Расход теплоты на горячее водоснабжение

Средняя часовая тепловая нагрузка горячего водоснабжения потребителя тепловой энергии Q hm , Гкал/ч, в отопительный период определяется по формуле:

Q hm =/T(3.3)

a= 100 л/сут - норма затрат воды на горячее водоснабжение;

N =4 - количество человек;

Т = 24 ч – продолжительность функционирования системы горячего водоснабжения абонента в сутки, ч;

t c - температура водопроводной воды в отопительный период, °С; при отсутствии достоверной информации принимаетсяt c = 5 °С;

Q hm =100∙4∙(55-5)∙10 -6 /24=833,3∙10 -6 Гкал/ч= 969 Вт

3.3 Общий расход теплоты и расход газа

Для проектирования выбирается котел двухконтурный. При расчете расхода газа учитывается, что котел на отопление и ГВС работает раздельно, то есть при включении контура ГВС контур отопления отключается. Значит общий расход теплоты будет равен максимальному расходу. В данном случае максимальный расход теплоты на отопление.

1. ∑Q = Q omax = 6109 ккал/ч

2. Определим расход газа по формуле:

V =∑Q /(η ∙Q н р), (3.4)

где Q н р =34 МДж/м 3 =8126 ккал/м 3 - низшая теплота сгорания газа;

η – КПД котла;

V = 6109/(0,91/8126)=0,83 м 3 /ч

Для коттеджа выбираем

1. Котел двухконтурный АОГВ-8, тепловая мощность Q=8 кВт, расход газа V=0,8 м 3 /ч, номинальное входное давление природного газа Рном=1274-1764 Па;

2. Плита газовая, 4-х конфорочная, ГП 400 МС-2п, расход газа V=1,25м 3

Общий расход газа на 1 дом:

Vг =N∙(Vпг ∙Kо +V2-котла ∙ К кот), (3.5)

где Kо=0,7-коэффициент одновременности для газовой плиты принимаемый по таблице в зависимости от количества квартир;

К кот =1- коэффициент одновременности для котла по таблице 5 ;

N-количество домов.

Vг =1,25∙1+0,8∙0,85 =1,93 м 3 /ч

Для 67 домов:

Vг =67∙(1,25∙0,2179+0,8∙0,85)=63,08 м 3 /ч

3.4 Расчетные тепловые нагрузки школы

Расчет нагрузок на отопление

Расчетную часовую тепловую нагрузку отопления отдельного здания определяем по укрупненным показателям:

Q o =η∙α∙V∙q 0 ∙(t п -t o)∙(1+K и.р.)∙10 -6 (3.6)

где - поправочный коэффициент, учитывающий отличие расчетной температуры наружного воздуха для проектирования отопленияt o отt o = -30 °С, при которой определено соответствующее значение, принимается по приложению 3 , α=0,94;

V- объем здания по наружному обмеру,V=2361 м 3 ;

q o - удельная отопительная характеристика здания приt o = -30 °, принимаемq o =0,523 Вт/(м 3 ∙◦С)

t п - расчетная температура воздуха в отапливаемом здании, принимаем 16°С

t о - расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления (t о =-34◦С)

η- КПД котла;

K и.р - расчетный коэффициент инфильтрации, обусловленной тепловым и ветровым напором, т.е. соотношение тепловых потерь зданием с инфильтрацией и теплопередачей через наружные ограждения при температуре наружного воздуха, расчетной для проектирования отопления. Рассчитывается по формуле:

K и.р =10 -2 ∙ 1/2 (3.7)

где g- ускорение свободного падения, м/с 2 ;

L-свободная высота здания, принимаем равной 5 м;

ω - расчетная для данной местности скорость ветра в отопительный период, ω=3м/с

K и.р =10 -2 ∙ 1/2 =0,044

Q o =0,91∙0,94∙2361∙(16+34)∙(1+0,044)∙0,39 ∙10 -6 =49622,647∙10 -6 Вт.

Расчет нагрузок на вентиляцию

При отсутствии проекта вентилируемого здания расчетный расход те плоты на вентиляцию, Вт [ккал/ ч], определятся по формуле для укрупненных расчетов:

Q в = V н ∙q v ∙(t i - t о), (3.8)

