Годовой расход теплоты определяется по следующей формуле

Q^год = Q_о^год + Q_в^год + Q_гвс^год + Q_т^год, (3.10)

где Q_о^год, Q_в^год, Q_гвс^год, Q_т^год – годовые потребления теплоты на цели отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и технологии, ГДж/год.

 

Годовой расход теплоты на отопление для жилых и общественных зданий, ГДж/год:

Q_о.ж^год = n_от × Q_о^ср × 3600 × 24 × 10^-3, (3.11)

где n_от – продолжительность отопительного периода, в нашем случае n_от = 199 суток = 4776 ч;

Q_о^ср - суммарное среднее потребление теплоты на отопление, МВт. Q_о^ср определяется по выражению

, МВт (3.12)

Тогда МВт.

Определим годовую нагрузку на отопление жилых и общественных зданий:

Q_о.ж^год = 208 × 10,61 × 86,4 = 190674,432 ГДж/год.

Годовой расход теплоты на отопление промышленного предприятия, ГДж/год:

, (3.13)

 

где z_п.п – число часов работы промышленного предприятия в сутки, примем z_п.п=16 ч/сут;

Q_o^D – расход теплоты на дежурное отопление, МВт, определяется по формуле

, (3.14)

где t^д_в – температура воздуха внутри помещения во время работы дежурного отопления, ^оС; в соответствии с [1] принимается равной 5 ^оС, тогода

Определяем годовой расход теплоты на отопление промышленного предприятия

Суммарный годовой расход теплоты на отопление:

Определяется годовая нагрузка на вентиляцию в жилых и общественных зданиях:

Q_в.ж^год = Q_в^ср n_в×z×3600×10^-3, (3.15)

где z – усредненное за отопительный период число часов работы системы вентиляции общественных зданий в течение суток (при отсутствии данных принимается равным 16 ч) [1];

где Q_в^ср- суммарное среднее потребление теплоты на вентиляцию жилого района МВт, которое определяется по формуле

, МВт (3.16)

МВт

 

Тогда по формуле (3.15)

Q_вж^год = 1,22× 208 × 16 × 3,6 = 14616,576 ГДж/год.

Годовой расход теплоты на вентиляцию на промышленном предприятии, ГДж/год:

(3.17)

где

Тогда суммарный годовой расход теплоты на вентиляцию:

Годовая нагрузка на горячее водоснабжение:

Q_гв ^год = Q_{гв ж} ^год + Q_{гв пп}^год,

где Q_{гв ж} ^год - годовой расход теплоты на ГВС в жилом микрорайоне,

Q_{гв пп}^год – годовой расход теплоты на ГВС промышленного предприятия.

Годовой расход теплоты на горячее водоснабжение жилых районов:

(3.18),

где n_у – расчетное число суток в году работы системы горячего водоснабжения. При отсутствии данных следует принимать 350 суток [1].

ГДж/год.

 

Годовой расход теплоты на горячее водоснабжение промпредприятия:

,

Так как вода подается только на душевой разбор, который работает в течении двух часов в смену, то общее время использования: Т=4часа.

ГДж/год.

Тогда Q_гв ^год = + = ГДж/год.

 

Годовой расход теплоты на технологию:

, (3.19)

 

где z_год – годовое число часов использования максимума технологической тепловой нагрузки, ч/год, принятое значение соответствует 2^х-сменному режиму работы:

z_год = 5600 ч/год;

ГДж/год.

Суммарное годовое потребление теплоты:

Q^год = + + + = ГДж/год.

Годовой расход топлива:

т_у.т./год.

 

На основе полученных годовых нагрузок жилого района о промышленного предприятия строим годовой график суммарного расхода теплоты.

 

 

График1.3 – Годовой график суммарного расхода теплоты потребителями

2. Температурные графики регулирования отпуска теплоты. Средневзвешенная температура возвращаемого теплоносителя

Прежде чем проводить дальнейшие расчёты, необходимо определиться с рядом параметров проектируемой тепловой сети, таких как: метод регулирования тепловой нагрузки, схема присоединения абонентов, тип системы теплоснабжения и прочие. Часть этих параметров нам уже задана. А именно: проектируемая тепловая сеть будет закрытого типа, регулирование будет производиться центральное качественное по отопительной нагрузке. В целях получения базовых представлений об особенностях этих инженерных решений (то есть в учебных целях) обратимся к, подробному источнику информации [4]:

Закрытый тип тепловой сети подразумевает отсутствие отбора сетевой воды абонентом, то есть минимум двухтрубное исполнение сети (возврат сетевой воды) и независимое присоединение установок ГВС. Это, конечно, повышает капитальные затраты (на сооружение тепловой сети) и эксплуатационные затраты (усложнена схема абонентского ввода), но зато обеспечивает следующие преимущества:

1. Гидравлическая изолированность водопроводной воды от сетевой;

2. Упрощение санитарного контроля за качеством воды на ГВС, ввиду сокращённого пути прохождения;

3. Упрощения контроля герметичности теплофикационной системы.

