Проектування систем теплопостачання житлових і промислових будівель району міста

Проектування систем теплопостачання житлових і промислових будівель району міста

РЕФЕРАТ

Об'єкт дослідження - система теплопостачання міста.

Мета проекту - закріпити лекційний матеріал, набути навичок проектування теплових мереж системи теплопостачання окремого району, міста або кварталу району.

Метод дослідження - розрахунково-аналітичний, з використанням стандартних пакетів: Excel, Word та програмного забезпечення кафедри.

Завданням курсового проекту проектування систем теплопостачання житлових і промислових будівель району, міста.

Ключові слова: тепло споживання, теплова мережа, теплоносій, подаючий трубопровід, зворотній трубопровід, тепловий пункт.

ВСТУП

В даний момент в Україні постає питання, що до економічної ефективності передачі теплової енергії. Це спричинено тим, що енергетиці України в спадщину від Радянського союзу залишилися зношені та морально застаріле обладнання системи теплопостачання, які потребують реконструкції, а також проектування нових об’єктів для забезпечення всіх потреб в теплопостачанні.

Тому, в рамках курсового проекту буде розглянутий приклад теплової системи на прикладі міста Дніпропетровська. Відштовхуючись від початкової інформації, яка наведена в нормативних документах будуть розраховані всі необхідні параметри для забезпечення населення тепловою енергією в літній та зимній періоди. В роботі проведемо аналіз стійкості системи при різних режимах роботи, та оберемо оптимальні параметри для її роботи. В результаті роботи слід буде оцінити ефективність та доцільність запропонованих нами технічних рішень, за допомогою проведення техніко-економічного розрахунку.

ВИХІДНІ ДАНІ

Кліматичні дані міста Дніпропетровська

Абонент 1 - Деревообробний цех

(-30)=0,55 Гдж/г од*м3 0С; tB=18 0C;вент=0,45; Vз=10000 м3;

Абонент 2 - Робоче селищез<3000 м3 - однієї будівлі, кількість одно типових одно поверхових будівель розраховується в залежності від загальної кількості мешканців з урахуванням того, що в одній будівлі мешкає m=5, загальна кількість мешканців n=2000 чоловік.

Абонент 3 - місто.

Адміністративна будівлі: кількість будинків 4.з>3000 м3; m=540; n=14;

Житлові будинки квартирного типу.з=4500 м3; m=205; n=5;

Житлові будинки квартирного типу.з=5000м3; m=540; n=12;

Лікувальний закладз=2700 м3; m=20; n=5;

Абонент 4 - Мікрорайон

Адміністративна будівлі: кількість будинків 4з=3200 м3; n=9;

Житлові будинки квартирного типуз=2910 м3; m=205; n=5;

Житлові будинки квартирного типуз=3200 м3; m=540; n=14;

Магазинз=2600 м3; m=540; n=14;

Дитячий будинокз=6000 м3; m=3; n=2;

Палац і будинок культуриз=9000м3; m=2; n=14;

Гуртожитокз=15000 м3; m=2; n=3;

1. РОЗРАХУНОК ВИТРАТИ ТЕПЛОТИ

.1 Розрахунок і побудова температурного графіка якісної роботи системи теплопостачання

Конструюючи графік температур у подаючому і зворотному водопроводах в залежності від температур зовнішнього повітря для конкретного теплоносія і конкретних кліматичних умов, можна встановити якісний, легко регулюємий режим роботи системи теплопостачання.

Вихідні дані:

’з(1) = -5,4 0С; tпод= 150 0С;’з(2) = -90С (вентиляція);       tз = -230С;’з(3) = -1,00С (опалення); tв = 18 0С;= 70 0С .

Будуємо лінії температур теплоносія в подаючому АВ і зворотному БВ трубопроводах за формулами:

Тут tв - температура повітря всередині приміщень, що опалюються, 0С;з - розрахункова температура зовнішнього повітря для опалення, 0С;’з - дійсна температура зовнішнього повітря, для якої визначається температура води в подаючому трубопроводі, 0С;под - температура води в подаючому трубопроводі при розрахунковій температурі зовнішнього повітря, 0С;- температура води у зворотному трубопроводі при тій же температурі tз, 0С.

Теоретичний графік температур води у водяних теплових мережах, побудований за режимом опалення наведений на рис. 1.

