Определение количества жителей.

Методические указания

по выполнению контрольных работ по дисциплине «Инженерные системы-1»по разделу «Теплоснабжение»

студентами специальности 5В072900 - «Строительство»

 

                                   

 

 

 

                                              Уральск 2013

Составители: ст. преподаватели Уразова С.С., Таудаева А.А.

    Рецензент: канд.тех.наук Нариков К.А.,

 

         

             Методическое указание                                                                           по выполнению контрольных работ по дисциплине

«Инженерные системы-1»по разделу «Теплоснабжение»

студентами специальности 5В072900 - «Строительство»

 

Обсуждены на заседании кафедры 25.03.2012г., протокол №8                

Рекомендованы учебно-методическим бюро машиностроительного факультета 28.03.2012г, протокол №4                                                                                             

Одобрены УМС университета «___»__________ 2012г, протокол №___

 

Методическое указание предназначена студентам по специальности 5В072900 - «Строительство» по дисциплине «Инженерная система-1» по

разделу «Теплоснабжение»

Тепловая энергия - основной вид энергии, потребляемый в мире. Она обеспечивает работу и развитие промышленности и транспорта, создает условия для жизни и деятельности людей.Теплоснабжение является одним из существенных элементов систем инженерного оборудования населенных пунктов и производственных объектов.

 

 

 

РГКП «Западно-казахстанский аграрно-технический университет имени Жангир хана

 

Содержание.

Введение……………………………………………………………………......2.

1.Исходные данные………………………………………………………………3.

2.Определение тепловых нагрузок на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение…………………………………………………………………...4.

2.1.1.Определение количества жителей……………………………………......4.

2.1.2.Определение строительного объема зданий……………………………..4.

2.1.3.Определение площади здания…………………………………………….5.

2.2.Определение годового расхода теплоты на отопление жилого здания….5.

2.3.Определение расхода теплоты на вентиляцию……………………………6.

2.4.Определение среднего теплового потока на отопление…………………..6.

2.5.Определение максимального теплового потока на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий…………………………………………………7.

2.6.Определение среднего теплового потока на горячее водоснабжение в неотопительный период………………………………………………………….9.

2.7.Суммарная тепловая нагрузка на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение…………………………………………………………………..10.

3.Годовой расход теплоты……………………………………………………...11.

4.Расчетные расходы сетевой воды……………………………………………13.

4.1.Расчетный часовой расход сетевой воды на отопление………………….13.

4.2.Расчетный часовой расход сетевой воды на вентиляцию………………..13.

4.3. Расчетный часовой расход сетевой воды на горячее водоснабжение…..14.

4.4.Суммарные расчетные расходы сетевой воды……………………………15.

5.Выбор тепловой сети, способы прокладки ее элементов…………………..16.

5.1.Тепловые сети……………………………………………………………….16.

5.2.Гидравлический расчет тепловых сетей……………………………..…….17.

5.3. Тепловой расчет тепловых сетей………………………………………….21.

5.4. Расчет и подбор компенсаторов…………………………………………...23.

6. Тепловые пункты……………………………………………………………..25. 

 

 

Введение

Системы теплоснабжения - комплекс устройств, которые производят тепловую энергию и передают ее (в виде пара, горячей воды или подогретого воздуха) потребителю. Элементом системы является теплогенерирующее устройство. Для систем теплоснабжения характерны большая разобщенность и разнообразие потребителей теплоты, неравномерные тепловые нагрузки.

Основное назначение любой системы теплоснабжения состоит в обеспечении потребителей необходимым количеством теплоты требуемого качества.

  

 

1. Исходные данные.
2. Определение тепловых нагрузок на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.

 

Определение количества жителей.

 

Определим количество жителей по формуле:

m= (1).

где, V_стр- строительный объем зданий, м³

  f – норма объема на одного жителя, в соответствии со СНиП f=60м³

 

Определение строительного объема зданий

 

Определим строительный объем зданий по формуле:

V_стр=l*b*h (2)

 

Определение площади здания.

 

Определим площадь здания по формуле:

A=l*b*n, м²  (3).

где, n-количество этажей

 

Результаты расчетов сводим в таблицу №1.

Таблица №1.

Номер дома	Количество жителей, m	Площадь жилого здания, А

Годовой расход теплоты.

Для определения расхода топлива, разработки режимов использования оборудования, графиков его ремонта необходимо знать годовой расход теплоты на теплоснабжение, а так же его распределение по сезонам (зима, лето) или по отдельным месяцам. Годовой расход теплоты потребителями района определяется по формуле:

Q^год=Q_о^год+Q_в^год+Q_г^год+Q_т^год, (11).

