Тепловое потребление

 

 

 

  ;     

 

 ;      

 

  ;     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Выбор и обоснование системы теплоснабжения и схемы присоединения потребителей.  

 

Выбор теплоносителя и  системы теплоснабжения определяется техническими и экономическими соображениями  и зависит главным образом  от типа источника теплоты и вида тепловой нагрузки. Рекомендуется максимально упрощать систему теплоснабжения. Чем система проще, тем она дешевле в сооружении и надежнее в эксплуатации. Наиболее простые решения дает применение единого теплоносителя для всех видов тепловой нагрузки.

В данном случае мы используем ЦТП (Центральный тепловой пункт). Это  сооружение, где происходит непосредственное приготовление воды для разных нагрузок, а точнее отопление, вентиляция, горячее водоснабжение. Приготовление воды подразумевает под собой доведение параметров до необходимых: давления, температуры, состав воды.

Для выбора схемы теплового  пункта в первую очередь учитывается  вид систем теплоснабжения – закрытая или открытая. Учитывается вид теплового потребления и особенность его удовлетворения. Так, например, отопительная нагрузка может быть присоединена по зависимой или независимой схеме, вентиляционная нагрузка присоединяется только по независимой схеме, а горячее водоснабжение в зависимости от вида системы: в закрытых – с использованием водоводяных подогревателей, в которых водопроводная вода подогревается за счет теплоты сетевой воды; в открытых – вода для горячего водоснабжения берется непосредственно из системы из обратной линии с добавкой воды из подающей линии, если в обратной линии температура воды будет ниже требуемой для горячего водоснабжения.

Влияет на выбор схемы  и количество тепловых нагрузок у  потребителя. В настоящее время потребители имеют несколько тепловых нагрузок. Так в жилых зданиях имеется нагрузка на отопление и нагрузка на горячее водоснабжение. Промышленные предприятия могут иметь еще нагрузку на вентиляцию и технологическое потребление.

Для данного проекта выбрана  закрытая система теплоснабжения с  подсоединением горячего водоснабжения по двухступенчатой схеме и с независимой системой отопления по СП "Тепловые сети" [Л3], т.к выполняется условие:

 

 

 

Рис. 1. Двухступенчатая схема присоединения водоподогревателей горячего водоснабжения для жилых и общественных зданий и жилых микрорайонов с независимым присоединением систем отопления в ЦТП и ИТП

Пояснения к рисунку 1.

1 — водоподогреватель горячего водоснабжения.

2 —повысительно-циркуляционный насос горячего водоснабжения (пунктиром — циркуляционный насос).

3. — регулирующий клапан с электроприводом.
4. — регулятор перепада давлений (прямого действия).
5. — водомер для холодной воды.

6 — регулятор подачи теплоты на отопление, горячее водоснабжение и ограничения максимального расхода сетевой воды на ввод.

7— обратный клапан.

8 — корректирующий подмешивающий насос.

9 — теплосчетчик.

10 — датчик температуры.

11— датчик расхода воды.

12— сигнал ограничений максимального расхода воды из тепловой сети на ввод.

13 — датчик давления воды в трубопроводе.

14 — регулятор ограничений максимального расхода воды на ввод (прямого действия).

14а — датчик расхода воды в виде сужающего устройства (камерная диафрагма).

15— регулятор подачи теплоты на отопление,

16 — задвижка, нормально закрытая.

17— регулятор подачи теплоты на горячее водоснабжение (прямого действия).

18 — сигнал включения насоса при закрытии клапана К-2.

19 — регулятор перепада давлений (электронный).

20 — водоподогреватель отопления.

21 — водомер горячеводный.

22— подпиточный насос отопления.

23— регулятор подпитки.

24—предохранительный клапан. 25—циркуляционный насос отопления.

Регулирование отпуска теплоты.

 

Предусматривается следующее  регулирование отпуска теплоты: центральное – на источнике теплоты, групповое – в узлах регулирования или ЦТП, индивидуальное – в ИТП.