Рис. 1

1.2 Розрахунок витрати теплоти на опалювання промислових і житлових та адміністративних будівель

.Максимально-годинна витрата теплоти на опалення

де q0(-30) - питома витрата теплоти на опалення, КДж/(год*м3*0С);в - внутрішня температура повітря всередині приміщень, 0С;з - температура зовнішнього повітря як середня найбільш холодних п’ти днів, 0С; Vз - зовнішній будівельний об’єм будівлі, м3;

α - коефіцієнт переліку - поправочний коефіцієнт, за допомогою якого ураховується вплив розрахункової температури tз зовнішнього повітря даного географічного пункту, вибирається з табл. 1.

Таблиця 1 - Значення коефіцієнта переліку α

Для розрахунків теплопостачання кліматологічні дані населених пунктів України наведені в [1]. Значення питомих витрат q0(-30) на опалення промислових, житлових і адміністративних будівель наведені в [2].

Абонент 1 - промислове підприємство, до складу якого входить деревообробний цех:

Абонент 2 - робоче селище:

Абонент 3 - житлове селище (місто) яке вміщує у собі:

Адміністративні будівлі:

Житлові будинки квартирного типу:

Житлові будинки квартирного типу:

Лікувальний заклад:

Абонент 4 - мікрорайон:

Адміністративні будівлі:

Житлові будинки квартирного типу:

Житлові будинки квартирного типу:

Магазини:

Дитячі будинки:

Палаци і будинки культури:

Гуртожитки:

Середньогодинна витрата теплоти на опалення холодного місяця

де t’з - температура зовнішнього повітря як середня найбільш холодного місяця, 0С. Абонент 1 - промислове підприємство, до складу якого входить деревообробний цех:

Абонент 2 - робоче селище:

Абонент 3 - житлове селище (місто) яке вміщує у собі:

) Адміністративні будівлі:

) Житлові будинки квартирного типу:

Житлові будинки квартирного типу:

Лікувальний заклад:

Абонент 4 - мікрорайон:

Адміністративні будівлі:

Житлові будинки квартирного типу:

Житлові будинки квартирного типу:

Магазини:

Дитячі будинки:

Палаци і будинки культури:

Гуртожитки:

Середньогодинна витрата теплоти за період опалення

де t’’з - температура зовнішнього повітря як середня періоду опалення, 0С.

Абонент 1 - промислове підприємство, до складу якого входить деревообробний цех:

Абонент 2 - робоче селище:

Абонент 3 - житлове селище (місто) яке вміщує у собі:

) Адміністративні будівлі:

) Житлові будинки квартирного типу:

Житлові будинки квартирного типу:

Лікувальний заклад:

Абонент 4 - мікрорайон:

Адміністративні будівлі:

Житлові будинки квартирного типу:

Житлові будинки квартирного типу:

Магазини:

Дитячі будинки:

Палаци і будинки культури:

Гуртожитки:

Витрати теплоти на опалення в точці перелому графіка температур (див. рис. 1.):

а) при розміщенні точки перелому на рівні 700С

б) при розміщенні точки перелому на рівні 650С

в) при розміщенні точки перелому на рівні 600С

Абонент 1 - промислове підприємство, до складу якого входить деревообробний цех:

а) при розміщенні точки перелому на рівні 700С

б) при розміщенні точки перелому на рівні 650С

в) при розміщенні точки перелому на рівні 600С

Абонент 2 - робоче селище:

а) при розміщенні точки перелому на рівні 700С

б) при розміщенні точки перелому на рівні 650С

в) при розміщенні точки перелому на рівні 600С

Абонент 3 - житлове селище (місто) яке вміщує у собі:

) Адміністративні будівлі:

а) при розміщенні точки перелому на рівні 700С

б) при розміщенні точки перелому на рівні 650С

в) при розміщенні точки перелому на рівні 600С

) Житлові будинки квартирного типу:

а) при розміщенні точки перелому на рівні 700С

б) при розміщенні точки перелому на рівні 650С

в) при розміщенні точки перелому на рівні 600С

Житлові будинки квартирного типу:

а) при розміщенні точки перелому на рівні 700С

б) при розміщенні точки перелому на рівні 650С

в) при розміщенні точки перелому на рівні 600С

Лікувальний заклад:

а) при розміщенні точки перелому на рівні 700С

б) при розміщенні точки перелому на рівні 650С

в) при розміщенні точки перелому на рівні 600С

Абонент 4 - мікрорайон: Адміністративні будівлі:

