№ 3. Электронный семинар. Построение графика расхода теплоты Автор: Ефремов

Иванович, профессор, д.т.н.

Контакты: efremov_german@mail.ru

Москва – 2017

Теплогазоснабжение с
основами теплотехники

Источники теплоты для горячего водоснабжения.
Оборудование для нагрева воды в

больших
системах горячего водоснабжения (СГВ).
Схемы СГВ от наружных тепловых сетей.
Гидравлический расчет трубопроводов СГВ зданий.
Подбор оборудования СГВ.
Построение графика расхода теплоты

Содержание семинара

(стирка, мойка посуды и т. п.) нужд населения в воде

с повышенной (до 75оC) температурой. Такой водой, называемой «бытовой», снабжаются жилые здания, большинство общественно-коммунальных зданий (больницы, поликлиники, бани, прачечные, детские учреждения, предприятия питания и т. п.), а также промышленные здания и сооружения с технологическим и гигиеническим (в бытовках) потреблением горячей воды.
В наиболее простом виде местная система горячего водоснабжения состоит из водоподогревательной установки и трубопроводов для транспортирования горячей воды к водоразборным приборам. Различают системы централизованные и децентрализованные. В централизованных системах одна подогревательная установка обслуживает как минимум одно здание, а во многих случаях даже несколько зданий в пределах одного квартала (микрорайона) или поселка. В децентрализованных системах приготовление горячей воды происходит вблизи водоразборных приборов (на месте потребления) и осуществляется мелкими генераторами тепла: газовыми нагревателями, колонками и т. п.
Централизованные системы горячего водоснабжения как наиболее сложные и имеющие преимущественное применение в современном строительстве.
Основное внимание в курсе уделено системам горячего водоснабжения многоэтажных жилых зданий, как наиболее массовым потребителям горячей воды.

Введение

2874—73 «Вода питьевая». Температура воды после подогревателей обусловливается санитарно-гигиеническими требованиями.

За нижний предел принимается так называемая «температура пастеризации», равная 600C, при которой погибает большинство болезнетворных бактерий; верхний предел ограничивается 75°С во избежание получения ожогов потребителями. Однако СНиП 11-34-76 регламентируют температуру воды не после подогревателя, а в точках водоразбора: не ниже 5O0C — для систем централизованного горячего водоснабжения, присоединяемых к закрытым системам теплоснабжения; не ниже 6O0C-для систем централизованного горячего водоснабжения, присоединяемых к отрытым системам, теплоснабжения, а также для систем местного (децентрализованного) горячего водоснабжения; не выше 75°С — для всех вышерассмотренных случаев.
Обычно температура горячей воды; подводимой к смесителям умывальников и душей не выше 37°С. Она должна приниматься по заданию на проектирование. Когда потребителям нужна горячая вода более высокой температуры, например на предприятиях общественного питания, где для мытья жирной посуды нужна вода с температурой 75—800C, централизованное горячее водоснабжение должно дополняться местным догревом воды.

Основные требования к качеству горячей воды

предприятиях общественного питания, где для мытья жирной посуды нужна вода

с температурой 75—800C, централизованное горячее водоснабжение должно дополняться местным догревом воды.
В квартирах обычно устанавливается следующая водоразборная арматура горячего отопления: в ванной комнате - смеситель для ванны и смеситель для умывальника или комбинированный с поворотным изливом; на кухне - смеситель для мойки.
Горизонтальную разводку теплопроводов ГВ от стояков к водоразборным приборам осуществляют на высоте 200 мм от пола. При этом предусматривают уклон труб 0,002—0,005. Как правило, трубы прокладывают открытым способом. При повышенных требованиях к внутренней отделке помещений применяют скрытую прокладку.
[1]. Основные требования изложены в Своде правил СП 30.13330.2012. (Актуализированная редакция СНИП Внутренний водопровод и канализация зданий).