где V н - объем здания по наружному обмеру, м 3 ;

q v - удельная вентиляционная характеристика здания, Вт/(м 3 ·°С) [ккал/(ч·м 3 ·°С)], принимается по расчету; при отсутствии данных по табл. 6 для общественных зданий ;

t j , - средняя температура внутреннего воздуха вентилируемых помещений здания, 16 °С;

t о, - расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, -34°С,

Q в = 2361∙0,09(16+34)=10624,5

где M – расчетное количество потребителей;

a – норма расхода воды на горячее водоснабжение при температуре

t г = 55 0 С на одного человека в сутки, кг/(сут×чел);

b – расход горячей воды с температурой t г = 55 0 С, кг (л) для общественных зданий, отнесенный к одному жителю района; при отсутствии более точных данных рекомендуется принимать b = 25 кг в сутки на одного человека, кг/(сут×чел);

c p ср =4,19 кДж/(кг×К) – удельная теплоемкость воды при ее средней температуре t ср = (t г -t х)/2;

t х – температура холодной воды в отопительный период (при отсутствии данных принимается равной 5 0 С);

n c – расчетная длительность подачи теплоты на горячее водоснабжение, с/сут; при круглосуточной подаче n c =24×3600=86400 с;

коэффициент 1,2 учитывает выстывание горячей воды в абонентских системах горячего водоснабжения.

Q гвс =1,2∙300∙ (5+25) ∙ (55-5) ∙4,19/86400=26187,5 Вт

В соответствии с Постановлением Правительства РФ от 13.05.2013 № 406 « О государственном регулировании тарифов в сфере водоснабжения и водоотведения» при централизованной системе горячего водоснабжения в закрытой системе устанавливается двухкомпонентный тариф на горячую воду, состоящий из « компонента на холодную воду » (руб./м 3) и « компонента на тепловую энергию » (руб./Гкал).Ресурсоснабжающая организация, поставляющая горячую воду, производит расчеты с исполнителем коммунальных услуг (управляющая компания, ТСЖ) за 2 ресурса:· холодная вода – по тарифу на « компонент холодная вода»;· тепловая энергия – по тарифу на « компонент тепловая энергия».Значение компонента на холодную воду рассчитывается органом регулирования тарифов исходя из тарифа на холодную воду.Значение компонента на тепловую энергию определяется органом регулирования тарифов в соответствии с методическими указаниями на основании следующих составляющих:· тариф на тепловую энергию;· расходы на содержание централизованных систем горячего водоснабжения на участке от центральных тепловых пунктов (включительно), на которых осуществляется приготовление горячей воды, до точки на границе эксплуатационной ответственности абонента и регулируемой организации в случае, если такие расходы не учтены в тарифе на тепловую энергию; · стоимость потерь тепловой энергии в трубопроводах на участке от объектов, на которых осуществляется приготовление горячей воды, в том числе от центральных тепловых пунктов, включая содержание центральных тепловых пунктов, до точки на границе эксплуатационной ответственности абонента и регулируемой организации в случае, если такие потери не учтены при установлении тарифов на тепловую энергию;· расходы, связанные с транспортировкой горячей воды.Исполнители коммунальных услуг в соответствии с « Правилами предоставления коммунальных услуг собственникам и пользователям помещений в многоквартирных домах и жилых домов», утвержденными Постановлением Правительства РФ от 6 мая 2011 г. № 354 (далее — Правила), осуществляют расчет размера платы за коммунальную услугу по горячему водоснабжению за объем потребленной горячей воды в кубических метрах.В соответствии с Правилами размер платы (P i) за коммунальную услугу по горячему водоснабжению, в помещении, оборудованном индивидуальным прибором учета горячей воды, определяется по формуле:P i = V i n * Т к p (1 ),где:V i n — объем (количество) потребленного за расчетный период в i-м жилом или нежилом помещении коммунального ресурса, определенный по показаниям индивидуального прибора учета;Т к p — тариф на коммунальный ресурс.Так как тариф на коммунальный ресурс « горячая вода» устанавливается в виде двух компонентов, исполнитель коммунальных услуг с потребителями горячей воды производит расчет за компоненты: холодная вода и тепловая энергия для нужд горячего водоснабжения.Количество тепловой энергии (Гкал/м 3) для нужд горячего водоснабжения в расчете на 1м 3 , как правило, исполнителем коммунальных услуг определяется на основании общедомовых (коллективных) показаний приборов учета горячей воды и тепловой энергии в горячей воде. Следует отметить, что исполнитель коммунальных услуг производит расчеты с ресурсоснабжающей организацией на основании показаний тех же самых общедомовых (коллективных) приборов учета горячей воды и тепловой энергии в горячей воде.Потребленное количество тепловой энергии в горячей воде в i–помещении (Гкал) определяется умножением количества горячей воды по индивидуальному прибору учета (м 3) на удельный расход тепловой энергии в горячей воде (Гкал/м 3).Объем горячей воды, определенный по индивидуальному прибору учета (м 3), умножается на тариф « компонент на холодную воду» (руб./м 3) — это плата за холодную воду в составе горячей воды.Объем тепловой энергии в потребленной горячей воде (Гкал) умножается на тариф « компонент на тепловую энергию» (руб./Гкал) — это плата за тепловую энергию в составе горячей воды.В соответствии с информационным письмом ФСТ России от 18 ноября 2014 г. № СЗ-12713/5 « По вопросу регулирования тарифов на горячую воду в закрытой системе горячего водоснабжения на 2015 год», говорится, что органы исполнительной власти субъектов РФ в области государственного регулирования цен (тарифов) вправе принять решение об установлении тарифов на горячую воду в закрытой системе горячего водоснабжения в расчете на 1 куб. м. При этом, расчет тарифа на горячую воду (Т гвс) на 1 м 3 производится по формуле:Т гвс = Т хвс * (1 +К пв) + УС цтп + Т т/э *Q т/э (2 ),где:Т хвс — тариф на холодную (руб./куб. м);Т т/э — тариф на тепловую энергию (руб./Гкал);К пв — коэффициент, учитывающий потери воды в закрытых системах теплоснабжения от центральных тепловых пунктов до точки подключения;УС цт — удельные расходы на содержание систем горячего водоснабжения от центральных тепловых пунктов до границ балансовой принадлежности потребителей (без учета потерь) в случае, если такие расходы не учтены в тарифах на тепловую энергию (мощность), в расчете на 1 куб. м;Q т/э — количество тепла, необходимого для приготовления одного кубического метра горячей воды (Гкал/куб. м).При этом, количество тепла для приготовления одного кубического метра горячей воды (Q т/э), определяется расчетным путем с учетом теплоемкости, давления, температуры, плотности воды, потерь тепловой энергии в стояках и полотенцесушителях.Таким образом, начисление в квитанции за горячую воду зависит от того, в каком виде органом регулирования установлен тариф на горячую воду: за два компонента (холодная вода и тепловая энергия) или за кубический метр.В вопросе приведены размеры начислений за 2 компонента (холодная вода и тепловая энергия), но не указаны муниципальное образование и тарифы за компоненты. Если предположить, что потребление горячей воды составило 10 м 3 , то тариф на « компонент холодная вода» составляет 331руб. / 10 м 3 = 33,10руб./м 3 .Если предположить, что тариф на компонент « тепловая энергия» составляет 1800 руб./Гкал, количество потребленной тепловой энергии составляет:1100 руб. /1800 руб./Гкал = 0,611 Гкал,соответственно на нагрев 1 м 3 горячей воды расход тепловой энергии составил 0,611Гкал / 10 м 3 = 0,0611 Гкал/м 3 . Главный экономист ГК « Юрэнерго» Исаева Т. В.

