ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ТЕПЛОТЫ НА ПОДОГРЕВ ВОДЫ ДЛЯ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

2.3.1. Качество холодной и горячей воды, подаваемой на хозяйственно-питьевые нужды должно соответствовать требованиям ГОСТ 2874-82* «Вода питьевая».

2.3.2. Температуру горячей воды в местах водоразбора следует предусматривать в соответствии со СНиП 2.04.01-85* [9]:

не ниже 60 °С - для систем централизованного горячего водоснабжения, присоединяемых к открытым системам теплоснабжения;

не ниже 50 °С - для систем горячего водоснабжения, присоединяемых к закрытым системам теплоснабжения;

не выше 75°С - для всех систем, указанных в первых двух подпунктах;

не выше 37 °С - для умывальников и душей в помещениях детских дошкольных учреждений.

2.3.3. Для потребителей, которым необходима горячая вода с температурой выше указанной в п. 3.2., следует для догрева воды предусматривать местные водонагреватели.

2.3.4. Расход горячей воды в средние сутки потребителями в здании G_hm, м³/сут., в отопительный период при расчете потребления тепла системой горячего водоснабжения определяется по формуле:

(2.48)

где g_i - расход воды (норма) i -м потребителем, л/сут., принимается по табл. 21 Прил. 1;

m_i - количество однотипных потребителей;

n - количество групп однотипных потребителей.

При ограничении подачи горячей воды в жилые и общественные здания производится корректировка расхода воды по табл. 22 Прил. 1.

2.3.5. Если температура подаваемой к водоразборным кранам воды отличается от нормированной, то действительный расход горячей воды G^ф_hm будет соответствовать соотношению:

(2.49)

где - фактическая средняя температура горячей воды, °С.

При отклонении величины давления в системе горячего водоснабжения P^ф требуемого P фактический расход горячей воды определяется по формуле:

. (2.50)

2.3.6. Расход теплоты на горячее водоснабжение в общем случае определяется по формуле:

q_h = q_h^з + q_h^л + q_тп, (2.51)

где q_h^з - расход теплоты на подогрев воды в отопительный период, ГДж (Гкал);

q_h^л - расход теплоты на подогрев воды в неотопительный период, ГДж (Гкал);

Q_тп - потери тепла системой горячего водоснабжения, ГДж (Гкал).

q_h^з = 3,6 g^h_итmc ρ (t_h - t_c^з) Z_з ·10^-6 + q'_тп; (2.52)

[ q_h^з = g^h_итmc ρ (t_h - t_c^з) Z_з ·10^-6 + q'_тп ]; (2.52а)

q_h^л = 3,6 g^h_итmc ρβ(t_h - t_c^л) Z_л ·10^-6 + q'_тп; (2.53)

[ q_h^л = g^h_итmc ρβ(t_h - t_c^л) Z_л ·10^-6 + q'_тп ]; (2.53а)

q_h^л = 3,6 g^h_итmc ρ[(t_h - t_c^з) Z_з + β(t_h - t_c^л) Z_л ]·10^-6 + q_тп; (2.54)

[ q_h^л = g^h_итmc ρ[(t_h - t_c^з) Z_з + β(t_h - t_c^л) Z_л ]·10^-6 + q_тп ]; (2.54а)

в формулах (2.52) - (2.54):

g^h_ит - норма расхода горячей воды на горячее водоснабжение на единицу измерения для потребителя, принимается для жилых зданий по табл. 21 Прил. 1 (СНиП 2.04.01-85*) или по утвержденным местными органами власти, л/(сут.·чел);

m - количество единиц измерения, отнесенное к суткам или сменам (число жителей, учащихся в учебных заведениях, мест в больнице и т.п.);

t_h - средняя температура горячей воды принимается для закрытой системы теплоснабжения равной 55, для открытой - 65 °С, при этом норма расхода горячей воды принимается с коэффициентом 0,85 [9];

c - удельная теплоемкость горячей воды, принимается 4,187 кДж/(кг·°С) [1 ккал/(кг·°С)];