а) при розміщенні точки перелому на рівні 700С

б) при розміщенні точки перелому на рівні 650С

в) при розміщенні точки перелому на рівні 600С

Житлові будинки квартирного типу:

а) при розміщенні точки перелому на рівні 700С

б) при розміщенні точки перелому на рівні 650С

в) при розміщенні точки перелому на рівні 600С

Житлові будинки квартирного типу:

а) при розміщенні точки перелому на рівні 700С

б) при розміщенні точки перелому на рівні 650С

в) при розміщенні точки перелому на рівні 600С

Магазини:

а) при розміщенні точки перелому на рівні 700С

б) при розміщенні точки перелому на рівні 650С

в) при розміщенні точки перелому на рівні 600С

Дитячі будинки:

а) при розміщенні точки перелому на рівні 700С

б) при розміщенні точки перелому на рівні 650С

в) при розміщенні точки перелому на рівні 600С

Палаци і будинки культури:

а) при розміщенні точки перелому на рівні 700С

б) при розміщенні точки перелому на рівні 650С

в) при розміщенні точки перелому на рівні 600С

Гуртожитки: а) при розміщенні точки перелому на рівні 700С

б) при розміщенні точки перелому на рівні 650С

в) при розміщенні точки перелому на рівні 600С

. Річна витрата теплоти на опалення будівлі

де n0 - тривалість періоду опалення, діб; nд - тривалість роботи опалення будівлі, год/діб.

Абонент 1 - промислове підприємство, до складу якого входить деревообробний цех:

Абонент 2 - робоче селище:

Абонент 3 - житлове селище (місто) яке вміщує у собі:

Адміністративні будівлі:

Житлові будинки квартирного типу:

Житлові будинки квартирного типу:

Лікувальний заклад:

Абонент 4 - мікрорайон: Адміністративні будівлі:

Житлові будинки квартирного типу:

Житлові будинки квартирного типу:

Магазини:

Дитячі будинки:

Палаци і будинки культури:

Гуртожитки:

1.3 Розрахунок витрати теплоти на вентиляцію

Для розрахунку витрати теплоти на вентиляцію необхідно точно визначити режим вентиляції: без рециркуляції; з частковою і сталою рециркуляцією; з частковою рециркуляцією внутрішнього повітря приміщень. Для приміщень в яких повітря забруднено шкідливими для здоров’я, неприємними, пожеже - або вибухонебезпечними газами і пилом ефективно використовувати приточну вентиляцією за рахунок притоку зовнішнього свіжого повітря. При цьому у будь - який будівлі система приточної вентиляції забезпечує підігрітим повітрям тільки частину будівельного об’єму будівлі. Але для спрощення розрахунків ураховують весь об’єм опалювальної частини будівлі.

.Максимально-годинна витрата теплоти на вентиляцію

Кліматологічні дані пунктів України наведені в [1], а значення питомої витрати теплоти будівлею на приточну вентиляцію qвент в [2].

Абонент 1 - промислове підприємство, до складу якого входить деревообробний цех:

Абонент 4 - мікрорайон:

Дитячі будинки

Палаци і будинки культури

.Середньогодинна витрата теплоти на вентиляцію найбільш холодного місяця

Абонент 1 - промислове підприємство, до складу якого входить деревообробний цех:

Абонент 4 - мікрорайон:

Дитячі будинки

Палаци і будинки культури

. Середньогодинна витрата теплоти за період опалення

Абонент 1 - промислове підприємство, до складу якого входить деревообробний цех:

Абонент 4 - мікрорайон:

Дитячі будинки

Палаци і будинки культури

. Витрати теплоти на вентиляцію в точці перелому графіка температур (див. рис. 1.):

а) при розміщенні точки перелому на рівні 700С

б) при розміщенні точки перелому на рівні 650С

в) при розміщенні точки перелому на рівні 600С

Абонент 1 - промислове підприємство, до складу якого входить деревообробний цех:

