Для производственных зданий m=25¸30 % и требует учета в расчетах.

Значение коэффициента инфильтрации зависит от конструктивных характеристик здания и климатических условий района:

, (1.10)

где b – постоянная инфильтрации, (35¸40)·10-3 , с/м;

Н – высота здания, м;

Тн, Тв – температуры наружного воздуха и воздуха внутри здания, К;

- средняя скорость ветра в данном климатическом районе (для наиболее холодного месяца отопительного периода), м/с;

Внутренние тепловыделения для жилых зданий незначительны по

величине и носят случайный характер, поэтому в явном виде внутренние тепловыделения для жилых зданий в расчетах не учитывают (учитывают путем корректировки qО).

Внутренние тепловыделения в производственных зданиях значительны по величине и носят постоянный характер: работа термических установок и печей, остывание деталей и изделий, превращение механической энергии в тепловую, интенсивное освещение и прочее.

Внутренние тепловыделения в производственных зданиях учитываются путем корректировки значения отопительной характеристики зданий qО, что учтено в справочных данных, т. е. в явном виде величина внутренних тепловыделений в расчетах отсутствует.

При отсутствии величины внутренних тепловыделений Qвн уравнение (1.2) упрощается:

. (1.11)

С учетом соотношения (1.9) уравнение (1.11) примет вид:

. (1.12)

После подстановки в (1.11) выражения (1.6) формула для расчета расхода теплоты на отопление зданий принимает вид:

. (1.13)

1.2.2 Расчетные расходы теплоты на отопление зданий

Расчетный расход теплоты на отопление соответствует наиболее низкой температуре наружного воздуха, т. е. является максимальным расходом теплоты (обозначение или ). В соответствии с формулой (1.13) расчетный расход теплоты на отопление представляется в следующем виде:

, (1.14)

где - усредненная расчетная температура воздуха внутри отапливаемого помещения, принимаемая в соответствии с санитарными нормами;

- расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления.

Значение вычисляется в соответствии со СНиП 2.01.01-82 «Строи-

тельная климатология и геофизика» как средняя температура наиболее холод-

ных пятидневок из 8 наиболее холодных зим за последние 50 лет.

Продолжительность отопительного периода () в соответствии со СНиП 2.01.01-82 определяется по числу дней в году с устойчивой среднесуточной температурой +8 ОС и ниже.

Наружная температура +8 ОС считается также расчетной температурой начала и конца отопительного периода .

Для г. Днепропетровска: =4200 ч, = -23 ОС

При любой другой наружной температуре , отличающейся от , расход теплоты на отопление определяется по расчетному расходу теплоты путем пересчета пропорционально разности температур:

. (1.15)

При отсутствии данных о типе застроек и наружных объемах жилых и общественных зданий СНиП 2.04.07-86 «Тепловые сети» рекомендует расчетный расход теплоты на отопление вновь проектируемого жилого массива определять по формуле:

, (1.16)

где - укрупненный показатель максимального расхода теплоты на отопление 1 м2 жилой площади (для г. Днепропетровска =83 Вт/м²);

Fж - общая жилая площадь массива, м2;

- коэффициент, учитывающий расход теплоты на отопление общественных зданий, составляющих инфраструктуру жилого массива (детские, учебные, медицинские, торговые и культурные учреждения), .

При проектировании системы отопления района расчетный расход теплоты на отопление вычисляется отдельно для жилых, общественных и производственных зданий, а затем суммируются:

. (1.17)

1.3 Определение расхода теплоты на вентиляцию

Расход теплоты на вентиляцию обусловлен необходимостью подогревать

воздух, нагнетаемый в помещения в зимнее время, с целью воздухообмена.

Расход теплоты на вентиляцию жилых зданий, не имеющих специальной приточной системы вентиляции, не превышает 5-10 % от расхода теплоты на отопление и учитывается поправкой величины удельной отопительной характеристики здания .

Расход теплоты на вентиляцию производственных и общественных зданий, располагающих приточной системой вентиляции, составляет значительную долю от суммарного потребления теплоты и требует специального расчета.

В частности, расход теплоты на вентиляцию можно определить по следующей формуле:

, (1.18)

где m – кратность обмена воздуха в вентилируемых помещениях;

Vв – вентилируемый внутренний объем здания;

сВ – объемная теплоемкость воздуха;

В формуле (1.18) произведение m·Vв·сВ можно отнести к единице объема здания по наружному обмеру Vн, что дает удельный расход теплоты на вентиляцию здания:

. (1.19)

Величина представляет собой расход теплоты на вентиляцию здания, отнесенный к 1 м3 здания по наружному обмеру, при разности температур внутреннего и наружного воздуха в один градус.