ρ - плотность горячей воды, принимается равной 1 кг/л;

t_c^з - температура холодной (водопроводной) воды в отопительном периоде, принимается при отсутствии данных 5 °С;

t_c^л - температура холодной (водопроводной) воды в неотопительном периоде, принимается при отсутствии данных 15 °С;

Z_з, Z_л - продолжительность работы системы горячего водоснабжения соответственно в отопительном и неотопительном периодах, сут.;

β - коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода воды на горячее водоснабжение в неотопительный период по отношению к отопительному периоду, принимаемый при отсутствии данных для жилищно-коммунального сектора равным 0,8 (для курортов β = 1,2 - 1,5), для предприятий - 1 [10].

Фактическое число обслуженных посетителей в банях определяется на основании данных бухгалтерского учета по числу реализованных за отчетный период разовых билетов на пользование всеми отделениями и номерами бань. Количество платных посетителей, пропущенных номерами, определяется по вместимости номеров, оплаченных посетителями, независимо от фактического числа мывшихся. В этот показатель включается также количество посетителей по установленным льготным тарифам для воинских частей при командном посещении. Дети до 7 лет в число посетителей не включаются [11].

Расчет числа условных блюд, приготовляемых и реализуемых в предприятиях общественного питания, определяется по формуле [12]:

(2.55)

где m_i - количество i -х блюд;

φ _i - переводной коэффициент к норме расхода горячей воды на условное блюдо, принимается для: холодной закуски - 0,4; первого блюда - 1; второго блюда - 0,66; третьего блюда - 0,14;

n - общее количество блюд.

2.3.7. Для конкретного случая потери тепла системой горячего водоснабжения, кДж (ккал), могут быть определены расчетом по формулам:

(2.56)

(2.56а)

где q_li - удельный тепловой поток от i -го трубопровода (стояка, циркуляционного трубопровода), Вт/м (ккал/ч·м), принимается по табл. 23 Прил. 1;

l_i - протяженность i -го трубопровода, м;

Z_h - продолжительность работы системы горячего водоснабжения в расчетном периоде, сут.;

n - продолжительность пользования горячей водой в сутки, ч;

k - количество участков трубопроводов.

(2.57)

где t_i - температура окружающей среды, °С, принимается при прокладке трубопроводов: в бороздах, вертикальных каналах, коммуникационных шахтах сантехнических кабин 23; в ванных комнатах 25; в кухнях и туалетных комнатах жилых домов, общежитий и гостиниц 21; на лестничных площадках 16; в каналах подземной прокладки 5; в тоннелях 40; в подвалах 5; на чердаках 9;

α _н - коэффициент теплоотдачи от поверхности изоляции к окружающему воздуху, принимается равным 6 Вт/(м²·°С) [7 ккал/(ч·м²·°С)];

d - наружный диаметр трубопровода, м;

d_из - диаметр трубы с изоляцией, м, d_из = d + 2δ _из;

δ _из - толщина изоляции, м;

λ _из - коэффициент теплопроводности теплоизоляционного слоя, принимается для минераловатной изоляции 0,06 Вт/(м·°С) [0,05 ккал/(ч·м·°С)], для других видов изоляции по паспортным или справочным данным.

Удельные потери изолированными трубопроводами могут быть приняты по табл. 23, неизолированными - по табл. 13 Прил. 1.

При отсутствии конкретных данных потери тепла системой горячего водоснабжения могут быть оценены коэффициентом K_тп. Тогда формулы (2.55) - (2.57) принимают вид:

q_h^з = 3,6 g^h_итmc ρ (t_h - t_c^з) Z_з (1 + K_тп)·10^-6; (2.58)

q_h^л = g^h_итmc ρβ (t_h - t_c^л) Z_л (1 + K_тп)·10^-6; (2.59)

q_h = g^h_итmc ρ[(t_h - t_c^з) Z_з + β (t_h - t_c^л) Z_л ] (1 + K_тп)·10^-6, (2.60)

где: K_тп - коэффициент, учитывающий тепловые потери системой горячего водоснабжения (стояками, подающими и циркуляционными трубопроводами, полотенцесушителями и пр.), принимаемому по табл. 24 Прил. 1 в зависимости от степени благоустройства.