а) при розміщенні точки перелому на рівні 700С

б) при розміщенні точки перелому на рівні 650С

в) при розміщенні точки перелому на рівні 600С

Абонент 4 - мікрорайон: Дитячі будинки

а) при розміщенні точки перелому на рівні 700С

б) при розміщенні точки перелому на рівні 650С

в) при розміщенні точки перелому на рівні 600С

Палаци і будинки культури

а) при розміщенні точки перелому на рівні 700С

б) при розміщенні точки перелому на рівні 650С

в) при розміщенні точки перелому на рівні 600С

. Річні витрати теплоти на вентиляцію, якщо вентиляція споживає теплоту протягом всього періоду опалення сім днів за тиждень по 24 години на добу і працює зі сталим навантаженням

Абонент 1 - промислове підприємство, до складу якого входить деревообробний цех:

Абонент 4 - мікрорайон: Дитячі будинки

1.4 Розрахунок витрати теплоти на гаряче водопостачання житлових і промислових будівель

Середньогодинна витрата теплоти на гаряче водопостачання житлових та промислових будівель

Тут m - кількість мешканців у житловому будинку або робітників в зміну в цехи; а - норма витрати гарячої води при температурі 55 0С [2] для житлових будівель на одну людину, л/діб або промислових будівель; tГ.В - температура гарячої води (tГ.В = 55 0С); tХ.В. - температура холодної води (tХ.В = 5 0С); 1,2 - коефіцієнт нерівномірності (в розрахунках Qг.в промислових будівель не використовується).

Абонент 1 - промислове підприємство, до складу якого входить деревообробний цех:

Абонент 2 - робоче селище:

Абонент 3 - житлове селище (місто) яке вміщує у собі:

Адміністративні будівлі:

Житлові будинки квартирного типу:

Житлові будинки квартирного типу:

Лікувальний заклад:

Абонент 4 - мікрорайон:

Адміністративні будівлі:

Житлові будинки квартирного типу:

Житлові будинки квартирного типу:

Магазини:

Дитячі будинки:

Палаци і будинки культури:

Гуртожитки:

Максимально - погодинна витрата теплоти на гаряче водопостачання

Абонент 1 - промислове підприємство, до складу якого входить деревообробний цех:

Абонент 2 - робоче селище:

Абонент 3 - житлове селище (місто) яке вміщує у собі:

Адміністративні будівлі:

Житлові будинки квартирного типу:

Житлові будинки квартирного типу:

Лікувальний заклад:

Абонент 4 - мікрорайон:

Адміністративні будівлі:

Житлові будинки квартирного типу:

Житлові будинки квартирного типу:

Магазини:

Дитячі будинки:

Палаци і будинки культури:

Гуртожитки:

Витрата теплоти за рік на гаряче водопостачання житлових і промислових будівель за період опалення

в літній період

Тут tх.в.л - температура холодної води в літній період (tх.в.л=150С); tх.в.з - температура холодної води в зимовий період (tх.в.з=50С); 350 - розрахункова кількість діб за рік роботи системи гарячого водопостачання; β - коефіцієнт, за допомогою якого ураховують зменшення седньогодинної витрати води на гаряче водопостачання житлових і суспільних будинків у літній період по відношенню до періоду опалення β = 0,8, для промислових будівель β = 1,0.

Абонент 1 - промислове підприємство, до складу якого входить деревообробний цех:

Абонент 2 - робоче селище:

Абонент 3 - житлове селище (місто) яке вміщує у собі:

Адміністративні будівлі:

Житлові будинки квартирного типу:

Житлові будинки квартирного типу:

Лікувальний заклад:

Абонент 4 - мікрорайон:

Адміністративні будівлі:

Житлові будинки квартирного типу:

Житлові будинки квартирного типу:

Магазини:

Дитячі будинки:

Палаци і будинки культури:

Гуртожитки:

Загальна витрата теплоти за рік на гаряче водопостачання житлових і промислових будівель

Абонент 1 - промислове підприємство, до складу якого входить склад виробів:

Абонент 2 - робоче селище:

Абонент 3 - житлове селище (місто) яке вміщує у собі:

Адміністративні будівлі:

Житлові будинки квартирного типу:

Житлові будинки квартирного типу:

Лікувальний заклад:

Абонент 4 - мікрорайон:

Адміністративні будівлі:

Житлові будинки квартирного типу:

Житлові будинки квартирного типу:

Магазини:

Дитячі будинки:

Палаци і будинки культури:

Гуртожитки:

1.5 Зведена таблиця максимально-годинних і річних витрат теплоти

Зведена таблиця максимально - годинних витрат теплоти кожною окремою будівлею, населеним кварталом, промисловим підприємством або районом міста (тобто кожним абонентом) необхідна для зручності подальших теплотехнічних розрахунків і одержання загального огляду теплового споживання.