где, Q_о^год,Q_в^год,Q_г^год,Q_т^год - годовые расходы теплоты на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение, технологические нужды.

Годовой расход теплоты на отдельные виды теплового потребления могут быть рассчитаны по следующим формулам:

Годовой расход теплоты на отопление:

Q_о^год=Q_о^ср((n₀-n_д) +n_д ) (12).

 где, Q_о^ср  - средний расход теплоты за отопительный период, Дж/с или ккал/ч

    n₀ – продолжительность работы системы отопления, с/год или ч/год, для жилых и общественных зданий n₀ – продолжительность отопительного периода (для промышленных зданий при наличии внутренних тепловыделений продолжительность работы систем отопления меньше продолжительности отопительного периода)

     n_д – длительность работы дежурного отопления, с/год или ч/год

    t_в.д. – температура внутреннего воздуха при работе дежурного отопления, °С

Средний расход теплоты за отопительный период:

Q₀^ср=Q₀^{' (13).}

Для жилых и общественных зданий Q₀^'= Q^' – расчетные теплопотери здания на наружной температуре t_н.о.

Для промышленных зданий Q₀^'= Q^'- Q_т.в.,

где, Q_т.в – внутренние тепловыделения.

    t_н^ср.о. – средняя температура отопительного периода для жилых и общественных зданий, для промышленных зданий tнср.о – средняя температура наружного воздуха за период работы отопления.

Средняя температура наружного воздуха за любой интервал отопительного периода определяется как частное от деления алгебраической семы произведений средних температур отдельных периодов этого интервала на длительность этих периодов:

t_н^ср.о. = (14).

 

 

для жилых и общественных зданий n_д=0 и принимает вид:

Q₀^год=Q₀^ср*n₀, кВт (15).

 

Годовой расход воды на вентиляцию определяется по формуле:

Q₀^год=Q'_в (n_в+ , (16).

где, Q'_в – расчетный расход теплоты на вентиляцию, Дж/с или ккал/ч

    n_в – продолжительность отопительного периода с температурой наружного воздуха t_н≤t_н.в., с/год или ч/год (при t_н.в.=t_н.о. n_в=0)

    n_д^в – длительность отопительного периода, когда вентиляция не работает, с/год или ч/год

    t_н^ср.в. – средняя температура наружного воздуха за период от начала отопительного периода t_н=t_н.к. до t_н=t_н.в.

Годовой расход теплоты на горячее водоснабжение:

Q_г^год=Q_г^ср.н. (n₀+β  (17).

где, Q_г^ср.н. – средненедельный расход теплоты на горячее водоснабжение, Дж/с или ккал/ч

   n_г, n₀ – длительность работы системы водоснабжения и продолжительность отопительного периода, с/год или ч/год; обычно n_г=30,2*10⁶ с/год=8400 ч/год

   β – коэффициент, учитывающий изменение средненедельного расхода воды на горячее водоснабжение в неотопительный период по отношению к отопительному периоду; при отсутствии более точных данных рекомендуется принимать: β=0,8 для жилищно-коммунального сектора всех районов, кроме курортных и южных городов; β=1,5 для жилищно-коммунального сектора курортных и южных городов; β=1 для промышленных предприятий.

Годовой расход теплоты на технологические нужды определяется на основе годового графика теплового потребления.

 

Тепловые пункты.

Основное назначение теплового пункта – прием, подготовка теплоносителя и подача его в системы теплопотребления, а также возврат использованного (охлажденного) теплоносителя в тепловую сеть. Тепловой пункт служит связующим звеном между тепловой сетью и системами потребителей теплоты.

Тепловые пункты подразделяют на местные, сооружаемые для отдельных зданий, и центральные – для группы зданий. Центральные тепловые пункты широко применяются на промышленных предприятиях.

Оборудование тепловых пунктов. На тепловых пунктах устанавливают следующее оборудование: элеваторы, центробежные насосы, аккумуляторы горячей воды, водоподогреватели для систем горячего водоснабжения и отопления (при соответствующих схемах подключения систем отопления к тепловой сети), грязевики, фильтры, запорную арматуру, приборы контроля и автоматические регуляторы.