Для водяных тепловых сетей  следует предусматривать, как правило, качественное регулирование отпуска теплоты по нагрузке отопления или по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения согласно графику изменения температуры воды в зависимости от температуры наружного воздуха. В обоих случаях центральное качественное регулирование отпуска теплоты ограничивается наименьшими температурами воды в подающем трубопроводе, необходимыми для подогрева воды, поступающей в системы горячего теплоснабжения потребителей.

- для закрытых систем  теплоснабжения – не менее  70⁰С;

- для открытых систем  теплоснабжения – не менее  60⁰С, (4).

Центральное качественной регулирование  отпуска теплоты по совмещённой  нагрузке отопления и горячего водоснабжения применяется если .

 

Суммарные  тепловые нагрузки

 

Тепловые нагрузки и их доли (отношения), Вт	Микрорайон  I	Микрорайон  II	Микрорайон III	Микрорайон IV
	2572812	3337186	1893540	1512408
	1280795	2377546	899934	919843
	0,49	0,72	0,47	0,60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Построение температурного графика

 

Этот график используется для регулирования  отпуска теплоты, когда у потребителей имеется несколько тепловых нагрузок.

График делится на две зоны:

1-ая зона высоких температур наружного воздуха, в котором температура сетевой воды  постоянная. Регулирование в этой зоне количественное.

2-ая зона низких температур наружного воздуха, в котором температуры сетевой воды имеют зависимость от температуры наружного воздуха. Регулирование при этом качественное.

 

Для зависимых  схем присоединения отопительных установок  к тепловым сетям температуру  воды в подающей и обратной магистралях  в течение отопительного периода и температуру воды перед отопительной системой, т.е. в диапазоне температур наружного воздуха от +8⁰С до , рассчитывают по формулам:

 

Температура воды в подающем трубопроводе:

 

 

 

где температурный напор нагревательного прибора при расчётной температуре   воды в отопительной системе, ⁰С:

 

 

 

 

где τ_см – температура воды в подающей (после смесительного устройства) линии   системы отопления, ⁰С, τ₂ – температура воды в обратной линии системы    отопления, ⁰С);

 

Температура воды в обратном трубопроводе:

 

 

 

где     ∆τ – расчётный  перепад температур воды в тепловой сети, ⁰С:

 

 

 

 

 

Температура  воды перед отопительной системой:

 

 

 

1. При 

 

 

 

 

 

 

2. При 

 

 

 

 

 

 

3. При 

 

 

 

 

 

 

4. При 

 

 

 

 

 

 

5. При 

 

 

 

 

 

 

6. При 

 

 

 

 

 

 

7. При 

 

 

 

 

 

 

8. При 

 

 

 

 

 

 

Температура воды в подающем и обратном трубопроводе, и температура воды перед отопительной системы в зависимости от температуры наружного воздуха.

 

Температура сетевой воды ,
	+8	+5	0	-5	-10	-15	-20	-25	-30
	49,56	58,79	72,64	86,14	99,05	111,63	124,8	136,69	150
	32,89	37,12	42,64	47,8	52,38	56,63	61,5	65,02	70
	38,10	43,89	52,01	59,78	66,96	73,82	81,25	87,42	95

 

 

По данным значениям, составим температурный график воды в подающем и обратном трубопроводе, и воды перед отопительной системы.

 

 

 

5. Гидравлический расчет тепловой сети.

 

1. Задачи гидравлического расчета.

Гидравлический  расчет является одним из важнейших  разделов проектирования к эксплуатации тепловой сети.

При проектирование в задачу гидравлического расчета входит:

• Определение диаметров трубопровода;
• Определение падения давления (напора) по длине трубопровода;
• Определение давлений  (напоров) в любой точке трубопровода;
• Увязка всех точек системы при статическом и динамическом режимах с целью обеспечения допустимых давлений и требуемых напоров в сети и абонентских сетях.

 

Результаты гидравлического расчета  дают возможность определить:

1. Возможность радиус передачи теплоты.
2. Пределы колебаний давлений в трубопроводах в увязке с допускаемыми давлениями для каждого оборудования.
3. Схему присоединения потребителей теплоты.
4. Требования к оборудованию на ТЭЦ (РТС) , котельной, в тепловой сети и потребителей теплоты.
5. Капиталовложения на сооружение тепловой сети.
6. Параметры работы приборов автоматического регулирования тепловой сети и потребителей теплоты.