Таблиця 2 - Зведена таблиця максимально - годинних витрат теплоти

Таблиця 3 - Зведена таблиця річних витрат теплоти

1.6 Графік річної витрати теплоти

Графіки річної витрати теплоти зазвичай будуються за тривалістю зовнішніх температур. Такі графіки мають велике практичне значення та застосування при експлуатації систем теплопостачання. Так, наприклад, в експлуатації річні графіки витрати теплоти дозволяють правильно запланувати час виведення котлів в ремонт, визначити період роботи зимових і літніх сітьових насосів, можливість відключення окремих ділянок теплових мереж на промивання, перевірку і ремонт тощо.

Графік річного навантаження будується на підставі загального тепло споживання (див. табл. 1). Побудований графік наданий на риас. 2. Для побудови графіка використовується орієнтовані дані числа годинника стояння середньодобових температур зовнішнього повітря за опалювальний період.

Мінімальні витрати теплоти на опалення, вентиляцію і гаряче водопостачання.

Тут t0 - зовнішня температура повітря, при якій закінчується опалювальний сезон (квітень).

Обираємо t0 = 8 0С.

Рис. 1 - Графік річного тепло споживання

2. ВИБІР ТЕПЛОНОСІЯ ТА ЙОГО ПАРАМЕТРІВ

Для житлових, суспільних і промислових будівель, які потребують опалювання, вентиляцію кондиціювання повітря і гарячого водопостачання єдиним та оптимальним теплоносієм є гаряча вода. Однак залежно від особливостей абонента, теплоспоживання треба організувати певні параметри гарячої води, які можуть бути зміненими в залежності від температури зовнішнього повітря.

Користуючись рекомендаціями для опалювання, вентиляції і гарячого водопостачання житлових і суспільних будівель, систему теплопостачання приймаємо водяну. Це пояснюється тим, що вода має ряд переваг в порівнянні з парою, а саме:

а) вищий ККД системи теплопостачання унаслідок відсутності в абонентських установках втрат конденсату і пари, що мають місце в парових системах;

б) підвищена акумулююча здатність водяної системи.

У системі теплопостачання для задоволення навантажень опалювання, вентиляції і гарячого водопостачання як теплоносій прийнята вода. Вибір обумовлений тим, що в житлових і суспільних будівлях в системах централізованого теплопостачання з метою дотримання санітарних норм необхідно приймати як теплоносій воду. Вживання для підприємств як теплоносій пари для технологічних процесів, опалювання, вентиляції і гарячого водопостачання допускається при техніко-економічному обґрунтуванні. З причини відсутності даних для проведення техніко-економічного аналізу, і відсутності необхідності в цьому (не передбачено завданням) остаточно теплоносієм для опалювання, вентиляції і гарячого водопостачання житлових районів і промислового підприємства приймається гаряча вода.

3. ВИБІР СХЕМИ ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ І ПРИЄДНАННЯ

В даному курсовому проекті згідно з завданням та вибором теплоносія обираємо за способом приєднання місцевих систем гарячого водопостачання - відкриту схему.

Відкриті системи теплопостачання - системи, в яких відбувається водозбір гарячої води для потреб споживача безпосередньо з тепломережі. При цьому водозбір може бути частковим або повним. Гаряча вода, що залишилася в системі, використовується для опалювання і вентиляції. Витрата води в тепломережі при цьому компенсується додатковою кількістю води, що подається в теплову мережу. Основна перевага відкритої системи теплопостачання - її економічна вигода.

Відкрита система теплопостачання може приєднуватися до тепломереж за залежною (через елеватори і насоси) і незалежною (через теплообмінники) схемою. В даному випадку обираємо залежну схему.

Опалювальні установки можуть приєднуватися двома різними способами, завдяки чому розрізняють залежні і незалежні системи теплопостачання. Залежні системи теплопостачання - системи, в яких теплоносій по трубопроводу потрапляє прямо в систему опалювання споживача, без проміжних теплообмінників, теплових пунктів і гідравлічної ізоляції. Поза сумнівом, така схема приєднання конструктивно проста, зрозуміла, нескладна в обслуговуванні, не вимагає додаткового устаткування - циркуляційного насоса, автоматичних приладів контролю і регулювання, теплообмінників і так далі. Крім того, вона дуже економічна.