Совет дома по улице Гоголя, 34, руководствуясь положениями федеральных законов, постановлений правительства РФ и данными приборов учета тепловой энергии, произвел расчеты, которые показали, что за тепловую энергию жильцы многоквартирных домов переплачивают в несколько раз.

Приводим расчеты горячего водоснабжения, сделанные советом дома по улице Гоголя, 34.

Рассмотрим единичную систему ГВС (емкостью 1 м 3) с подачей горячей воды t 100 о С от ТЭЦ в ЦТП для нескольких домов.

Из ЦТП вода подается в дом 65 о С и возвращается в ЦТП t 55 о С. Разница температур составляет t = 65 - 55 = 10 о С.

За счет охлаждения и передачи тепла дому за один цикл система теряет 0,01 Гкал, которую нужно восполнить. 1 м 3 65-градусной воды состоит из 0,65 м 3 100-градусной воды и 0,35 м 3 холодной воды. Следовательно, добавка 0,01 Гкал должна быть за счет изменения пропорции на 0,25 м 3 холодной воды и 0,75 м 3 100-градусной воды.

За каждый оборот циркуляции системы счетчик добавляет к показателям Н1 значение, равное 0,075 - 0,055 = 0,02 (Гкал), хотя мы восполнили лишь 0,01 Гкал.

Рассмотрим реальный пример (1 м 3 весит примерно 1 тонну).

Исходные данные: V1 - М1 = 2925,6 2874,53 = 51,07 м 3 - объем системы; V1 - V2 = 2925,6 - 2733,4 = 192,2 м 3 объем добавленной в систему воды для восполнения потерь тепла; М1 - М2 = 2874,53 - 2690,44 = 184,09 т; Н1 = 22,925 Гкал; Т = 62,06 - 57,82 = 4,24 0 С.

