Расчет системы теплоснабжения жилого микрорайона г. Кемерово

Таблица 5. Расчет тепловых нагрузок в зависимости от температур наружного воздуха

 

Потре- битель, МВт	Температура наружного воздуха, ºС
	-39	-35	-30	-25	-20	-15	-10	-5	0	+5	+8
Qотопл	9,86	9,16	8,30	7,43	6,57	5,7	4,80	3,97	3,11	2,24	1,72
Qвент	6,13	5,69	5,16	4,62	4,08	3,54	3,01	2,47	1,93	1,39	1,07
Qг.в.	2,92	2,92	2,92	2,92	2,92	2,92	2,92	2,92	2,92	2,92	2,92
∑	18,91	17,77	16,38	14,97	13,57	12,16	10,73	9,36	7,96	6,55	5,71

 

Таблица 6. Длительность стояния температур для г. Кемерово [1]

 

, ºС	-39	-35	-30	-25	-20	-15	-10	-5	0	+5	+8
z, ч	15	90	207	494	926	1584	2467	3352	4237	5055	5568

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Система теплоснабжения

 

Источником тепла для жилищно-коммунальной застройки города является районная котельная (РК) – теплоноситель сетевая вода, имеющая следующие преимущества: возможность транспортировать на большие расстояния и осуществлять центральное регулирование отпуска тепла изменением температуры, обладает высокой аккумулирующей способностью.

Подпитка осуществляется из городской  водопроводной сети водой прошедшей  водоподготовку. В связи с тем, что требуемая нагрузка для потребителей постоянна и примерно одинаковым температурным режимом выбрана открытая 2-х трубная система теплоснабжения.

Из геологических условий и  застроек ген. плана для магистральной  теплосети эффективно принять надземную прокладку, обеспечивающая меньшие капитальные и эксплуатационные затраты, более ремонтно пригодна, простота определения аварийных участков.

Участковые и домовые сети выполнены  прокладкой в непроходных каналах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Схема присоединения теплопотребителей к

теплосети и тепловой узел

 

Для выбранной системы теплоснабжения представляется возможность принять зависимую со смесительным насосом схему присоединения отопления и открытую схему присоединения горячего водоснабжения.

Смесительный насос, включенный в систему отопления, позволяет поддерживать циркуляцию воды в системе при недостаточном давлении, а в аварийных ситуациях позволяет исключить замерзание системы.

Выбранная схема представлена на рис.4.

 

 

1 – воздушный кран; 2 – отопительный прибор;   3 – водоразборный кран; 4 – смесительный  насос в системе отпления; 5 – смеситель в системе горячего водоснабжения; 6 и 7 – регуляторы расхода и температуры; 8 – обратный клапан; 9 – задвижка; 10 и 11 – подающий и обратный трубопроводы.

 

 

 

 

 

 

 

Рис.4. Схемы присоединения: открытая для горячего водоснабжения и зависимая для системы отопления

 

При зависимой схеме присоединения отопительной установки вода из подающей линии тепловой сети поступает через клапан регулятора расхода 6 непосредственно в отопительную систему здания, проходит через нагревательные приборы 2 и отдает в них тепло окружающему воздуху. Часть охлажденной воды поступает в обратную линию тепловой сети, другая часть в смесительный насос 4.

При открытой схеме горячего водоснабжения горячая вода поступает из обратного 11 и подающего трубопроводов 10 через смесительный бак 5, температура воды в котором регулируется регулятором температуры 7.

Обе системы (отопление и водоснабжение) работают независимо друг от друга. Расход сетевой воды в отопительной системе не зависит от горячего водоотбора и поддерживается постоянным регулятором расхода 6. Расход сетевой воды на горячее водоснабжение изменяется от максимума до нуля.

Соотношение расходов воды на горячее водоснабжение из подающей и обратной линий, зависящее от температур на абонентском вводе, устанавливается регулятором температуры 7. Максимальный расход сетевой воды будет иметь место при пиковом водоразборе и минимальной температуре в подающей линии, т.к. в этих условиях нагрузка на горячее водоснабжение целиком обеспечивается из подающей линии. Максимальный расход воды в обратной линии равен расходу на отопление. Этот режим будет соблюдаться, когда расход на горячее водоснабжение полностью отсутствует – ночное время или при температуре сетевой воды в подающей линии равной температуре воды горячего водоснабжения  55–60°С.

Для выбранной схемы присоединения потребителей подобрана схема теплового узла рис. 8. Спецификация оборудования представлена на стр. 24.

Тепловые узлы монтируются в каждое здание абонента и выполняют роль индивидуального теплового пункта (ИТП).

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Выбор способа регулирования отпуска тепла

потребителям

 

В условиях проекта тепловая нагрузка на жилищно-коммунальные нужды составляет 68 % (при норме 65 % ) от суммарной нагрузки района, отношение среднечасовой нагрузки на горячее водоснабжение к расчетной нагрузке на отопление

 μ= (при норме 0,15).

При данном соотношении эффективно использовать центральное качественное регулирование тепла по совмещенной нагрузке, которое осуществляется по повышенному (скорректированному) графику температур воды (рис. 5.).

 

6.1. Расчет повышенного (скорректированного) графика

температур вод

 

Расчет скорректированного температурного графика заключается в определении температуры воды в подающей и обратной магистарил в диапазоне температур наружного воздуха от +8ºС до , при которой температура воды в обратной магистрали равна 60 ºС.