Незалежні схеми - схеми приєднання місцевих систем опалювання і вентиляції до теплових мереж району крізь проміжні теплообмінники.

У цьому випадку використовується два теплоносія - гріючий і нагріває мий.

У звичайних умовах незалежні схеми приєднання знаходять застосування при теплопостачанні:

будівель з кількістю поверхів більше 12;

будівель, де навіть рідкі та невеликі пошкодження в системі опалення можуть привести до втрати історичних цінностей;

об’єктів, що мають власні резервні джерела теплоти або резервні вводи. Це звичай лікарські;

приміщення, куди небажаний доступ стороннього експлуатаційного персоналу.

Таблиця 4 - Вибір схеми теплопостачання і приєднання

4. РОЗРАХУНОК ТЕПЛОВОЇ МЕРЕЖІ

Розрахунок теплової мережі необхідно починати з розробки теплової карти міста або району. Для цього треба підготувати наступні вихідні матеріали:

а) план міста або району в масштабі від 1:2000 до 1:2500 в залежності від величини міста або району;

б) зведену таблицю максимально - годинних витрат теплоти споживачами району на рівні останнього року найближчої п’ятирічки і найближчих 15-20 років з вказанням середньогодинних витрат теплоти на побутове гаряче водопостачання за опалювальний період і середньогодинних витрат теплоти на технологічні гаряче водопостачання промислових та комунальних підприємств за зміну з найбільшим тепловим навантаженням.

Рис. 2

4.1 Гідравлічний розрахунок теплової мережі

До складання гідравлічного розрахунку теплової мережі приступають після розробки зведеної таблиці максимально - годинних витрат теплоти на розрахунковий період і виготовлення теплової карти з нанесенням на неї джерела теплоти, магістральних теплових мереж зі всіма розгалуженням теплоти і визначення меж теплопостачання кожного окремого розгалуження на плані району.

Витрата теплоти, Q, Гдж/год, для розгалужень від магістралі приймається по даним зведеної таблиці максимально - годинних витрат теплоти на розрахунковий період, відповідно по суті витрат теплоти на квартали, що обслуговуються. В розрахунках початкових ділянок магістралі вихідними даними є середнього динна витрата теплоти за опалювальний період житлового гарячого водопостачання і середнього динна витрата теплоти за зміну з найбільшим тепловим навантаженням технологічного гарячого водопостачання промислових і комунальних підприємств. Значення витрат теплоти Q для розрахунку середніх і кінцевих ділянок магістралі одержують відповідним інтерполіруванням.

Кількість теплоносія, G, т/год, що циркулює в теплових мережах протягом однієї години, визначається за формулою

Різниця розрахункових температур визначається по графіку температур конкретної системи теплопостачання.

Δt0=150-70=80 0C

ΔtВ=80 0C

ΔtГ.В.=60 0C=G0+ GВ+ GГ.В.

Де: G0, G0, G0 - кількість теплоносія, відповідно на опалення, вентиляцію і гаряче водопостачання.

Абонент 1 - промислове підприємство, до складу якого входить деревообробний цех:

Абонент 2 - робоче селище:

Абонент 3 - житлове селище (місто):

Абонент 4 - мікрорайон:

Зовнішні діаметри Dз трубопроводів теплової мережі визначаються гідравлічним розрахунком. Критерієм для визначення оптимального діаметра теплових мереж є питомі втрати тиску на тертя в трубопроводі. Швидкість руху води в трубопроводі при цьому не повинна перевищувати w= 3,5 м/с. Абонент 1 - промислове підприємство, до складу якого входить деревообробний цех:

з=44х2,5 мм W=0,28 м/с Δрпит.=40,71 Па/м

Абонент 2 - робоче селище:

з=89х3,5 мм W=0,47 м/с Δрпит.=41,01 Па/м

Абонент 3 - житлове селище (місто):

з=108х4 мм W=0,48 м/с Δрпит.=33,45 Па/м

Абонент 4 - мікрорайон:

з=133х4 мм W=0,54 м/с Δрпит.=32,08 Па/м

Довжину розрахункової ділянки L теплової мережі знаходять по плану мереж, вимірюючи в прийнятому масштабі відповідну частину траси.

Місцеві втрати тиску в мережах дорівнюють сумарній еквівалентній довжині місцевих опорів на ділянці Lекв, яка розраховується за формулою

- довжина ділянки трубопроводу по плану, м;

 - коефіцієнт місцевих втрат.