Температура горячей воды

горячего водоснабжения (ГВ). Она осуществляется в центральном тепловом пункте (ЦТП)

с использованием теплоносителя из тепловых сетей.
Обычно решаются следующие вопросы - конструктивная разработка системы горячего водоснабжения: внутридомовой системы, квартальных теплопроводов и центрального теплового пункта; расстановка оборудования и арматуры; определение расчетных расходов теплоты и горячей воды, построение графиков расхода теплоты; определение расчетных расходов сетевой воды; гидравлический расчет подающих и циркуляционных теплопроводов; подбор оборудования теплового пункта.
Исходными данными для расчетов являются: план типового этажа жилого дома, отражающий конструктивные особенности здания; этажность; генплан с указанием количества зданий, присоединяемых к ЦТП; схема системы, включая конструкцию стояков; схема подключения к тепловой сети водоподогревательной установки горячего водоснабжения и системы отопления; температура горячей воды на выходе из водоподогревательной установки и у наиболее удаленного водоразборного прибора; температура холодной воды; температура сетевой воды по графику центрального качественного регулирования; давление на вводе водопровода.

Основные требования к качеству горячей воды

Расположение приборов горячей воды

Расчет расхода горячей воды
Максимальный часовой расход горячей воды qhmax,

м3/ч, определяем
ghmax = 5goh∙h, (4)
где h - коэффициент, определяемый по [1, прил. 4] в зависимости от общего числа приборов N, обслуживаемых проектируемой системой и вероятности их использования Ph.
Средний часовой расход воды gr, м3/ч, за сутки максимального водопотребления Т, час, следует определять по выражению
(5)

где gm , л/сутки - норма расхода горячей воды одним потребителем в сутки наибольшего водопотребления, принимается по [1, прил. 3].
Расход горячей воды в средние сутки gcr, м3/сут., находим по уравнению

(6)
Где gcr - норма расхода горячей воды, л, в средние сутки согласно [1, прил. 3].
Расход горячей воды gcr используют при выполнении технико-экономических сравнений вариантов.

Расчет расхода теплоты

расчета расхода горячей воды

и тепла

процентах от среднего расхода - qr) расхода
Рис.1

Рис.3

Расчетные расходы теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение

определяют для каждого квартала города по укрупненным показателям, согласно [1,2,4].
Максимальный тепловой поток, Вт, на отопление жилых и общественных зданий
Qо = k1⋅gо ⋅ F , Вт, (10)
где g0 — укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий на 1 м2 общей площади, Вт/м2; F - общая площадь жилых зданий, м2;
К1 - коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление жилых и общественных зданий: К1 = 0,25.
Общую площадь жилых зданий F, м2, определяют, исходя из жилой площади Fж и безразмерного планировочного коэффициента квартиры К, который принимается равным 0,7 [2] F = Fж /К (11)
Жилую площадь квартала Fж м2 можно найти двумя способами. Первый - по плотности жилого фонда Р, м2/га, и площади квартала в гектарах Fкв . Fж = P ∙ Fкв. (12)
Второй способ - исходя из нормы жилой площади на человека f, м2/чел и количества жителей m в квартале Fж = m ∙ f . (13)
Максимальный тепловой поток, Вт, на вентиляцию общественных зданий
Qв=K1∙K2∙F-go . (14)
где K2 - коэффициент, учитывающий тепловой поток на вентиляцию общественных зданий: K2 =0,6.

Вт, на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий

Qk=gk∙m , (15)
где gk - укрупненный показатель среднего теплового потока на горячее водоснабжение на одного человека, принимаемый по [4, прил. 3]; m — число жителей в квартале.
Максимальный тепловой поток, Вт, на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий Qmax= 2,4∙Qk (16)
Определяя расчетный расход теплоты для района города, учитывают, что при транспорте теплоносителя происходят потери теплоты в окружающую среду, которые принимаются равными 5% тепловой нагрузки. Поэтому суммарные расходы теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение умножают на коэффициент 1,05.

Таблица 1. Плотность жилого фонда в м2 жилой площади и количество жителей
на 1 га микрорайона города.

