Потери теплоты в системах централизованного теплоснабжения

m – число жителей района;

 – длительность подачи  теплоты на установки горячего  водоснабжения, с/сут (ч/сут).

Ввиду неравномерного распределения расхода теплоты  на ГВС и, следовательно, расхода  горячей воды по дням недели и часам  суток расчет трубопроводов систем ГВС выполняют по величине максимально-часового расхода горячей воды:

 

МВт,                                  (1.12)

 

где =1,2 коэффициент суточной неравномерности расхода теплоты на ГВС для жилых зданий;

=2,4 – коэффициент часовой неравномерности для жилых зданий [1]; для производственных зданий коэффициенты неравномерности и принимают равными единице.

Расход теплоты  на ГВС в летнее время по сравнению  с зимним расходом (1.11), (1.12) снижается  на 20% за счет уменьшения водопотребления  и еще за счет повышения температуры  холодной воды, т.е.

 

МВт,

где параметры  с индексами «л» и «з» соответствуют летнему и зимнему периодам времени, например, при =5 и =15 ^оС.

 

1.4 Годовой  расход теплоты

 

В курсовом проекте годовой расход теплоты  определяется двумя способами: с помощью расчетных формул и графически с помощью графика продолжительности тепловой нагрузки (графика Россандера), полученные результаты сравниваются.

Годовой расход теплоты на отопление и вентиляцию (Дж) для промпредприятия рассчитывают по формулам:

 

  (1.13)

где – годовые расходы теплоты соответственно на отопление и вентиляцию для i-тых цехов (i=2, 3,…, 11) промпредприятия с постоянным либо дежурным отоплением, которые определяют по формулам [9]

 

;   (1.14)

 

,  (1.15)

где – средний расход теплоты за отопительный сезон, Вт;

 – средняя температура  наружного воздуха за период  работы систем отопления производственного  здания, ^оС;

 – продолжительность отопительного  сезона, сут;

 – число нерабочих суток  в отопительном сезоне для i-го цеха, сут

– коэффициент, учитывающий снижение отопительной нагрузки в рабочие  дни во время дежурного отопления для зданий с одно- и двухсменном режиме работы;

 – продолжительность отопительного  сезона с температурой наружного  воздуха  , сут;

 – средний расход теплоты  на вентиляцию за период, когда  для i-го цеха, Вт;

 – средняя температура  наружного воздуха за период, когда  , ^оС;

 – число часов работы  вентиляционной системы в течение  суток для i-го цеха, ч.

В цехах имеющих  внутренние  источники тепловыделений продолжительности отопительного  периода сокращается.

  

График продолжительности  тепловой нагрузки строится в двух квадрантах.

Во втором квадранте, где по оси абсцисс  откладывают значения температуры  наружного воздуха, а по оси ординат  – мощность тепловых нагрузок, строят график зависимости суммарной тепловой нагрузки от температуры наружного  воздуха для потребителей с постоянным режимом теплоснабжения на отопление  и вентиляцию. К этим тепловым нагрузкам прибавляют нагрузки на отопление и вентиляцию потребителей, работающих с дежурным отоплением в нерабочее время.

К тепловым нагрузкам на отопление и вентиляцию прибавляют среднечасовые нагрузки на горячее водоснабжение.

После установления суммарных тепловых нагрузок совокупности потребителей в первом квадранте по оси абсцисс откладывают время в часах, и на этой временной оси определяют местоположение опорных температурных точек по продолжительности стояния той или иной температуры наружного воздуха и ниже ее. Продолжительность стояния температуры можно определить по климатическим данным [2] . Мощности тепловых нагрузок из второго квадранта переносят в первый до пересечения с ординатами, восстановленными из соответствующих опорных температурных точек. Точки пересечения переносных линий и линий восстановления представляют собой точки кривой продолжительности тепловых нагрузок .

Площадь, заключенная  между осями координат и кривой продолжительности, соответствует  годовому расходу теплоты совокупности потребителей в течение года. Приближенно  площадь этой криволинейной фигуры находят как сумму площадей элементарных трапеций. Основаниями каждой из трапеций являются ординаты, восстановленные  из опорных температурных точек, а боковыми сторонами – отрезок  на оси абсцисс, равный по абсолютной величине разности между временными точками, соответствующим температурным точкам, с одной стороны, и хорда, вписанная в отрезок кривой продолжительности, ограниченный указанными ординатами, с другой стороны (рисунок 1.9)

               

,              (1.19)

где – площадь j-ой трапеции, равная расходу теплоты совокупности потребителей на отрезке по оси абсцисс , Дж;

 – полусумма оснований j-ой трапеции, т.е. средняя мощность тепловых нагрузок на отрезке , Вт;

 – высота j-ой трапеции, сут.

 

Для построения графика продолжительности тепловых нагрузок определяем суммарную нагрузку на отопление вентиляцию и горячее  водоснабжение в трех опорных  точках:

при t_н=t_нк=10 °С

Величины, полученные по (1.18) и (1.19), представляют собой годовой  расход теплоты совокупности потребителей и должны с точностью до погрешностей совпадать между собой.

Суммарную среднесуточную нагрузку за отопительный сезон можно определить по формуле:

,    (1.20)

где – суммарный расход теплоты совокупности потребителей за отопительный сезон, Дж.

Число часов использования максимальной тепловой нагрузки:

,   (1.21)

где – максимальная среднечасовая тепловая нагрузка в системе (Вт).