Абонент 1 - промислове підприємство, до складу якого входить деревообробний цех:

Абонент 2 - робоче селище:

Абонент 3 - житлове селище (місто):

Абонент 4 - мікрорайон:

Таблиця 5 - Зведена таблиця гідравлічного розрахунку водяних теплових мереж

4.2 Розрахунок і побудова графіків тиску

Рух теплоносія в трубопроводах здійснюється за рахунок тисків в різних точках системи.

Система теплопостачання може знаходитись в динамічному або в статичному режимах. Динамічний режим характеризується рухом теплоносія за рахунок різниці тисків по його шляху. При статичному режимі система знаходиться в стані готовності до роботи і під тиском, але без руху теплоносія в системі.

Зазвичай при побудові графіка починають з нанесення лінії тиску динамічного режиму системи теплопостачання АБВГД і потім наносять лінію тиску статичного режиму системи ЕЖ.

Ліній тиску будують наступним чином:

Наносять точку А лінії тиску динамічного режиму, яка відповідає тиску теплоносія в зворотному трубопроводі біля стінки джерела теплоти. Точку А вибирають так, щоб тиск у зворотному трубопроводі був мінімально допустимим, в даному випадку 0,3 МПа над підлогою джерела теплоти. Це є достатнім для здолання падіння тиску на тракті зворотного трубопроводу до всмоктування мережевих насосів джерела теплоти, а також забезпечує необхідний тиск розміщення поблизу 5 - 9 - поверхових будинків і зашкоджує утворенню вакууму в елементах місцевих систем, що розташовані у верхніх поверхах і на дахах будівель.

За даними гідравлічного розрахунку по ділянкам в масштабі графіка наносять лінію тиску у зворотному трубопроводі АБ. В кінцевих точках кожної ділянки мережі записують значення розрахункового тиску по відношенню до відмітки підлоги джерела теплоти. Після побудови лінії АБ перевіряють її відповідність вимогам всіх споживачів теплоти по трасі даної магістралі.

Лінія АБ повинна знаходитись не вище 60 м над поверхнею землі. Ця вимога викликана тими обставинами, що звичайні чавунні радіатори та інші нагрівальні прилади виготовляються на робочий тиск, який не перевищує 0,6 МПа.

Після побудови, перевірки і виправлення лінії АБ наносять на графік тисків відрізок БВ, який відображає втрати тиску в ТП і місцевих системах самої віддаленої групи теплових споживачів. Вважаючи, що ці системи приєднанні по залежній схемі і в ТП встановлено елеватори, регулятори витрати і апаратура обліку теплоти, що витрачається, витрати тиску, які зображені відрізком графіка БВ, будуть складати 0,25 МПа.

Потім на графік гідравлічного розрахунку мережі наносять лінію тиску в подаючому трубопроводі ВГ. Лінія тиску ВГ має напрямок від найбільш віддаленого споживача (точка В) до джерела теплоти (точка Г).

Складання графіка тисків закінчується нанесенням на нього відрізку ГД, який зображує втрати тиску в джерелі теплоти. Втрати тиску, які виникають в тракті водогрійних котлів, в пароводяних підігрівниках, приладах обліку теплоти і системі трубопроводів джерела, складають 0,2 - 0,45 МПа.

Після побудови графіка тисків при динамічному режимі роботи теплової мережі на графік наносять горизонтальну лінію статичного тиску ЕЖ.

Із графіка тисків можна визначити:

а) необхідну різницю тиску, яка створюється при роботі мережевих насосів, що вимірюється ординатою ДА:

б) різницею тисків в подаючому і зворотному трубопроводах в будь - якій точці системи теплопостачання.

в) необхідний тиск, який створюється підпиточними насосами в умовах статичного режиму системи теплопостачання, що вимірюється ординатою ЕО:

г) необхідний тиск, який створюється підпиточними насосами в умовах динамічного режиму роботи системи теплопостачання, що вимірюється ординатою АО:

Підпиточні насоси необхідно вибирати для створення тиску, який перевищує по меншій мірі на 0,05 МПа тиск, що визначається на графіку тисків.

Таким чином, забезпечується деякий запас тиску і створюється компенсація втрат в насосній установці.