Как известно, регулирование тепловой нагрузки возможно в различных точках тепловой сети (центральное, групповое, местное, индивидуальное). Нам задан только метод центрального регулирования. А для обеспечения высокоэффективного теплоснабжения необходимо регулировать отпуск как минимум на трёх уровнях, обязательно включающих индивидуальный. Однако таких подробностей в нашем проекте рассматриваться не будет.

Центральный качественный метод представляет собой регулирование отпуска теплоты за счёт изменения температуры теплоносителя на входе в систему (при неизменном расходе теплоносителя) и может обеспечить более стабильный тепловой режим, нежели количественный метод. Однако при этом возрастает потребление электроэнергии на питание насосов, связанное с постоянством расхода теплоносителя. Качественное регулирование возможно не на всём промежутке температур отопительного периода, это связано с условиями горячего водоснабжения. По [5] для закрытой системы теплоснабжения температура в местах водоразбора должна быть не менее 50ºС, в связи с этим [1] требует температуру воды в подающем трубопроводе не менее 70ºС (резерв, видимо, учитывает падение температуры воды в местных коммуникациях и в теплообменнике ГВС).

Регулирование по отопительной нагрузке означает, что температура воды в подающей линии тепловой сети соответствует графику качественного регулирования отопительной нагрузки и то, что сеть у нас будет двухтрубная. Решение о регулировании по отопительной нагрузке в данном случае несколько преждевременно, поскольку в проектируемой сети жилищно-коммунальная нагрузка составляет 70,6%, то есть, по рекомендации [1], регулирование должно проводится по совмещённой нагрузке отопления и горячего водоснабжения.

Теперь определимся со схемой присоединения абонентов. Независимое присоединение нагрузки ГВС уже задано. Для отопления принимаем зависимую схему согласно с рекомендациями [1]. Исходим при этом из двух простых соображений:

1. Зависимая схема дешевле и проще (в регулировании и в расчёте);

2. Наш температурный график (130/70) обуславливает максимальное давление воды в сети около 4 атмосфер, тогда как допустимое давление в самых распространённых в РФ отопительных приборах (чугунных радиаторах) 6 атмосфер. То есть жёсткая гидравлическая связь сети с приборами, являющаяся основным недостатком зависимой схемы, работе нашей сети не помешает.

Все три вида нагрузки присоединяем к тепловой сети параллельно. То есть расход теплоносителя будет складываться из суммы его расходов на отдельные виды нагрузки. Всё необходимое для работы оборудование, по возможности, будем располагать в групповых тепловых пунктах (ГТП). Что благоприятно скажется на уровне шума и упростит обслуживание установок. Принципиальная схема такого ГТП приведена на рис. 2.1.

Рисунок 2.1 Принципиальная схема ГТП

1 – воздухораспределитель; 2 – калорифер; 3 – регуляторы расхода (по давлению и температуре);
4 – воздухозаборник; 5 – воздушник; 6 – стояки водоразборных кранов; 7 – нагревательные приборы; 8 – элеватор; 9 – моделирующее устройство (импульс температуры наружного воздуха); 10 – регулируемый циркуляционный насос; 11 – циркуляционный насос; 12 – бак-аккумулятор; 13 – ЦБ вентилятор; 14 – обратный клапан; 15 – подогреватель ГВС

 

Рисунок 2.2. Схема двух трубной паровой системы с возвратом конденсата:

1- котлоогрегат; 2- редукционно- охладительная установка; 3- паропровод; 4- теплообменник; 5- конденсатоотводчик; 8- обратный клапан; 9- сборный бак конденсата; 10- напорный конденсатопровод.

2.1 Обозначения величин

Прежде чем начинать расчёт опишем величины в нём участвующие. Условимся, что параметр со штрихом (например: ) будет означать расчётное значение, то есть при расчётной температуре наружного воздуха t_нр = -27ºС.

– текущая (любая) температура наружного воздуха;

– расчётная температура отапливаемых помещений. Поскольку самая высокая температура, требуемая в помещениях абонентов, это 18ºС (жилые и общественные здания), то t_пом = 18ºС. Это незначительно повысит нагрузку на отопление и значит тоже;

t₁, t₂ – температуры вторичного по отношению к сетевой воде теплоносителя;

= = = – температура сетевой воды в подающем трубопроводе. В зоне качественного регулирования определяется температурой перед отопительными установками . Минимальный уровень, как уже было сказано 70ºС;

, , , – температура сетевой воды после отопительных установок, после калориферов, после установок ГВС и в обратном трубопроводе соответственно;

– температура воды в стояке местной отопительной системы после смешения на вводе (после элеватора);

– средняя температура в отопительном приборе местной системы;

– эквивалент расхода (здесь G – расход, с_р – теплоёмкость (для воды ≈ 4,19 кДж/(кг·ºС));

, – относительные тепловая нагрузка, эквивалент расхода;

2.2 Расчёт температур воды в отопительных системах с зависимым присоединением

В основе расчета температур воды в отопительных системах с зависимым присоединением расчета закладывается закон изменения отопительной нагрузки от температуры наружного воздуха [3]:

,

где: безразмерная удельная тепловая нагрузка отопительной установки;

водяной эквивалент cетевой воды, Вт/К;

температура воды в подающей линии, .