 

В гидравлическом расчете водяных  тепловых сетей, при отсутствии данных для экономического обоснования  удельные потери давлений на трение в  трубопроводах.

Рекомендуется принимать:

• Для участков расчетной магистрали от источника тепла до наиболее удельного потребителя

Rл ≤ 80 Па/м (∆h≤ 8 кгс/(м²*м)

• Для ответвлений от расчетной магистрали по располагаемому давлению, не более

Rл ≤ 300 Па/м (∆h≤ 30 кгс/(м²*м)

 

2. Определение расчетных расходов сетевой воды.

 

Расчётные расходы теплоносителя (воды) определяют в зависимости  от назначения тепловой сети, вида системы теплоснабжения (открытая или закрытая), применяемого графика температур, а также схемы включения подогревателей горячего водоснабжения при закрытых системах теплоснабжения.

При 0,2 < < 1,0 – водонагреватели присоединяются по двухступенчатой

последовательной и смешанной  схеме в зависимости от принятого  режима регулирования отпуска теплоты  в тепловых сетях.

 

1. Расчётный расход воды на отопление микрорайонов

 

 

 

где  расчётная тепловая нагрузка отопления, Вт,

 

температуры воды в подающем и обратном трубопроводах, ⁰С,

с = 4,19  –  удельная теплоёмкость воды, кДж/(кг∙⁰С)

 

Микрорайон I:

 

 

Микрорайон II:

 

 

Микрорайон III:

 

 

Микрорайон IV:

 

 

2. Расчётный расход воды на вентиляцию микрорайонов

 

 

 

где  расчётная тепловая нагрузка отопления, Вт.

 

Микрорайон I:

 

 

Микрорайон II:

 

 

Микрорайон III:

 

 

Микрорайон IV:

 

 

3. Расчётный расход воды на ГВС зданий

 

Максимальный  расход сетевой воды

 

 

 

где  - температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети в точке излома температурного графика, . Принять равной 70 при регулировании по отопительной нагрузке.

- температура воды в обратном трубопроводе тепловой сети после системы отопления в точке излома температурного графика, . При регулировании по отопительной нагрузке это значение взять из рисунка 1.

 

 

Микрорайон I:

 

 

Микрорайон II:

 

 

Микрорайон III:

 

 

Микрорайон IV:

 

 

4. Суммарный расчетный расход сетевой воды

 

 

 

Микрорайон I:

 

 

Микрорайон II:

 

 

Микрорайон III:

 

 

Микрорайон IV:

 

 

Расчетный расход сетевой воды , т/ч	Микрорайон  I	Микрорайон  II	Микрорайон III	Микрорайон IV
	27,56	35,7	20,3	16,2
	4,96	0,91	1,56	1,8
	5,99	40,03	15,2	15,48
	38,51	76,64	37,06	33,48

 

 

 

3. Методика и порядок проведения гидравлического расчета.

 

1. Вычерчивается расчетная схема тепловой сети (без масштаба) с указанием источника теплоты (начало движения теплоносителя) и потребителей (абонентов). На расчетной схеме указываются неподвижные опоры, компенсаторы, теплофикационные камеры.
2. Определяются расходы теплоносителя для всех абонентов тепловой сети на отопление, вентиляцию и ГВС.
3. Разбивают сеть на участки. Проставляют расход теплоносителя и длину на каждом участке. Расчет ведется сначала на основной магистрали, то есть наиболее нагруженной и удаленной.
4. Расчет ведем в табличной форме. По нормируемому среднему значению удельной потери давления (∆h) Rл Па/м к расходу теплоносителя, пользуясь таблицами гидравлического расчета трубопроводов для каждого участка определяем наружный диаметр (Dн*s) мм, и условный (Dу, мм) диаметр, скорость движения теплоносителя и фактическое значение Rл Па/м.