Курсовая работа: Расчет системы теплоснабжения жилого городского микрорайона

Рис. 1.3. Схема автоматизации закрытой системы централизованного теплоснабжения здания при независимом присоединении отопления к тепловым сетям:

1 - сетчатый фильтр; 2 - датчик давления воды в трубопроводе; 3 - расширительный сосуд; 4 - водоподогреватель системы ГВС; 5 - водоподогреватель системы теплоснабжения; 6 - диафрагменный элемент; 7 - перепускной клапан; 8 - электронный регулятор; 9 - отопительный прибор; 10 - датчиктемпературы воды в трубопроводе; 11 - датчик температуры наружного воздуха; 12 - насос; 13 - регулятор перепада давления; 14 - регулирующий клапан с электроприводом; 15 - радиаторный терморегулятор; 16 - регулятор температуры с коррекцией по расходу

Рис. 1.4. Схема автоматизации закрытой системы централизованного теплоснабжения здания при зависимом присоединении отопления к тепловым сетям, с регулятором прямого действия для ГВС:

1 - сетчатый фильтр; 2 - датчик давления воды в трубопроводе; 4 - водоподогреватель системы ГВС; 8 - электронный регулятор; 9 - отопительный прибор; 10 - датчик температуры воды в трубопроводе; 11 - датчик температуры наружного воздуха; 12 - насос; 13 - регулятор перепада давления; 14 - регулирующий клапан с электроприводом; 15 - радиаторный терморегулятор; 17 - обратный клапан; 18 - ручной балансировочный клапан; 19 - регулятор температуры прямого действия.

Для разработки системы теплоснабжения предполагаемого района теплоснабжения необходимо выполнить следующие расчеты:

- определение расчетных тепловых нагрузок на отопление, вентиляцию и ГВС;

- определение расчетного расхода сетевой воды в тепловой сети;

- построение температурного графика регулирования;

2. Расчет водяной системы теплоснабжения жилого микрорайона

2.1 Определение тепловых нагрузок абонентов на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение

Определение расчетных расходов теплоты на отопление

Полный расчетный расход теплоты на отопление здания по укрупненным показателям с учетом инфильтрации определяются по формуле [1]:

,

где - удельная отопительная характеристика здания, Вт/(м³·°С); - наружный объем здания, м³, принимаем согласно табл. 1.1; - внутренняя температура помещения, t_В =18°С для жилых помещений [1]; - наружная температура воздуха t_Н =-37°С [1]; - коэффициент инфильтрации, представляющий отношение теплопотерь инфильтрации (возникающих из-за поступления в помещение холодного воздуха через неплотности наружных ограждений) к теплопотерям теплопередачей через наружные ограждения) [1].

Для жилых и общественных зданий при правильной эксплуатации максимальное значение коэффициента инфильтрации в большинстве случаев не превосходит 3-6 %, что лежит в пределах погрешности расчета теплопотерь. Поэтому для упрощения инфильтрацию в расчет не вводят, т.е. принимают [1].

Таблица 2.1 Значения усредненной расчетной температуры воздуха внутри отапливаемых помещений.

Учитывая вышесказанное, расчетный расход теплоты на отопление здания по укрупненным показателям без учета инфильтрации определяем по формуле [1]

.

Удельная отопительная характеристика здания (или удельные теплопотери) представляет собой потери теплоты в 1 м³ здания в единицу времени при разности внутренней и наружной температур в 1°С [1]. Поправочный коэффициент в к величине показан в табл. 2.2.

С достаточной степенью точности удельные отопительные характеристики зданий можно вычислить по формуле [1]:

,

где - удельная отопительная характеристика здания, Вт/(м³·°С); - наружный строительный объем здания, м³; - постоянный коэффициент; для кирпичных зданий с толщиной стен в 2,5 кирпича и с двойным остеклением окон ; для крупноблочных железобетонных зданий [1].

Таблица 2.2 Поправочный коэффициент в к величине

Формула справедлива для климатических районов с расчетной наружной температурой воздуха для отопления °С.

Для зданий, расположенных в других климатических районах расчет ведется по формуле:

,

где - удельная отопительная характеристика здания, Вт/(м³·°С) [1]; в - поправочный коэффициент в к величине для зданий, расположенных в других климатических районах.

Проведем расчет необходимой теплоты на отопления для здания 3 (Школа).