2.3.8. Средний часовой расход теплоты, Вт (ккал/ч), на подогрев воды для нужд горячего водоснабжения определяется:

в отопительный период

q^з_hm = g^h_итmc ρ (t_h - t_c^з) (1 + K_тп)·10^-6/24, (2.61)

в неотопительный период

q^л_hm = g^h_итmc ρβ(t_h - t_c^л) (1 + K_тп)·10^-6/24, (2.62)

среднегодовой

q_hm = g^h_итmc ρ[(t_h - t_c^з) Z_з + β(t_h - t_c^л) Z_л ] (1 + K_тп)·10^-6/((Z_з + Z_л)24). (2.63)

2.3.9. При известной величине максимального расхода воды на горячее водоснабжение G_hmax средний расход горячей воды может быть определен по соотношению:

G_hm = G_hmax / k_r, (2.64)

где: k_r - коэффициент часовой неравномерности водопотребления, принимается по табл. 25 Прил. 1 [8].

Для систем горячего водоснабжения, обслуживающих одновременно жилые и общественные здания, коэффициент часовой неравномерности следует принимать по сумме численности жителей и условной численности жителей U_усл. в общественных зданиях, определяемой по формуле:

U_усл = 0,25 G_hm^общ, (2.65)

где: G_hm^общ - средний расход воды на горячее водоснабжение за отопительный период, кг/ч, для общественных зданий, определяемый по СНиП 2.04.01-85*.

При отсутствии данных о назначении общественных зданий при определении коэффициента часовой неравномерности условно численность жителей допускается принимать с коэффициентом 1,2.

2.3.10. При отсутствии водоразбора требуемый расход циркуляционной горячей воды G_ц, м³/ч, для наиболее удаленного от подогревателя узла системы горячего водоснабжения определяется по формуле:

(2.66)

где Q_тп - потери теплоты всеми подающими трубопроводами расчетного узла системы горячего водоснабжения, Вт (ккал/ч);

∆t - разность температур горячей воды от разводящего трубопровода до дальней водоразборной точки стояка, принимается равным для зданий высотой до 4-х этажей 5, свыше 4-х этажей - 8,5 °С;

c - теплоемкость воды, принимается равной 4,187 кДж/(кг·°С) [1 ккал/(кг·°С)].

Общее остывание циркуляционной воды от подогревателя до дальней водоразборной точки не должно превышать 10 °С.

2.3.11. Расходы холодной и горячей воды водоразборной арматурой определяются методике, изложенной в СНиП 2.04.01-85* [9].

2.3.12. Количество теплоты. ГДж (Гкал), на производственные нужды бань и прачечных определяется по формуле [14]:

(2.67)

где n - количество технологического оборудования, использующего теплоту;

Q_прi - количество теплоты, используемое i -м оборудованием, ГДж (Гкал), определяется по формуле:

Q_прi = qm, (2.68)

где: q - удельный расход теплоты на единицу технологического процесса, принимается:

на 1 помывку для печи-каменки 2302,9 кДж/чел. (550 ккал/чел.)

на дезинфекцию белья в камерах: огневых 837,4 кДж/кг (200 ккал/кг), паровых 1507,3 кДж/кг (360 ккал/кг), пароформалиновых 1172,4 кДж/кг (280 ккал/кг);

m - количество единиц технологического процесса.