Температура сетевой воды в  подающем τ_1п и обратном τ_2п теплопроводах для скорректированного графика определена по следующим формулам:

 

,где ∆t – температурный напор нагревательного элемента, ºС

t_э – температура воды в подающем трубопроводе системы отопления после смесительного насоса, ºС;

∆Т = τ₁ – τ₂ = 130 – 70 = 60 ºС,

где τ₁, τ₂ – температуры воды в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети, ºС;

Θ – расчетный перепад температур воды в местной системе отопления, Θ =  τ_э – τ₂ = 95 – 70 = 25 ºС;

– относительный расход теплоты на отопление, представляющий отношение теплового потока на отопление при нерасчетных условиях к максимальному тепловому потоку.

– относительный расход сетевой воды, представляющий отношение расхода сетевой воды на отопление при нерасчетных условиях к максимальному расходу воды.

где, ( табл. 3)

 МВт

χ – балансовый коэффициент, для открытых тепловых систем теплоснабжения χ = 1,1 [5];

 

Результаты расчетов приведены  в табл. 7.

 

 

Таблица 7. Данные для  построения скорректированного температурного графика

Показа-тель	Температура наружного воздуха, ºС
	+8	+5	0	-5	-10	-15	-20	-25	-30	-35	-39
	0,17	0,22	0,32	0,40	0,50	0,58	0,66	0,75	0,84	0,93	1
	0,49	0,57	0,72	0,80	0,87	0,92	0,95	1,00	1,02	1,04	1,05
, ºС	50,2	54,9	64,4	72,7	83,7	89,3	96,6	104,4	112,5	120,5	127,5
, ºС	28,9	30,1	35,0	40,1	44,3	48,6	53,2	58,4	63,3	67,1	70,5

 

 

 

Анализ графика, представленного на рис. 5:

 

Регулирование по повышенному графику  осуществляется в диапазоне  температур наружного воздуха от +8º до -27º (участок BKN и BK`N`). Температура наружного воздуха -27º соответствует началу периода, когда температура сетевой воды в обратном трубопроводе достигает 60 ºС и весь водоразбор на горячее водоснабжение в диапазоне наружных температур от -27º до - 39º осуществляется только из обратного трубопровода.

Участок AB при температуре от -27º до 39º соответствует чисто отопительной нагрузке.

 

7. Расход сетевой воды на отопление, вентиляцию и

горячее водопотребление

 

Расчетные расходы сетевой воды на отопление и вентиляцию определены по следующим формулам:

 

где  , – максимальный расход тепла на отопление  и вентиляцию, Вт (табл. 1);

τ₁ и τ₂  – температуры сетевой воды в подающем  и обратном  трубопроводах, ºС.

 

Расчетные расходы на горячее  водопотребление для открытой системы  теплоснабжения определены по следующей формуле:

 

где – тепловая нагрузка на горячее водопотребление, Вт  (табл. 2);

и – температура горячего и холодного теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах, ºС.

 

Суммарные расчетные расходы сетевой  воды в двухтрубных тепловых сетях в открытой системе теплоснабжения при центральном качественном регулировании отпуска теплоты определены по формуле:

 

∑G = G_отопл + G _вент + k*G _г.в.

 

где k – коэффициент, учитывающий долю среднечасового расхода воды на горячее водоснабжение при регулировании по нагрузке отопления. Для открытой системы теплоснабжения до 100 МВт k = 0,8 [2].

Полученные результаты расчетов занесены в табл. 8

Таблица 8. Расход сетевой воды на отопление, вентиляцию и горячее водопотребление

 

№ п/п	Потребители	Отопление ∆t = 60ºC		Вентиляция ∆t = 60ºC		Горячее водопотребление ∆t = 50ºC		Общий расход сетевой воды, т/ч
		Qотопл., МВт	Gотопл., т/ч	Qвент., МВт	Gвент., т/ч	Qг.в., МВт	Gг.в., т/ч
1	Поликлиника	0,35	5,01	0,25	3,57	0,005	0,07	8,64
2	Жилой дом 5 этажей	0,34	4,86	-	-	0,08	1,24	5,85
3	Кинотеатр	0,19	2,72	0,25	3,57	0,001	0,01	6,29
4	Бар	0,29	4,15	0,21	3,00	0,001	0,01	7,15
5	Полиция	0,25	3,57	0,06	0,95	0,005	0,07	4,57
6	Жилой дом 12 этажей	0,81	11,59	-	-	0,13	2,03	13,21
7	Спортивный комплекс	0,81	11,59	2,83	40,52	0,23	3,59	54,98
8	Жилой дом 4 этажа	0,28	4,00	-	-	0,07	1,09	4,87
9	Столовая	0,23	3,29	0,47	6,73	0,01	0,15	10,14
10	Жилой дом 5 этажей	0,34	4,86	-	-	0,08	1,24	5,85
11	Детский сад	0,26	3,72	0,08	1,15	0,07	1,09	5,74
12	Школа	1,95	27,92	0,46	6,58	0,02	0,31	34,74
13	Дом Культуры	0,53	7,58	0,12	1,71	0,005	0,07	9,35
14	Жилой дом 5 этажей	0,34	4,86	-	-	0,08	1,24	5,85
15	Магазин	0,18	2,57	0,04	0,57	0,002	0,03	3,16
16	Жилой дом 12 этажей	0,81	11,59	-	-	0,13	2,03	13,21
17	Баня	0,38	5,44	1,33	19,04	0,06	0,93	25,22
18	Жилой дом 9 этажей	0,71	10,16	-	-	0,11	1,71	11,52
19	Жилой дом 12 этажей	0,81	11,59	-	-	0,13	2,03	13,21
ИТОГО			141,07		87,39		18,94	243,55