Расчет:

1. Вода за 1 цикл остывает на 4,24 0 С, а потери тепла составят 0,00424 Гкал.
2. Добавка тепла для системы на 1 м 3 на каждый из следующих циклов составит: 0,065 + 0,00424 = 0,06924 Гкал.
3. Потребленное тепло, которое подлежит оплате при расходе воды 192 м 3 , составит: 0,06924 х 192,2 = 13,31 Гкал.
4. Потребленное тепло на ГВС: 0,055 х 192,2 = 10,57 Гкал.
5. Потребленное тепло на отопление (полотенцесушители, трубы ГВС и т. д.): 13,31 - 10,57 = 2,74 Гкал.
6. Оборотное тепло (начисленное за счет циркуляции), которое не подлежит оплате: 22,925 - 13,31 = 9,615 Гкал.

Очевидно, счетчик тепла с неверным алгоритмом не применим к оборотной системе ГВС и дает завышенное значение за счет циркуляции. Кроме того: объем добавленной в систему воды 100 о С для восполнения потерь тепла при отоплении, равный 123,6 м 3 , остывший до 57,3 о С, перетекает в систему ГВС и оплачивается нами еще раз как потребленная горячая вода.

V - 123,6 м 3 должен быть вычтен из расхода дома объема ГВС (192,2 -123,6 = 68,6 м 3). И тогда затраты на ГВС: 0,06924 х 68,6 = 5,7 Гкал; 0,055 х 68,6 = 3,77 Гкал - затраты на непосредственно горячую воду; 5,7 - 3,77 = 2 Гкал - на отопление полотенцесушителей; 22,925 - 5,7 = 17,225 Гкал - тепло, не подлежащее оплате.

Наш комментарий

Как из расчетов платежей за отопление, так и из расчетов по водоснабжению с очевидностью следует, что в существующей схеме теплоснабжения счетчики тепловой энергии не применимы и использоваться не должны. А если и используются, из их показаний следует вычитать собственное тепло, циркулирующее в домах. Эти расчеты специалистов-теплотехников из совета дома по улице Гоголя, 34 помогли нам убедиться в правоте прежде всего своей позиции. Мы бесчисленное количество раз писали, что и тарифы, и нормативы на тепло завышены в несколько раз, что при этих нормативах получается, что жилые дома в городе потребляют тепла гораздо больше, чем производят ТЭЦ и котельные (из расчетов увидели, за счет чего - как раз за счет собственного тепла домов, которое многократно включается в норматив). И так далее.

Мы прекрасно осознаем: публикация расчетов означает, что платежи должны быть резко снижены. Нынешние суммы не обоснованы ни экономическими постулатами, ни здравым смыслом. Они - заурядный грабеж, позволяющий поставщикам тепла жить, ни о чем не заботясь. Ни о голых трубах, ни о теплом асфальте в лютые морозы, ни о гейзерах по всему городу. Все это легко и с лихвой покрывается платежами населения.

Расход теплоты на горячее водоснабжение – круглогодовая тепловая нагрузка, т.е. практически не изменяется в течение года, однако существенно изменяется в течение суток и дней недели. В связи этим тепловую нагрузку горячего водоснабжения оценивают средней величиной – средненедельной тепловой нагрузкой.

Средний, т.е. средненедельный, расход теплоты на горячее водоснабжение жилых, общественных и производственных зданий определяется по формуле:

Где – суточная норма расхода горячей воды на одного человека или на единицу потребления (койка в больнице, посадочное место в столовой и т.п.);

- число потребителей горячего водоснабжения;

- теплоемкость воды;

- температура горячей воды;

- температура холодной воды, которая используется для подготовки горячей воды;

- расчетная длительность подачи теплоносителя на горячее водоснабжение в течение суток (суточная норма подачи горячей воды, которая зависит от характера потребления и наличия теплоаккумулирующих

Устройств).

Нормы расхода горячей воды с температурой подачи 60 О С приведены в СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий» и в литературе 1, приложение 6. При подаче горячей воды с другой температурой, отличающейся от 60 О С, нормы расхода горячей воды пересчитываются по формуле, учитывающей соотношение разности температур:

, (1.26)

Где - отличающаяся от 60 О С температура горячей воды.

Допустимый интервал изменения температуры подачи горячей воды определяется санитарными нормами и правилами техники безопасности:

При подаче горячей воды непосредственно из тепловой сети интервал изменения температуры подачи составляет 65÷75 О С, а средняя температура для расчета принимается 65 О С;

При подаче горячей воды путем подогрева водопроводной воды сетевой водой в теплообменнике местной установки горячего водоснабжения допустимый интервал температур подачи горячей воды составляет 50÷75 О С, а средняя температура для расчета принимается 55 О С.

При отсутствии конкретных данных в проектных заданиях о температуре холодной воды ее принимают в отопительный период 5 О С, а в летний период 15 О С.