Количество теплоты, ГДж (Гкал), на производственное пароснабжение прачечных определяется по формуле:

q_пр = 3,6 q^ср_опр τ Z_пр ·10^-6; (2.69)

[ q_пр = q^ср_опр τ Z_пр ·10^-6], (2.69а)

где q^ср_опр - среднечасовой расход теплоты на производственное пароснабжение, Вт (ккал/ч);

τ - среднее количество часов работы прачечной в сутки;

Z_пр - продолжительность работы прачечной в планируемом периоде, сут.

Среднечасовой расход теплоты на производственное пароснабжение прачечных, Вт (ккал/ч), определяется по формуле:

q^ср_опр = 0,28 G_пI_п; (2.70)

q^ср_опр = G_пI_п, (2.70а)

где: G_п - суммарный среднечасовой расход нормального пара на производственное пароснабжение, кг/ч;

I_п - теплосодержание нормального пара, равное 2675,5 кДж/кг (639 ккал/кг).

Суммарный среднечасовой расход нормального пара, кг/ч, определяется по формуле:

(2.71)

где g_ij - удельный расход пара i -й машины j -го оборудования, кг н.п./ч;

D_ij - производительность i -й машины j -го типа, кг/ч;

n - количество однотипных машин;

m - количество типов машин.

Удельные расходы пара технологическим оборудованием принимаются по паспортным данным, а при их отсутствии по табл. 26 Прил. 1.

2.3.13. Примеры расчета.

Пример 1. Определить годовое количество тепла, требуемое для подогрева воды на горячее водоснабжение больницы на 450 мест. Продолжительность отопительного периода составляет 206 сут., продолжительность работы системы горячего водоснабжения в году - 350 сут.

Больница оборудована ваннами и душами, общими для каждого отделения. Подача горячей воды осуществляется непрерывно в течение недели и круглосуточно. В здании смонтированы 12 неизолированных стояка с наружным диаметром труб 20 мм и длиной 23,5 м каждый. Подающий и циркуляционный трубопроводы с наружным диаметром труб соответственно 76 и 57 мм и длиной 26 м каждый расположены в подвале и изолированы минераловатной изоляцией толщиной 10 мм. Средняя температура воды в подающих стояках и циркуляционном трубопроводе 55 °С.

Температуру холодной водопроводной воды в расчете принимаем равной 5 °С в отопительный и 15 °С в неотопительный периоды.

1. По табл. 20 Прил. 1 определяем норму горячей воды, равную 75 л на 1 больничную койку.

2. По формуле (2.54) находим годовой расход тепла на горячее водоснабжения без учета тепловых потерь трубопроводами системы:

Q_h = 75 × 450 × 4,187 × [(55 - 5) × 206 + 1,0 × (55 - 15) × (350 - 206)] = 226945867 кДж = 2269,5 ГДж (542 Гкал).

3. Находим удельный тепловой поток q_l от неизолированных стояков по табл. 13 Приложения 1 при перепаде температур ∆ t = 55 - 20 = 35 °С:

q_l = 29 Вт/м (24,9 ккал/ч·м).

4. Находим тепловой поток (потери тепла) от стояков горячего водоснабжения в помещениях больницы:

q_ст = q_l ·Σ l = 29 × 23,5 × 12 = 8195,4 Вт (9020,1 ккал/ч).

5. Находим удельный тепловой поток от подающих и циркуляционных трубопроводов, расположенных в подвале по формуле (2.57):

для подающего трубопровода:

для циркуляционного трубопровода

.

6. Находим суммарный тепловой поток от трубопроводов, расположенных в подвале:

q_l = 62,6 × 26 + 30,4 × 26 = 2418 Вт (2079,1 ккал/ч).

7. Находим годовые тепловые потери стояками, подающими и циркуляционными трубопроводами:

Q_тп = 3,6 × (8195,4 + 2418) × 350 × 24 × 10^-6 = 320,9 ГДж (76,6 Гкал).

8. Определяем годовую потребность в теплоте системы горячего водоснабжения:

Q_h = 2269 +320,9 = 2589,9 ГДж (618,6 Гкал).