тепловий мережа тиск трубопровід

Рис. 3

4.3 Тепловий розрахунок мережі

Тепловий розрахунок мережі полягає у визначені товщини теплоізоляційного шару при нормованій густині теплового потоку.

Конструктивна товщина теплоізоляційного шару для трубопроводів діаметром менше 2 м

де dз - зовнішній діаметр трубопроводу,м.

Величина В розраховується за формулою

де r - тепловий опір тепловіддачі від зовнішнього на 1 м довжини телоїзоляційної конструкції циліндричних об’єктів діаметром менше 2 м, (м*0С)/Вт;

αконв - коефіцієнт тепловіддачі від зовнішньої поверхні ізоляції (αконв=11Вт/м2 для поверхонь ізоляції в приміщені);

λ - коефіцієнт теплопровідності теплоізоляційного шару прийняти λ= 0,035 Вт/(м*0С).

Величина теплового опору r розраховується за формулою

де tн - температура зовнішнього повітря, 0С;з - температура зовнішнього повітря, 0С;

к1 - коефіцієнт, за рахунок якого ураховується зміна коштовності теплоти і теплоізоляційної конструкції в залежності від району будівництва і способу прокладання трубопроводу (для України к1=1);норм - нормована лінійна густина теплового потоку з 1 м довжини циліндричної теплоізоляційної конструкції, приймається з [3] Вт/м.

Результати розрахунків заносяться до таблиці 5.

Таблиця 5 - Зведена таблиця результатів товщини теплової ізоляції трубопроводу

5. ТЕХНІЧНЕ ЗАВДАННЯ НА ПРОЕКТУВАННЯ ДЖЕРЕЛА ТЕПЛОТИ

Для складання технічного завдання на проектування районного джерела теплоти необхідно попередньо виконати наступні роботи:

а) скласти зведену таблицю максимально-годинних витрат теплоти району централізованого теплопостачання (на наступну п’ятирічку і на подальші 15 - 20 років);

б) розробити теплову карту району;

в) визначити місце будівництва джерела теплоти на плані міста або селища, або району;

г) запропонувати на плані району траси магістральних теплових мереж;

д) виконати вибір теплоносіїв та їх параметрів;

е) визначити схему теплопостачання;

ж) виконати гідравлічні розрахунки теплових мереж і побудувати графіки тиску.

ВИСНОВОК

Виконавши курсовий проект, на практиці були закріпленні теоретичні знання отримані за період навчання, а також розібрані досконально всі моменти при проектуванні системи теплопостачання.

За даними завдання були розраховані витрати теплоти на опалення, вентиляцію, ГВП. Побудовані різноманітні графіки, обрано теплоносій, розроблена теплова карта міста, обрана схема теплопостачання та проведений тепловий розрахунок, та обрана найекономічніша та безпечна система.

Також в ході виконання курсового проекту було розглянуто ряд конструкторських питань стосовно вибору того чи іншого обладнання, при цьому користувалися вказівками БНіП та можливістю розвитку теплової мережі.

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

1.   СНиП 2.01.01 - 82. Нормы проектирования. Строительная климатология и геофизика. - М.: Стройиздат, 2009.

2.       Норми та вказівки по нормуванню витрат палива та теплової енергії на опалення житлових та громадських споруд, а також на господарсько-побутові потреби України. - КТМ 204 України 244-94.

.        Методичні вказівки до самостійної роботи студентів (СРС) з дисципліни «Основи теплопостачання» для студентів спец. 7.000008 «Енергетичний менеджмент» / Укл. Улітенко О.М., Рябонапка Н.Є., Іващенко О.В. - Запоріжжя: ЗНТУ, 2010. - 44 с.

.        СНиП 2.04.07 - 86. Тепловые сети. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988.

.        СНиП ІІ - 36-73. Тепловые сети. - М.: Стройиздат,1974.

.        Водяные тепловые сети: Справочное пособие по проектированию / И.В. Белянкина, В.П. Витальев, Н.К. Громов и др.; Под ред. Н.К. Громова, Е.П. Шубина. - М.: Энергоатомиздат, 2008. - 376 с.

.        СНиП 2.04.14-88. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов. - ВНИПИ Теплопроект Минмонтаж-спецстроя, 1988.

.        Улітенко О.М. Опорний конспект лекцій з дисципліни «Основи теплопостачання» для студентів спец. 7.000008 «Енергетичний менеджмент» 2011.