При отсутствии данных о количестве и типах жилых и общественных зданий во вновь проектируемом жилом районе средний расход теплоты на горячее водоснабжение в течение отопительного (зимнего) периода определяется по формуле:

, (1.27)

Где 1,2 – коэффициент, учитывающий потери теплоты в местных установках горячего водоснабжения;

24 – длительность подачи (в часах) теплоты на горячее водоснабжение в течение суток;

– норма расхода горячей воды в общественные здания, отнесенная к

Одному жителю района (при отсутствии данных принимается 25 л/чел·сут);

- число жителей в проектируемом районе.

В летний период расход теплоты на горячее водоснабжение несколько изменяется за счет более высокой температуры холодной воды и миграции населения. Пересчет среднего расхода теплоты на горячее водоснабжение с зимней нагрузки

на летнюю

выполняется по формуле:

, (1.28)

Где

- температуры холодной воды, соответственно, в летний и зимний периоды (+15 и +5 О С);

 - коэффициент, учитывающий миграцию населения в летний период (при отсутствии конкретных данных принимается для жилых и общественных зданий - 0,8, для предприятий – 1,0, для южных и курортных городов - 1,5).

Максимальная тепловая нагрузка горячего водоснабжения определяется по средней тепловой нагрузке с учетом коэффициента неравномерности тепловой нагрузки, который для жилых и общественных зданий принимается в пределах 2,0÷2,4:

Существенным потребителем горячей воды на промышленных предприятиях являются душевые. Максимальный расход горячей воды на душевые зависит от количества душевых сеток и продолжительности зарядки баков-аккумуляторов горячей воды. Формула для определения максимального расхода теплоты на душевые имеет следующий вид:

, (1.30)

Где

- число рабочих, пользующихся душем;

- количество рабочих, приходящихся на одну душевую сетку;

Тз – продолжительность зарядки бака-аккумулятора, который устанавливается при количестве душевых сеток более 10.

Продолжительность зарядки бака-аккумулятора в зависимости от количества сеток составляет:

^ 1.5 Определение расхода теплоты на технологические нужды

Удельные расходы теплоты, вид и параметры теплоносителя для технологических потребителей задаются технологиями на основе норм технологического проектирования. При отсутствии норм удельные расходы теплоты определяются теплотехническими расчетами или опытными данными.

Например, в черной металлургии удельные расходы теплоты составляют:

В коксохимическом производстве  1,00 ГДж/т кокса;

В доменном производстве  0,25 ГДж/т чугуна;

В сталеплавильном производстве  0,13 ГДж/т стали;

В прокатном производстве  0,35 ГДж/т проката.

Основным теплоносителем для технологических потребителей промышленных предприятий является пар различных давлений: 0,4 ÷ 3,5 МПа.

Количество теплоты на технологические нужды определяется объемом выпускаемой продукции:

, (1.31)

Где

- расход теплоты на технологические нужды, не зависящий от объема производства (для поддержания оборудования в рабочем состоянии);

Q – удельный расход теплоты на единицу продукции или на единицу массы продукции (норма расхода теплоты);

П – объем производства.

При вычислении расхода теплоты на технологические нужды необходимо учитывать несовпадение максимальных потреблений теплоты отдельными агрегатами. При отсутствии сменных или суточных графиков расхода теплоты СНиП 2.04.07-86 «Тепловые сети» допускают вводить к суммарному расходу теплоты понижающий коэффициент 0,9.

При отсутствии точных данных о графике работы оборудования, для определения суммарного расхода пара на технологические нужды можно использовать формулу:

, (1.32)

Где Д 1 max – максимальный расход пара на самый мощный агрегат производства;

Д 2 max - максимальный расход пара на второй по мощности агрегат;

- сумма средних расходов пара на остальные агрегаты.

Расход теплоты на технологические нужды, при известном расходе пара, определяется по формуле:

, (1.33)

Где - энтальпия пара, определяемая по таблицам или по is-диаграмме водяного пара.

^ 1.6 Определение годового расхода теплоты

Годовой расход теплоты позволяет оценить энергозатраты на теплоснабжение района:

Где

- соответственно, годовые расходы теплоты на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и технологические нужды.

Годовой расход теплоты на отопление определяется по формуле:

, (1.35)

Где

- средняя тепловая нагрузка за отопительный период;

- продолжительность работы дежурного отопления на промышленных предприятиях (дежурное отопление предназначено для поддержания температуры воздуха внутри отапливаемого помещения не ниже +5 О С в нерабочее время);

- температура внутреннего воздуха при работе дежурного отопления;

- средняя температура наружного воздуха за отопительный период.

Средний расход теплоты за отопительный период определяется на основе расчетного (максимального) расхода теплоты:

, (1.36)

Где - средняя температура наружного воздуха за отопительный период:

, (1.37)

Здесь - продолжительность повторения наружной температуры в тече-

Ние отопительного периода.

