Расчет горячего водоснабжения и вентиляции для общежития

 

Исходные данные:

 

Город:	Ярославль
Тип жилых зданий:	Общежития с душами при всех жилых  комнатах
Количество проживающих в микрорайоне:	8200 человек
Расчетная(максимальная) отопительная тепловая нагрузка:	29 Гкал/час
Вид системы теплоснабжения:	Водяная, двухтрубная, открытая, с насосным смешиванием, с зависимой схемой присоединением отопительных установок.
Температурный график:	130/70

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Определение тепловых нагрузок  для микрорайона.

 

• Определение средненедельной тепловой нагрузки на горячее водоснабжение зданий жилого микрорайона:

 

 

 

Средненедельный расход горячей  воды на человека определяем по [1]: а = 60 л/сут · чел

Количество потребителей воды, проживающих и работающих в микрорайоне: M = 8200 чел.

При выполнении расчета примем, что температура холодной воды у водоразборных приборов

зданий (для зимнего периода): t_хв = 5 ºС

Принимаем, что температура горячей воды у водоразборных приборов зданий: t_гв = 60 ºС

Теплоемкость воды: с_в = 4,19 кДж/(кг· ºС)

Расчетная длительность подачи теплоты на ГВС: n_c = 24 · 3600 = 86400 с/сут.

 

• Определение максимальной (расчетной) тепловой нагрузки на горячее водоснабжение зданий микрорайона:

 

 

 

Расчетный коэффициент часовой неравномерности расхода горячей воды: = 2

 

• Определение средненедельной тепловой нагрузки на горячее водоснабжение зданий жилого микрорайона в летний период:

 

 

 

Коэффициент, учитывающий  уменьшение расхода воды на ГВС засчет миграции жителей:

φ = 0,8 (для летнего периода)

Температура холодной воды у  водоразборных приборов зданий (для  летнего периода): t_хв = 15 ºС

 

 

• Определение максимальной (расчетной) тепловой нагрузки на горячее водоснабжение зданий микрорайона:

 

 

 

 

• Расчетная отопительная тепловая нагрузка для жилого микрорайона:

 

 

 

2. Вычисление годового расхода  теплоты для всех потребителей  теплоты.

 

Продолжительность отопительного  периода: n_o = 221 суток = 5304 часов

Полная длительность работа сети за год: n = 8400 часов

 

 

2.1. Вычисление годового расхода теплоты для всех потребителей теплоты расчетным способом:

• Определение средней отопительной тепловой нагрузки за отопительный период:

 

 

 

Средняя температура воздуха  отопительного периода: t_н^ср = - 4 ºС

 

• Определение годового расхода теплоты на отопление:

 

 

• Определение годового расхода теплоты на горячее  водоснабжение:

 

 

 

• Определение годового расхода теплоты для  всех потребителей теплоты расчетным  способом:

 

 

2.2. Вычисление годового расхода теплоты для всех потребителей теплоты графическим способом:

 

     Таблица данных для построения графика зависимости расхода теплоты на отопление и горячее водоснабжение от наружной температуры:

 

tн	Qо, МВт	Qгвср, МВт	∑Q, МВт
tн = tнро= - 31 ºС	33,727	2,625	36,352
tн = tно = +8 ºС	7,936	2,625	10,561
+8 ºС < tн < +20 ºС	0	1,718	1,718
tн = tвр= +20 ºС	0	1,718	1,718

 

Суммарная тепловая нагрузка на отопление и горячее водоснабжение для трех жилых микрорайонов: ∑Q = Q_о + Q_гв^ср

Температура воздуха расчетная  для проектирования отопления: t_нро = -31 ºС

 

    Таблица данных для построения графика продолжительности тепловой нагрузки на отопление и горячее водоснабжение (график Росандера):

 

tн, ºС	n, час	∑Q, МВт
-35	5	36,352
-30	42	35,691
-25	102	32,384
-20	275	29,078
-15	635	25,771
-10	1300	22,464
-5	2070	19,158
0	3800	15,851
8	5210	10,661
8 < tн ≤ 20	3190	1,718

 

 

Годовой расход теплоты для  всех потребителей теплоты, вычисленный  графическим способом:

 

 

 

 

2.3. Определение погрешности расчетного способа вычисления годового расхода теплоты (по сравнению с графическим способом):

 

 

 

Погрешность в 12% обуславливается  тем, что для графического метода были использованы данные близлежащего к Ярославлю города.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Расчет и построение графиков  температур и расходов сетевой  воды для системы теплоснабжения микрорайона.

 

3.1. Расчет регулирования отпуска  теплоты для систем отопления  жилых и общественных зданий. Определение основных показателей  качества потребления тепловой  энергии.