 

 

 

 

 

 

2.Регулирование отпуска теплоты  по совмещенной тепловой нагрузке

 

В крупных населенных пунктах с  жилищно – коммунальной тепловой нагрузкой  или в случае, когда жилых и общественных зданий района имеют нагрузки на ГВС, регулирование отпуска теплоты выполняют по совмещенной нагрузке – отопление, вентиляцию и ГВС. Такой способ регулирования позволяет нагрузку на ГВС удовлетворять без увеличения или с небольшим увеличением расхода сетевой воды в системе теплоснабжения по сравнению с расчетным расходом, требуемым для отопления при качественном регулировании. Регулирование посовмещенной нагрузки требует соответственного оснащения центральных и индивидуальных тепловых пунктов (ЦТП и ИТП) средствами автоматического контроля регулирования и учета теплоты.

 

2.1 Регулирование отпуска теплоты для открытых водяных систем

 

В открытых водяных систем (ОВС) при  регулировании по совмещенной нагрузке используют схему присоединения  установок ГВС и отопления  по принципу связанного регулирования (рис.2.1)

Рис 2.1. - Схема присоединения установок ГВС и отопления к тепловой сети в открытых водяных системах: 4 –регулятор расхода; 5 – регулятор температуры; 6 – обратный клапан; остальные обозначения прежние.

 

 

В качестве исходных данных принимают  те же величины и графики, что и  при ЗВС, с тем отличием, что  в отсутствии аккумуляторов горячей  воды для жилых зданий принимают равный 1,1, а минимальная температура сетевой воды в подающем трубопроводе должна быть 60…65 .

Задача центрального регулирования  по совмещенной нагрузке для ОВС  состоит в определении температуры  сетевой воды , , расходов воды на ГВС из подающей и обратного трубопроводов и на отопление, а также расхода воды в обратном трубопроводе тепловой сети.

Температуру сетевой воды (СВ) в  подающем трубопроводе (рис .2.5) определяют путем коррекции :

 

 

С помощью отопительного температурного графика находят точку излома из условия, что в ОВС в подающем трубопроводе температура сетевой воды должна быть не менее 60^оС.

 

Рисунок 2.2 Графики температуры  сетевой воды при регулировании  по совмещенной нагрузке для ОВС

 

Температура сетевой воды в обратном трубопроводе принимаем равной .

Находим точку , которая соответствует совпадению скорректированного и отопительного температурных графиков .  Это совпадение происходит в момент .

 

Рисунок 2.3 Графики расходов сетевой  воды при регулировании по совмещенной  нагрузке для ОВС

 

Количество сетевой воды, отбираемой из тепловой сети на ГВС, зависит от диапазонов регулирования следующим  образом:

1.в диапазоне  весь расход воды на ГВС поступает в подающем трубопроводе в количестве

 

где - относительный балансовый эквивалент расхода на горячее водоснабжение; –балансовый эквивалент расхода на ГВС; - расчетный эквивалент расхода на отопление.

2.в диапазоне  часть воды в количестве , где , поступает из подающего трубопровода, а - из обратного трубопровода.

3.в диапазоне  весь расход воды на ГВС поступает из обратного трубопровода в количестве

 

В этом диапазоне регулирования  с понижением температура сетевой воды в обратном трубопроводе будет расти, расход будет снижаться, и на станцию будет возвращаться большее количество сетевой воды (рис.2.6)

Расход воды на отопление также  определяют для трех диапазонов регулирования:

1.в диапазоне 

 

2.в диапазоне 

 

3.в диапазоне 

 

Расход воды в обратном трубопроводе тепловой сети (рис.2.3) всюду определяют как .

Регулирование отпуска теплоты  на бытовые нужды промышленных предприятий  выполняют в соответствии с температурными графиками, полученными для ЖКС. Обеспечения дежурного отопления  в промзданиях регулирование  температуры и расхода сетевой  воды осуществляют в тепловых пунктах  промпредприятия.

 

 

3. Гидравлические  расчеты тепловых сетей

 

Для выполнения гидравлического расчета  ТС в качестве основных исходных данных используют топографическую карту  местности (рисунок 3.1) и тепловые нагрузки совокупности потребителей – расчетные  тепловые нагрузки на отопление и  вентиляцию жилых и производственных зданий (см. раздел 1), строительные конструкции  которых используются как аккумуляторы теплоты.

Первоначально на карте местности наносят расчетную  схему ТС, руководствуясь принципами обеспечения надежности теплоснабжения и наименьшей суммарной протяженности  теплопроводов по магистральным  и распределительным линиям. Расчетную  схему ТС следует нанести с  учетом направления господствующих ветров (таблица П.1), т.е. расположить  ТЭЦ и промпредприятие на местности  так, чтобы шлейфы дымовых газов  от них не покрывали населенный пункт, в особенности в зимний период (рисунок 3.1).

 

                                                                                                                                 C

 

                                                                                                                                          З             В

     

                                                                                                                                                   Ю

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                               

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3.1 Топографическая  карта местности проектируемой  СЦТ

с расчетной схемой тепловой сети

 

3.1 Гидравлический расчет водяной  тепловой сети

 

Для водяной ТС на пьезометрический график (рисунок 3.2), используя карту  местности (рисунок 3.1), в выбранном  масштабе наносят продольный профиль  теплотрассы по магистральной и  распределительным линиям, и высоту присоединенных зданий. Строят линии  напоров статического режима, линии  максимально- и минимально допустимых напоров для подающего и обратного  трубопроводов ТС динамического  режима.

На первом участке магистральной  линии определяют суммарный расход сетевой воды , кг/с (т/ч), по величине суммарной тепловой нагрузки промпредприятия и жилого района,