Удельные теплопотери жилых и общественных зданий при С:

Для города Омска с t_НО = -37С вводим поправочный коэффициент = 0,93 [1].

Тогда:

=0,3475·0,93=0,3232 Дж/(с·м³·К).

Расчетный расход теплоты на отопление (абонент «Школа»):

.

Определение расчетных расходов теплоты на вентиляцию

Таблица 2.3Удельные расходы теплоты на вентиляцию общественных, служебных и промышленных зданий

Расчетный расход теплоты на вентиляцию для абонента «Школа»:

где - удельный расход теплоты на вентиляцию , Вт/(м³·ч·°С) [т 2.3]; - наружный строительный объем здания, м³; - внутренняя температура помещения, для учебных заведений t_В = +16 °С [1]; - расчетная температура наружного воздуха t_Н = - 37°С [1].

Определение расчетных расходов теплоты на горячее водоснабжение

где - число жителей, чел;

- норма расхода горячей воды для жилых 9 этажных зданий а=110 л/сут., для 5 этажных зданий а=90 л/сут., дет. садик а=25 л/сут. и для школы а=6 л/сут. при tг.в=55⁰С (прил 4. [1]); СНиП II-Г.8-62(65 С!!!)

- расход горячей воды с =55⁰С для общественных зданий, отнесенный к 1 жителю района, b=25 л/сут; для жилых зданий принимают b=0.

- теплоемкость воды (4.187 кДж/(кг⁰С));

- температура холодной воды перед водоподогревателем, принимают в отопительный период (5 ⁰С)

Расчетный максимальный часовой расход теплоты на бытовое горячее водоснабжение определяем по формуле

Суммарный расчетный расход теплоты для каждого здания определяется как сумма всех видов расчетных расходов теплоты по формуле:

,

где - расчетный расход теплоты на отопление, МВт; - расчетный расход теплоты на вентиляцию, МВт; - расчетный максимально часовой расход теплоты на бытовое горячее водоснабжение, МВт.

Расчеты по расходам теплоты (тепловым нагрузкам) зданий проведены в программе Excel и сведены в табл. 2.4.

Таблица 2.4

2.2 Регулирование тепловой нагрузки

Задачей регулирования является поддержание в отапливаемых помещениях расчетной температуры. Тепловая нагрузка абонентов не постоянна, а изменяется в зависимости от метеорологических условий (температура наружного воздуха, ветра и т.д.), режимов работы технологического оборудования и других факторов. Для обеспечения оптимального качества теплоснабжения, а также экономичных режимов выработки теплоты на станции и транспорта ее по тепловым сетям, выбирается соответствующий метод регулирования.

В зависимости от метода осуществления регулирования различают: центральное, групповое, местное и индивидуальное регулирование. Центральное регулирование производится от ТЭЦ по типовой нагрузке, характерной для большинства абонентов района. Групповое регулирование производится на ЦТП, а местное - в местных тепловых пунктах, расположенных в зданиях. Индивидуальное регулирование производиться непосредственно у абонента.

Различают четыре основных вида регулирования: качественное, количественное, комбинированное, пропусками.

Качественное - расход воды остается постоянным изменяется температура теплоносителя.

Количественное - при постоянной температуре изменяется расход теплоносителя.

Комбинированное - сочетает в себе два вида регулирования, качественное и количественное.

Пропусками - основывается на аккумулирующей способности зданий, при достижении определенной температуры поступление теплоносителя в систему прекращается до тех пор, пока температура в здании не упадет до определенно значения.

Расчет качественного регулирования заключается в определении температуры теплоносителя в теплосети в зависимости от тепловой нагрузки, при постоянном расходе воды в сети.

Расчет количественного регулирования заключается в определении расхода теплоносителя в теплосети в зависимости от тепловой нагрузки, при постоянном расходе воды в сети.

Центральное регулирование происходит по преобладающей нагрузке. Современные системы теплоснабжения характеризуются наличием разнородных, потребителей, отличающихся как видом теплопотребления, так и параметрами теплоносителя. Наряду с отопительными установками значительное количество тепла расходуется и на горячее водоснабжение, возрастает вентиляционная нагрузка. При одновременной подаче тепла по двухтрубным тепловым сетям для разнородных потребителей центральное регулирование, выполняемое по преобладающей нагрузке, должно быть дополнено групповым и местным регулированием.