Продолжительность повторения отдельных температур наружного воздуха и продолжительность отопительного периода принимаются по климатическим данным района, в котором размещен проектируемый объект.

Для жилых и общественных зданий понятие дежурное отопление отсутствует, т.е. =0, поэтому годовой расход теплоты определятся произведением:

. (1.38)

Годовой расход теплоты на вентиляцию с ограничением определяется по формуле:

, (1.39)

Где - продолжительность отопительного периода с температурой наружного воздуха ниже (от до ) по климатическим данным района;

- средняя температура наружного воздуха в течение отопительного периода, когда температура наружного воздуха держится в интервале от +8 до

. (1.40)

Годовой расход теплоты на вентиляцию без ограничения определяется по формуле:

, (1.41)

Где

- средняя тепловая нагрузка на вентиляцию

. (1.42)

Годовой расход теплоты на горячее водоснабжение определяется по формуле:

, (1.43)

Где - продолжительность года (8760 ч); остальные обозначения такие же, как и в формуле (1.28).

Годовой расход теплоты на технологические нужды определяется по формуле:

, (1.44)

Где Тсм – продолжительность рабочей смены или продолжительность работы теплопотребляющего технологического оборудования в течение смены;

- количество рабочих смен в году.

^ 1.7 Графики тепловых нагрузок

Графики сезонных тепловых нагрузок включают (см. рис. 1.1):

Зависимости сезонных тепловых нагрузок (отопление и вентиляция) от температуры наружного воздуха (см. рис. 1.1 а);

График продолжительности сезонных тепловых нагрузок (см. рис. 1.1 б).

График продолжительности тепловых нагрузок показывает продолжительность повторения тех или иных тепловых нагрузок в течение года. На основе графика продолжительности тепловых нагрузок осуществляют разграничение базисных и пиковых тепловых нагрузок и, соответственно, определяют мощности основного и резервного оборудования источника теплоты.

График продолжительности сезонных тепловых нагрузок строится в следующей последовательности:

1. 
   Стоится график зависимости отопительной тепловой нагрузки от температуры наружного воздуха (линия 1):

Интервал построения от

= +8 О С до (для г. Днепропетровска=-23 О С).

1. 
   Строится график зависимости вентиляционной тепловой нагрузки от температуры наружного воздуха (линия 2):

, (1.46)

Интервал построения графика от = +8 О С до (для г. Днепропетровска = -9 О С), при

;

Для потребителей, не допускающих ограничение вентиляции (на рис. 1.1 а график не показан):

, (1.47)

Интервал построения графика от =+8 О С до .

1. 
   Строится график зависимости суммарной сезонной тепловой нагрузки (на отопление и вентиляцию) от температуры наружного воздуха (линия 3):

Рисунок 1.1 – Графики сезонных тепловых нагрузок: а – зависимости сезонных тепловых нагрузок от температуры наружного воздуха; б – график продолжительности сезонных тепловых нагрузок

Площадь под кривой графика продолжительности тепловых нагрузок, т.е. произведение расхода теплоты Q на длительность подачи теплоты n дает абсолютное количество теплоты, затраченной в течение года на покрытие сезонных тепловых нагрузок

, а отношение

к дает среднюю сезонную тепловую нагрузку за отопительный период:

, (1.49)

Средняя тепловая нагрузка дает основание для определения базисной тепловой нагрузки и, соответственно, выбора тепловой мощности основного оборудования источников теплоты (котельных и ТЭЦ). Тепловая нагрузка сверх средней позволяют выбрать резервное оборудование для покрытия пиковых потреблений теплоты.

Суммарный график продолжительности тепловых нагрузок (см. рис. 1.2) получается в результате совмещения круглогодичных тепловых нагрузок (технологические нужды и горячее водоснабжение) с графиком продолжительности сезонных тепловых нагрузок.

^ Рисунок 1.2 – Суммарный график продолжительности тепловых нагрузок

Площадь под кривой суммарного графика продолжительности тепловых нагрузок соответствует годовому расходу теплоты:

. (1.50)

^ 2 ПРИСОЕДИНЕНИЕ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ К ТЕПЛОВЫМ СЕТЯМ

На схему присоединения потребителей к тепловым сетям, в первую оче-

Редь, оказывают влияние два фактора:

Вид системы теплоснабжения (водяные или паровые);

Вид потребителя (отопление, вентиляция, горячее водоснабжение или техно-логический потребитель).

^ 2.1 Присоединение потребителей к водяным тепловым сетям

По способу использования сетевой воды водяные системы теплоснабжения разделяют на две группы: закрытые и открытые .

В закрытых системах сетевая вода используется только как теплоноситель и из сети не отбирается.