района

После определения расчетного теплопотребления приступают к построению графиков часовых

расходов теплоты на отопление и вентиляцию в зависимости от температуры наружного воздуха и на горячее водоснабжение. По оси абсцисс откладывают температуру наружного воздуха от t = 8°C до t0, по оси ординат - часовые расходы теплоты. Поскольку часовые расходы теплоты на отопление и вентиляцию представляют собой линейные зависимости от температуры наружного воздуха, то графики
Qo=f(tH), Qв=f(tн) строят по двум точкам:
1) При t0, Qo = Qomax, Qв = Qвmax;
2) при tH = 8°C расходы теплоты на отопление и вентиляцию определяют соответственно по формулам:
(17) и (18)
где tи - средняя температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий
(для жилых и общественных зданий равна 18°С);
tH - расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, °С.
Тепловая нагрузка на горячее водоснабжение - круглогодовая, в течение отопительного периода условно принимается постоянной, не зависящей от температуры наружного воздуха. Поэтому график часового расхода теплоты на горячее водоснабжение представляет собой прямую, параллельную оси абсцисс.
Суммарный график часовых расходов теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение строится путем сложения соответствующих
ординат при двух температурах tH = 8°C и t0.
Рис.3

Рис.4

.
При построении графика годового расхода теплоты в городском районе

учитывают
nо - продолжительность годового отопительного периода в сутках.
График будем строить через 5 оС. Продолжительность стояния температур наружного воздуха представлена в Таблице 2.
Таблица 2.








Значения расхода теплоты берем при при t„ = 8°С и to=-25°C. Т.к. зависимость расхода теплоты от температуры линейна (Рис.4), эту зависимость можно найти как прямую, проходящую через 2 точки. Построении графика годового расхода теплоты выполняют в координатах Qсум = f (∑ n). Рассмотрим пример построения этого графика.

Рис. 5

Рис.5

Внутренний водопровод и канализация зданий" Дата введения 1 января 2013

г. (http://www.center-pss.ru/stn/sp30-13330-2012.pdf)
2. Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование. /Под ред. проф. Б. М. Хрусталева - М.: Изд-во АСВ, 2005. - 576 с, 129 ил.
3. Тихомиров, К.В. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция: учеб.
для вузов/ К.В. Тихомиров, Э.С. Сергеенко.– М.: Стройиздат, 2007.– 480 с.
4. Кононова, М.С., Воробьева Ю.А. Теплогазоснабжение с основами теплотехники. Воронеж 2014, - 60 с.
5. Теплогазоснабжение с основами теплотехники [Электронный ресурс]: лабораторный практикум/ — Электрон. текстовые данные.— Самара: Самарский государственный архитектурно-строительный университет, ЭБС АСВ, 2013.— 94 c.
6. Теплогазоснабжение многоквартирного жилого дома [Электронный ресурс]: учебно-методическое пособие/ Д.М. Чудинов [и др.].

ЛИТЕРАТУРА

ресурс]: учебное пособие/ Бирюзова Е.А.— Электрон. текстовые данные.— СПб.: Санкт-Петербургский

государственный архитектурно-строительный университет, ЭБС АСВ, 2012.— 192 c
2. Подпоринов Б.Ф. Теплоснабжение [Электронный ресурс]: учебное пособие/ Подпоринов Б.Ф.— Электрон. текстовые данные.— Белгород: Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, ЭБС АСВ, 2011.— 267 c.
3. Новопашина Н.А. Газопотребление и газораспределение. Часть 2. Надежность систем газоснабжения [Электронный ресурс]: учебное пособие для вузов/ Новопашина Н.А., Филатова Е.Б.— Электрон. текстовые данные.— Самара: Самарский государственный архитектурно-строительный университет, ЭБС АСВ, 2011.— 152 c.
4. Шарапов В.И. Регулирование нагрузки систем теплоснабжения [Электронный ресурс]: монография/ Шарапов В.И., Ротов П.В.— Электрон. текстовые данные.— М.: Новости теплоснабжения, 2007.— 165 c.
5. Ефремов Г.И. Моделирование химико-технологических процессов. Учебник, М., ИНФРА-М, 2016.—255 c.

ЛИТЕРАТУРА