 

Отопление – это преобладающий  вид тепловых нагрузок для районов, где есть жилые, общественные или  административно-бытовые здания. И  отопительная тепловая нагрузка регулируется центральным способом по методу качественного  регулирования. Однако, при всем диапазоне  изменения t_н сетевая вода с t = τ_о1 поступает не только в системы отопления зданий, но и в системы горячего водоснабжения. При высоких t_н, близких к +8 ºС, τ_о1 ≈ 35 ÷ 40 ºС.

А t_гв = 55 ºС, поэтому как только τ_о1 достигает 60 ºС для открытых систем теплоснабжения, центральное качественное регулирование прекращается и τ_о1 поддерживается постоянной. Регулирование в этом случае производиться “местными пропусками”. Таким образом, центральное качественное регулирование отпуска теплоты по отопительной нагрузке производиться в диапазоне температур наружного воздуха от t_нро = -31ºС  до t_н = t_ни .

 

• Определение температуры начала “излома” температурного графика:

Температура сетевой воды в подающем трубопроводе тепловой сети в зоне излома: τ_о1 = 60 ºС

• Температурный перепад в системе отопления в рабочем режиме: 
  

В двухтрубных системах отопления в жилых, общественных, административно-бытовых зданиях  максимальная температура сетевой  воды в отопительных приборах не должна превышать 95

• Разность температур сетевой воды в отопительных приборах в расчетном режиме:

 

• Температурный напор отопительных приборов в расчетном режиме:

 

• Относительная отопительная тепловая нагрузка:  
  

1. Пусть

 

 

2. Пусть

 

 

3. Пусть

 

 

 

Методом последовательных приближений  находим значение: t_ни = 3,83 ºС

 

• Определение температур сетевой воды в подающем и обратном трубопроводе тепловой сети и на входе в отопительные приборы  в зависимости от температуры  наружного воздуха:

 

 

 

 

 

 

Последовательно принимая значение t_н = -31; -30; -25; -20; -15; -10; -5; 0; 3,83 ºС , находим значения , τ_о1, τ_о2, τ_о3 и заносим их в сводную таблицу 3.1.

• Расход сетевой воды в подающем трубопроводе тепловой сети:.

 

 

• Расхода сетевой воды, подаваемой на отопительные приборы:

 

 

• Определение коэффициента отклонений отопительной нагрузки от требуемой.

 

 

 

• Определение требуемой отопительной нагрузки зданий при температуре наружного воздуха

 

 

 

• Фактическая отопительная нагрузка зданий при температуре  наружного воздуха в зоне излома температурного графика.

 

 

 

 

 

 

• Коэффициент отклонений отопительной нагрузки от требуемой:

 

 

• Фактическая температура в отапливаемых помещениях здания:

 

 

 

 

 

• Фактическая температура сетевой воды в обратном трубопроводе тепловых сетей при  температуре наружного воздуха:

 

 

tн , ºС		Qо, МВт	τо1, ºС	τо2, ºС	τо3, ºС
-31	1,00	33,73	130	70,0	95,0
-30	0,98	33,06	128	69,2	93,7
-25	0,882	29,75	118	65,08	87,1
-20	0,784	26,44	109	62,0	81,6
-15	0,686	23,14	99	57,8	75,0
-10	0,588	19,83	89	53,7	68,4
-5	0,490	16,59	79	49,6	61,9
0	0,392	13,22	68	44,5	54,3
3,83	0,317	10,4	65	43,8	51,7

 

 

tн , ºС	ф	Qо, МВт	Qоф,МВт	tвф, ºС	τо2ф, ºС	К0	примечание
-31	0,989	33,73	33,356	19,4	70,06	0,989	недоотапливается  здания
-30	0,975	33,06	32,884	19,7	69,5	0,995	недоотапливается  здания
-25	0,879	29,75	29,646	19,8	65,26	0,997	недоотапливается  здания
-20	0,781	26,44	26,341	19,83	62,1	0,997	недоотапливается  здания
-15	0,685	23,14	23,103	19,9	57,9	0,998	недоотапливается  здания
-10	0,591	19,83	19,933	20,1	53,5	1,005	Перетапливается незначительно
-5	0,495	16,59	16,695	20,2	49,3	1,006	Перетапливается незначительно
0	0,411	13,22	13,862	20,96	43,3	1,05	Перетапливается
3,83	0,379	10,4	12,783	23,16	42,26	1,19	Перетапливается
5	0,371	9,92	12,513	23,92	35,18	1,21	Перетапливается
6	0,366	9,26	12,344	24,67	33,35	1,25	Перетапливается
7	0,360	8,60	12,142	25,36	31,46	1,29	Перетапливается значительно
8	0,353	7,94	11,906	26,00	29,6	1,33	Перетапливается значительно