях (табл. 1.10);

nrn – расчетное число суток в году работы системы горячего водоснабжение (при отсутствии данных следует принимать 350 суток).

β – коэффициент, учитывающий изменение воды на горячее водоснабжение в неотопительный период по отношению к отопительному периоду (β = 0,8 для жилищно-коммунального сектора и β = 1 – для организаций).


Гидравлический расчет тепловых сетей и разработка

гидравлического режима.

Определение расчетнах расходов теплоносителя в тепловых сетях.

Расчетные расходы воды, кг/ч:

на отопление

где с τ1 τ2 – температура сетевой воды, соответственно, в падающей и обратной магистралях


на магистралях G =

на горячее водоснабжение: G =

Суммарный расчетный расход сетевой воды; кг/ч

G = G + G + КоG

где Ко – коэффициент, учитывающий средний расход воды на горячее

водоснабжение при регулировании по нагрузке опотления, принимаем К1=1,2.


Методика гидравлического расчета.

При разработке гидравлического режима необходимо учитывать:

1). Давление в обратном трубопроводе (и в верхних точках системы отопления) не должно быть ниже атмосферного. В принципе это достигается варьированием давления.

2). Давление в обратном трубопроводе по условиям прочности не должно превышать 6 кгс/см2, то есть пьезомер обратной линии не должен пересекать линию напоров (60м) относительно поверхности земли.

3). Давление в падающей линии не должно быть меньше давления при максимальной (расчетной) температуре теплоносителя и больше допустимого по условиям прочности.

4). Давление в падающем трубопроводе не должно быть меньше давления насыщения, соответствующего расчетной температуре сетсвой воды.

Пр возможности соблюсти все эти требования одновременно используют следующие технические средства: установку повысительных (понизительных) насосовых стакций на падающем или обратномтрубопроводах; установку дроссельных подстанций; независимое присоединение потребителей. По результатам гидравлического расчета производится выбор сетевых насосов, а на основанииразработанного гидравлического режима – подниточных насосов.

Сетевые насосы подбирабтся по масимальному расходу сетевой воды (поэтому гидравлический расчет сетевой воды ведется в точке излома, где расход сетевой воды наибольший) и величине напора, которая подсчитывается по зависимости:

HCH =


где – потери напора в коммуникациях источника теплоснабжения (принимается = 10415 м);

– потери напора в падающем и обратном трубопроводах, которые определены по данным гидравлического расчета;

– располагаемый напор у потребителей.


Напор подпиточного насоса должен быть таков, чтобы обеспечивальсь надежная защита всех подпиточных систем отопления (статическое давление), а также соблюдалось условие не превышения допустимых давлений во всех точках системы.

При невозможности соблюсти оба эти условия возможны различные технические решения:

- подключение потребителей по независимой схеме;

- устновка дроссельных и насосных подстанций, организация нескольких статических зон, для каждой из которых соблюдаются вышеуказанные условия.

Подпиточный насос подбирается по величине подпитки, которая равна:

- в закрытой системе:

G = G

- в открытой системе:

G = GУГ + GГ, где GУГ – утечка сетевой воды через неплотности системы теплоснабжения (в соответствии с [7] утечки нормируются в размере 0,5% от емкости системы теплоснабжения).

СГ – расход влды в системах горячего теплоснабжения.


Тепловой расчет изоляционных конструкций трубопроводов.

В расчете теплоизоляционных конструкций встречаются два термических сопротивления:

- термическое сопротивление поверхности;

- термическое сопротивление изоляции слоя.

Суммарное термическое сопротивление изолированного теплопровода равно сумме термических сопротивлений, встрецающихся по направлению теплового потока q. При глубине заложение оси теплопровода h/d (2 за температуру окружающей среды принимают естественную темепературу поверхности грунта).


Термическое сопротивление грунта определяют по формуле Форхгейшера.

Rгр = ln

где λгр – теплопроводность грунта.

h – расстояние от центров трубопроводов до поверхности земли, м.

d – диаметр теплопровода,м.