В открытых системах сетевая вода частично или полностью отбирается из сети потребителем, например, для горячего водоснабжения.

По числу линий в тепловой сети водяные системы теплоснабжения разделяют на: однотрубные , двухтрубные , трех- и многотрубные .

Наиболее распространенными являются системы теплоснабжения с двухтрубными тепловыми сетями, включающими подающую и обратную линии.

Однотрубные тепловые сети применяются только в том случае, если теплоноситель полностью используется у потребителя и не возвращается к источнику теплоты (в котельную или ТЭЦ). Например, когда расход сетевой воды на отопление совпадает с расходом воды на горячее водоснабжение, сетевая вода вначале отдает теплоту системе отопления, а затем разбирается потребителями в качестве горячей воды.

Трех- и многотрубные системы теплоснабжения сооружаються в следующих случаях:

При необходимости подачи потребителю сетевой воды с различной температурой;

При больших количествах подачи сетевой воды и наличии значительных пи-

Ковых потреблений теплоты;

При расширении системы теплоснабжения.

Комплекс установок и устройств, предназначенный для присоединения потребителей к тепловым сетям в зависимости от мощности присоединенного потребителя, называется абонентским вводом , местным тепловым пунктом или местной тепловой подстанцией.

По принципу присоединения потребителей к тепловым сетям различают две схемы присоединения: зависимая и независимая .

При зависимой схеме сетевая вода поступает непосредственно в теплопотребляющие установки, например, в отопительные приборы.

При независимой схеме сетевая вода проходит через промежуточный теплообменник, где нагревает вторичный теплоноситель, который направляется в теплоиспользующие установки.

Расчет систем горячего водоснабжения заключается в определении диаметров трубопроводов подающего и циркуляционного, подбора водонагревателей (теплообменников), генераторов и аккумуляторов тепла (при необходимости), определении потребного напора на вводе, подборе повысительных и циркуляционных насосов, если они необходимы.

Расчет системы горячего водоснабжения состоит из следующих разделов:

Определяются расчетные расходы воды и тепла и на основании этого мощность и размеры водонагревателей.

Производится расчет подающей (распределительной) сети в режиме водоразбора.

Сеть горячего водоснабжения рассчитывается в режиме циркуляции; определяются возможности использования естественной циркуляции, и при необходимости определяются параметры и производится подбор циркуляционных насосов.

В соответствии с индивидуальным заданием на курсовое и дипломное проектирование может быть произведен расчет баков-аккумуляторов, сети теплоносителя.

2.2.1. Определение расчетных расходов горячей воды и тепла. Подбор водонагревателей

Для определения поверхности нагрева и дальнейшего подбора водонагревателей требуются часовые расходы горячей воды и тепла, для расчета трубопроводов – секундные расходы горячей воды.

В соответствии с п.3 СНиП 2.04.01-85 секундные и часовые расходы горячей воды определяются по тем же формулам, что и для холодного водоснабжения.

Максимальный секундный расход горячей воды на любом расчетном участке сети определяется по формуле:

- секундный расход горячей воды одним прибором, который определяется:

отдельным прибором – согласно обязательному приложению 2 ;

различными приборами, обслуживающими одинаковых потребителей – по приложению 3 ;

различными приборами, обслуживающими различных водопотребителей, - по формуле:

, (2.2)

- секундный расход горячей воды, л/с, одним водоразборным прибором для каждой группы потребителей: принимается по приложению 3 ;

N i – число водоразборных приборов для каждого вида водопотребителей;

- вероятность действия приборов, определенная для каждой группы водопотребителей;

a – коэффициент, определяемый по приложению 4 в зависимости от общего числа приборов N на участке сети и вероятности их действия Р, которая определяется по формулам:

а) при одинаковых водопотребителях в зданиях или сооружении

, (2.3)

где

- максимальный часовой расход горячей воды в 1 л одним водопотребителем, принимается по приложению 3 ;

U – число потребителей горячей воды в здании или сооружении;

N – число приборов, обслуживаемых системой горячего водоснабжения;

б) при отличающихся группах водопотребителей в зданиях различного назначения

, (2.4)

и N i - величины, относящиеся к каждой группе потребителей горячей воды.

Максимальный часовой расход горячей воды, м 3 /ч, определяется по формуле:

, (2.5)

- часовой расход горячей воды одним прибором, который определяется:

а) при одинаковых потребителях – по приложению 3 ;

б) при различных потребителях – по формуле

, л/с (2.6)

и

- величины, относящиеся к каждому виду потребителей горячей воды;

величина определяется по формуле:

, (2.7)

- коэффициент, определяемый по приложению 4 в зависимости от общего числа приборов N в системе горячего водоснабжения и вероятности их действия P.