В литературе значение называют также удельной вентиляционной характеристикой здания и удельной тепловой характеристикой здания при проектировании систем вентиляции.

В соответствии с понятием удельного расхода теплоты на вентиляцию формулу для расхода теплоты можно представить в следующем виде:

(1.20)

Значения для различных производственных и общественных зданий

приведены в литературе [1, приложение 4].

Расчетный (максимальный) расход теплоты на вентиляцию определяется в зависимости от характера и интенсивности вредных выделений в вентилируемых помещениях здания. Возможны два варианта определения расчетного расхода теплоты на вентиляцию:

1. Для зданий, в которых характер вредных выделений не допускает даже кратковременного снижения интенсивности воздухообмена, вентиляция осуществляется без ограничений, а расчетный расход теплоты на вентиляцию составит:

. (1.21)

Под вентиляцией без ограничений подразумевается подача воздуха в помещения в полном объеме, вплоть до самой низкой температуры наружного воздуха tро. К зданиям, вентилируемым без ограничения, относятся производственные цеха и помещения с большой интенсивностью выделений вредных веществ или с выделением токсичных веществ.

2. В зданиях, где вентиляция может быть ограничена при минимальных температурах наружного воздуха, вентиляция осуществляется с ограничением, а расчетный расход теплоты на вентиляцию составит:

, (1.22)

где - расчетная температура наружного воздуха при проектировании систем вентиляции.

Расчетная температура наружного воздуха при проектировании систем вентиляции в соответствии со СНиП 2.01.01-82 вычисляется как средняя температура 15% времени отопительного периода с наиболее низкой температурой наружного воздуха, т. е., например, для г. Днепропетровска из климатических таблиц выбирается 630 ч (4200ˣ0,15) с наиболее низкой температурой и за этот период температура усредняется (для г. Днепропетровска = -9 ОС).

В том случае, если температура наружного воздуха становится ниже , а характер вредных выделений в помещениях допускает ограничение вентиляции, расход теплоты на вентиляцию сохраняется на постоянном уровне путем сокращения кратности воздухообмена. При этом минимальная кратность воздухообмена соответствует температуре и определяется из соотношения:

, (1.23)

где - расчетная кратность воздухообмена.

При отсутствии данных о типах застроек и наружных объемах общественных зданий для вновь проектируемого жилого массива СНиП 2.04.07-86 «Тепловые сети» рекомендуют определение расчетного расхода теплоты на вентиляцию общественных зданий, расположенных в жилом массиве, по формуле:

, (1.24)

где - коэффициент, учитывающий расход теплоты на вентиляцию общественных зданий (=0,6), остальные обозначения такие же, как и в формуле (1.16).

1.4 Определение расхода теплоты на горячее водоснабжение

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:

, (1.25)

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 ОС 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 ОС, нормы расхода горячей воды пересчитываются по формуле, учитывающей соотношение разности температур:

, (1.26)

где - отличающаяся от 60 ОС 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 ОС, а средняя температура для расчета принимается 65 ОС;

• 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 ОС, а средняя температура для расчета принимается 55 ОС.

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

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 ОС);

b - 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:

. (1.29)

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:

Количество сеток

10¸20

21¸30

>30

Тз, ч

2

3

4

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 Д1max – максимальный расход пара на самый мощный агрегат производства;

Д2max - 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:

, (1.34)

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 ОС 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):

, (1.45)

интервал построения от = +8 ОС до (для г. Днепропетровска=-23 ОС).

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

• для потребителей, допускающих ограничение вентиляции:

, (1.46)

интервал построения графика от = +8 ОС до (для г. Днепропетровска = -9 ОС), при < ;

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

, (1.47)

интервал построения графика от =+8 ОС до .

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

Qс=Qо+Qв=f(tн). (1.48)

4.  По климатическим таблицам района определяется время , в течение ко-торого та или иная температура наружного воздуха и температуры ниже ее держатся в течение отопительного периода, т. е. время отопительного периода с температурой наружного воздуха, равной или ниже .

5.  На оси абсцисс (см. рис. 1.1 б) восстанавливают вертикали и на вертикаль проектируют тепловую нагрузку, соответствующую . Совокупность точек пересечения нагрузок и вертикалей для ряда температур очерчивают плавной линией (см. рис. 1.1 б), которая является графиком продолжительности сезонных тепловых нагрузок, т. е. показывает продолжительность проявления той или иной тепловой нагрузки в течение сезона.

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;

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5