Сопротивление стенок канала

Rк =

где бк – толщина стенок канала, м (прил. 2)

Лк – коэффициент трубопроводности материала канала.

Температура воздуха в канале

tк =



Тепловые потери канала

Q = I q =


Разработка методов регулирования тепловых нагрузок.

В закрытых и открытых стстемах теплоснабжения при отношении Q/Qо<0,15 может применяться центральное качественное регулирование отпуска теплоты по отопительной нагрпузке. При этом в закрытых системах водонагреватели для горячего водоснабжения должны присоединяться по двухступенчатой смешанной или параллельной схемах в зависимости от отложения расходов теплоты отношения Q/ Qо и типа регуляторов.


Построение графика центального качественного регулирования отпуска теплоты по отопительной нагрузке основано на определении зависимости


температуры сетевой воды в подающей и обратной магистралях от температуры наружного воздуха:

τ 10 = f (t), τ20 = f (t)

По полученным значениям τ10 и τ20 строят отопительный график температур воды в 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. Температура нагреваемой воды на выходе из водонагревателя горячего водоснабжения должна быть 60–65оС, поэтому минимальная температура сетевой воды в падающей магистрали принимается 70оС для закрытых и 60оС для открытых систем теплоснабжения. Для этого отопительный график срезается на уровне 70 или 60оС. Полученный график температур воды в тепловой сети называется отопительно-бытовым. Точка излома графика делит его на две части с различными режимами регулирования: в диапазоне температур наружного воздуха от температуры в точке излома tнн и tно осуществляется центральное качественное регулирование отпуска теплоты, в диапазоне +8оС…tнн – местное регулирование.

В диапазоне температур наружного воздуха +8оС…tнн, когда tнн= const и у абонентов осуществляется местное регулирование пропусками, число одновременно включенных систем отопления с повышенным tн уменьшается. Суммарный расход сетевой воды на опотление при этом диапазоне температур наружного воздуха определяют по выражению

Gо = Gор =

где – Gор – расчетный расход сетевой воды на отопление.


Регулирование отпуска теплоты на вентиляцию можно осуществить изменением расхода сетевой воды или нагреваемого воздуха. Если задание не определен способ регулирования отпуска теплоты на вентиляцию, применяют способ регулирования изменение расхода сетевой воды. В этом случае задачей расчета регулирования является опредение температуры воды после калориферов


τgn и расхода сетевой воды на вентиляцию при различных температуцрах наружного воздуха.

На основании графиков расхода теплоты на вентиляцию Q = f (t) и температуры воды в падающей магистрали τ1,0 = f (tг) весь отопительный период можно разбить на три диапазона, I диапазон – от +8оС…tнн , когда температура сетевой воды в падающей магистрали τgn = const, а расход теплоты на вентиляцию Qв = var = f (tн).

В этом диапазоне температур наружного воздуха дополнительно к центральному регулированию осуществляют местное путем изменения расхода сетевой воды через калорифер, т.е. Gг = var.

Температуру воды после калориферов τ2h из уравнения



где t1,0n – температура сетевой воды в подающей магистрали при tn = tnn = tn; τ – температура воды после калориферов при tn = tnn = tn.

Решается данное уравнение методом последовательных приближений или графоаналитическим способом, II диапазон – от tnn до tnв, тогда с понижением tn в подающей магистрали и расход теплоты на вентиляцию увеличивается, т.е. τ 1,0 = f(tn).


Qв = f(tn)центральное качественное регулирование отпуска теплоты сохраняется, т.е. Gв = const.

Температура воды после калориферов



где – температура сетевой воды в падающей магистрали при tn = tnn = tn;

= температура воды на выходе из калорифера при t = t = t, равная

III диапазон – от tnn до tno , тогда температура сетевой воды в падающей магистрали τ1,0 = var = f (tn), а расход теплоты на вентиляцию Qв = const. При этом диапазоне также как и при первом, необходимо применять дополнительное


местное количественное регулирование, т.е. Gв = var.

Температуру воды после калориферов τ определяют из уравнения