Средний часовой расход горячей воды , м 3 /ч, за период (сутки, смена) максимального водопотребления т.ч, определяется по формуле:

, (2.8)

- максимальный суточный расход горячей воды в 1 л одним водопотребителем, принимается по приложению 3 ;

U – количество потребителей горячей воды.

Количество тепла (тепловой поток) за период (сутки, смена) максимального водопотребления на нужды горячего водоснабжения с учетом теплопотерь определяется по формулам:

а) в течение максимального часа

б) в течение среднего часа

и - максимальный и средний часовой расход горячей воды в м 3 /ч, определяемые по формулам (2.5) и (2.8);

t с – расчетная температура холодной воды; при отсутствии данных в здании t принимается равной +5ºС;

Q ht – потери тепла подающими и циркуляционными трубопроводами, кВт, которые определяются расчетом в зависимости от длин участков трубопроводов, наружных диаметров труб, разности температур горячей воды и окружающей трубопровод среды и коэффициента теплопередачи через стенки труб; при этом учитывается КПД теплоизоляции труб. В зависимости от этих величин потери тепла приводятся в различных справочных пособиях.

При расчетах в курсовых проектах потери тепла Q ht подающими и циркуляционными трубами допускается принимать в размере 0,2-0,3 от количества тепла, потребного для приготовления горячей воды .

В этом случае формулы (2.9) и (2.10) примут вид:

а) , кВт (2.11)

б) , кВт (2.12)

Меньший процент теплопотерь принимается для систем без циркуляции. В большинстве гражданских зданий используются скоростные секционные водонагреватели с переменной производительностью, т.е. с регулируемым потребителем теплоносителя. Такие водонагреватели не требуют баков-аккумуляторов тепла и рассчитываются на максимальный часовой тепловой поток

.

Подбор водонагревателей заключается в определении поверхности нагрева змеевиков по формуле:

, м 3 (2.13)

К – коэффициент теплопередачи водонагревателя, принимается по таблице 11.2 ; для скоростных водоводяных водонагревателей с латунными нагревательными трубками величина к может приниматься в пределах 1200-3000 Вт/м кв, ºС, причем меньшая принимается для приборов с меньшим диаметром секций;

µ - коэффициент снижения теплопередачи через теплообменную поверхность из-за отложений на стенках (µ=0,7);

- расчетная разность температур теплоносителя и нагреваемой воды; для противоточных скоростных водонагревателей

º определяется по формуле:

, ºС (2.14)

Δt б и Δt м – большая и меньшая разность температур теплоносителя и нагреваемой воды по концам водонагревателя.

Параметры теплоносителя в зимний расчетный период, когда работают отопительные сети зданий, принимаются в подающем трубопроводе 110-130 ºС и в обратном -70, параметры нагреваемой воды в этот период t c = 5ºC и t c = 60…70 ºC. В летний период теплосеть работает только для приготовления горячей воды; параметры теплоносителя в этот период в подающем трубопроводе 70…80 ºC и в обратном 30…40 ºC, параметры нагреваемой воды и t c = 10…20 ºC и и t c = 60…70 ºC.

При расчете поверхности нагрева водонагревателя может случиться, что определяющим будет летний период, когда температура теплоносителя ниже.

Для емкостных водонагревателей расчет за разность температур определяется по формуле:

, ºC (2.15)

t н и t к – начальная и конечная температура теплоносителя;

t h и t c – температура горячей и холодной воды.

Однако емкостные водонагреватели применяются для производственных зданий. Они занимают много места, в этих случаях могут устанавливать вне помещений.

Коэффициент теплопередачи для таких водонагревателей, согласно таблице 11.2 , составляет 348 Вт/м 2 ºC.

Определяется потребное число стандартных секций водонагревателей:

, шт (2.16)

F – расчетная поверхность нагрева водонагревателя, м 2 ;

f – поверхность нагрева одной секции водонагревателя, принимается по приложению 8 .

Потери напора в скоростном водонагревателе можно определять по формуле:

, м (2.17)

n – коэффициент, учитывающий зарастание трубок, принимается по опытным данным: при их отсутствии при одной чистке водонагревателя в год n=4;

m – коэффициент гидравлического сопротивления одной секции водонагревателя: при длине секции 4 м m=0,75, при длине секции 2 м m=0,4;

n в – число секций водонагревателя;

v – скорость движения нагреваемой воды в трубках водонагревателя без учета их зарастания.

, м/с (2.18)

q h – максимальный секундный расход воды через водонагреватель, м/с;

W общ – общая площадь живого сечения трубок водонагревателя определяется по числу трубок, принимаемому по приложению 8 и диаметру трубок, принимаемому 14 мм.