С определением точки излома

Исходные данные для разработки схем теплоснабжения

1. Задание, выданное руководителем проекта, в котором указываются район строительства, этажность застройки, расчётные параметры теплоносителя, его вид и ряд других показателей.

2. План района города с горизонталями.

3. Климатологические данные. Для заданного города определяют температуры наружного воздуха: расчётную для проектирования отопления (t_o), среднюю за отопительный период (t_от), продолжительность отопительного периода (n_o) час, продолжительность стояния температур наружного воздуха, среднюю за год температуру почвы на глубине прокладки тепловода (0,6–1,6 м) [6, 7, 11, 12].

Тепловые потоки

Тепловые потоки района города определяют исходя из величин жилой площади, числа жителей и плотности населения. Для этого по генплану определяют площади селитебной и промышленной зон. Расчёты сводят в таблицу 1, предполагая, что все административно-общественные здания в селитебной зоне равномерно распределены по району.

Таблица 1

Площади застройки микрорайонов

Общее число жителей проектируемого района

, чел. (1.1)

где: Р – плотность населения, чел/га (задание);

F_общ – суммарная площадь застраиваемых районов, га.

Общая жилая площадь района

, м², (1.2)

где f – норма общей площади жилых зданий на одного человека (f=14,5 м²/чел, см. задание).

Максимальный тепловой поток на отопление равен:

, Вт (1.3)

где: q_o – укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий на 1м², Вт в зависимости от наружной расчётной температуры воздуха для отопления, таблица 2;

k₁ – коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий; k₁ = 0,25 [14].

Таблица 2

Укрупнённые показатели максимального теплового потока на отопление жилых зданий на 1 м² общей площади, Вт [14, прил. 2]

Максимальный тепловой поток на вентиляцию общественных зданий:

, Вт, (1.4)

где k₂ – коэффициент, учитывающий тепловой поток на вентиляцию k₂ = 0,6 [14].

Средний тепловой поток на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий:

, Вт, (1.5)

где: а – норма расхода воды на горячее водоснабжение, при t_г=55 ^оС, на одного человека в сутки, (см. задание), л/чел;

b – норма расхода воды на горячее водоснабжение, потребляемой в общественных зданиях на одного человека в сутки,
b = 25 л/чел;

t_c – температура холодной воды в отопительный период, ^оС (t_c = +5 ^оС);

– удельная теплоёмкость воды, =4,187 кДж/(кг ^оС).

Максимальный тепловой поток на горячее водоснабжение

, Вт. (1.6)

Определяется суммарный расчётный расход теплоты (при наличии аккумуляторов горячей воды берется , а при отсутствии – ).

Для определения расхода теплоты в начале и конце отопительного сезона, т.е. при t_нк = +8 ^оС или t_нк = +10 ^оС [13, п. 7.4], рассчитывается относительный тепловой поток на отопление и вентиляцию при этой температуре:

, (1.7)

где: t_i – средняя температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий;

t_нк – температура наружного воздуха в начале и конце отопительного периода;

t_о – расчётная температура наружного воздуха для проектирования отопления, ^оС.

Тепловые потоки на отопление и вентиляцию при t_нк:

; (1.8)

. (1.9)

Относительный тепловой поток на отопление и вентиляцию при t_от:

, (1.10)

где – средняя температура наружного воздуха за отопительный период, ^оС.

Тепловые потоки на отопление и вентиляцию при :

; (1.11)

. (1.12)

Средний тепловой поток, Вт, на горячее водоснабжение жилых районов населённых пунктов в неотопительный период следует определять по формуле

_, (1.13)

где – температура холодной (водопроводной) воды в неотопительный период = 15 ^оС;

– коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода воды на горячее водоснабжение в неотопительный период по отношению к отопительному периоду, = 0,8 – для жилищно-коммунального сектора; = 1 – для предприятий.

Результаты расчёта тепловых потоков сводят в таблицу 3 (записывают числовые значения величин в МВт (1 МВт = 10⁶ Вт)). Тепловые потери в сетях определяются согласно заданию (3÷10%) от суммарного теплового потока.

Таблица 3

Тепловые потоки в зависимости от t_н

Тепловые потоки	Размерность	Температура наружного воздуха, оС
tо =	tот =	tни =	tнк=	Неотопительный период
	—					—
	МВт					—
	МВт					—
	МВт
	МВт
	МВт

В таблице 3 графа для температуры наружного воздуха в точке излома температурного графика заполняется после определения температуры излома (раздел 2).

Расчёт тепловых потоков на отопление и вентиляцию ведётся по формулам:

; (1.14)

, (1.15)

где относительный тепловой поток на отопление и вентиляцию равен:

. (1.16)

2. Расчёт температур первичного теплоносителя

и построение графиков в координатах τ –

с определением точки излома

В городах основной тепловой нагрузкой является отопление, а в последние годы существенное развитие получило горячее водоснабжение.

Поэтому, в том случае, когда у большинства абонентов основной нагрузкой является отопление, регулирование осуществляется по отопительному графику. Если у большинства абонентов наряду с отоплением имеются установки горячего водоснабжения, центральное регулирование часто осуществляется по закону изменения совмещённой нагрузки отопления и горячего водоснабжения. При этом минимальной температурой первичного теплоносителя в тепловых сетях будет его температура, необходимая для обеспечения систем горячего водоснабжения [13, п. 7.6]: для закрытых тепловых сетей – не менее 70 ^оС, для открытых систем теплоснабжения – не менее 60 ^оС. В этих случаях появляется точка излома температурного графика первичного теплоносителя.

Для водяных тепловых сетей следует принимать, как правило, качественное регулирование отпуска теплоты по нагрузке отопления или по совмещённой нагрузке отопления и горячего водоснабжения согласно графику изменения температуры воды в зависимости от температуры наружного воздуха.

Температура сетевой воды на абонентском вводе перед отопительными установками (до смесительных устройств) определяется по формуле

^оС . (2.1)

Температура воды после отопительной установки

^оС . (2.2)

Температура воды в подающем трубопроводе после смесительного устройства

^оС , (2.3)

где: , – текущая и расчётная температура воды в подающей магистрали, ^оС;

, – текущая и расчётная температура воды в обратной магистрали, ^оС;

, – текущая и расчётная температура воды в подающем стояке местной системы отопления, ^оС.

Температурный напор отопительного прибора

, ^оС, (2.4)

где t_i – расчётная температура воздуха в отапливаемом помещении.

Расчётный перепад температур воды в местной системе отопления:

^{, о}С. (2.5)

Расчётный перепад температур воды в тепловой сети:

,^оС. (2.6)

Отложив по оси абсцисс относительную нагрузку и задавшись = 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0, определяем ; и . Затем в координатах τ – строим графики.

Далее находим на ординате точку с τ₀₁ = 70 ºС в закрытых системах теплоснабжения и τ₀₁ = 60 ºС в открытых; проводим горизонталь до пересечения с графиками температур.

В этих точках опускаем перпендикуляр на ось абсцисс и находим соответствующие и t_ни, т.е. точку излома температурного графика (рис. 1).

При температуре наружного воздуха от t_нк (температура начала и конца отопительного периода) до t_ни (температура точки излома) температура и постоянны, а равна соответственно 70 ^оС (закрытые системы), 60 ^оС (открытые) (для отопительного графика температур первичного теплоносителя).

Рис. 1. График температуры воды в подающих и обратных магистралях тепловой сети при качественном регулировании отопительной нагрузки, для расчётного перепада температур в местной системе ^оС и температурного напора нагревательного прибора ^оС