Элеватор (водоструйный насос) состоит из сопла, приемной и смешивающей камер и диффузора. За счет разности напоров в подающем и обратном трубопроводах теплового пункта создается повышенная скорость горячей воды из сопла, необходимая для впрыска, то есть для подсасывания обратной воды. В итоге получают заданную температуру воды перед отопительной системой. Одновременно элеватор формирует необходимый напор для преодоления гидравлического сопротивления систем отопления. Особенность элеватора – постоянство коэффициента смешения элеватора, то есть отношения массового расхода обратной воды к массовому расходу воды, поступающей из тепловой сети.

Центробежные насосы применяются вместо элеваторов на тепловых пунктах, расположенных на конечных участках тепловых сетей. В сельском хозяйстве в системах теплоснабжения центробежные насосы применения не нашли.

Аккумуляторы горячей воды. Тепловое потребление, как правило, резко изменяется во времени. Для уменьшения начальных затрат на сооружение системы теплоснабжения и улучшения условий эксплуатации устанавливают аккумуляторы теплоты, назначение которых – выравнивание переменной нагрузки абонентов. Для этой цели используют не только аккумулирующую способность, присущую отдельным элементам системы теплоснабжения, но и специальные аккумуляторы теплоты. К первым относятся строительные конструкции отапливаемых сооружений и трубопроводов тепловых сетей, а ко вторым – тепловые аккумуляторы. Обращаться к аккумуляционной способности сооружений для регулирования отпуска теплоты допускается лишь в пределах, при которых в середине отапливаемых помещений поддерживаются комфортные условия, то есть температура находится в рекомендуемых значениях (отклонение температуры от нормы не должно превышать 2°С). В качестве специализированных аккумуляторов используют емкости или аккумуляторные баки.

Водоподогреватели устанавливают на тепловых пунктах водяных систем теплоснабжения для подготовки теплоносителя систем горячего водоснабжения и отопления. Различают пароводяные водоподогреватели, в которых греющей средой служит пар, и водоводяные, где в качестве греющей среды используют воду. Кроме того, водоподогреватели бывают емкостные и скоростные, вертикальные и горизонтальные, двух-, и четырехходовые.

В системах горячего водоснабжения небольшой мощности и с периодическим разбором воды используют емкостные подогреватели. Пар поступает в змеевик. Конденсат отработавшего пара поступает в конденсационный бак, откуда насосом подается в котел. Подогреваемая вода поступает через патрубок и выходит через патрубок. Максимальное рабочее давление пара и воды 0,5 МПа.

В системах со значительным и непрерывным потреблением горячей воды, а также системах отопления используют скоростные водоподогреватели.

Подогреватель может быть одно- и многосекционный. В цилиндрическом стальном корпусе секции расположен пучок латунных труб, которые развальцованы в трубных решетках. Водоподогреватели выполняют разъемными на допустимое рабочее давление 1…1,6 МПа. В этих подогревателях можно достичь довольно высокого значения коэффициентов теплопередачи – примерно 1…1,5 кВт/(м²*К).

Конденсатосборник состоит из конденсатоотводчика, сборника конденсата и насоса. Уровень конденсата в конденсатосборнике поддерживается регулятором.

Грязевики устанавливают на горячих трубопроводах в тепловых пунктах для защиты систем отопления и горячего водоснабжения от посторонних примесей, попавших в теплопроводы при монтаже, ремонтных работах и в процессе эксплуатации. В грязевике скорость воды резко снижается, в результате чего механические частицы оседают на дно корпуса грязевика.

Корпус грязевика изготовлен из трубы, диаметр которой втрое больше, чем диаметр входного патрубка. Поэтому скорость воды, поступающей в грязевик, резко падает. В верхней части грязевика находится воздушный кран. На патрубке для выхода воды на уплотнение установлен съемный фильтр. В нижней части грязевика установлена пробка для удаления отстоя.

Защита от внутренней коррозии систем горячего водоснабжения. В открытых системах теплоснабжения вода для горячего водоснабжения, отбираемая из тепловых сетей, проходит деаэрацию и умягчение в котельных. В закрытых системах теплоснабжения водопроводная вода, поступающая на тепловые пункты, содержит агрессивные газы, главным образом кислород и диоксид углерода, а также соли временной жесткости.

Коррозионная активность водопроводной воды характеризуется показателями:

-индексом равновесного насыщения воды карбонитом кальция I;

-концентрацией в воде кислорода О₂, мг/л

-суммарной концентрацией в воде хлоридов и сульфатов, мг/л.

Вода, имеющая отрицательный индекс насыщения (I<0), вызывает коррозию трубопроводов не только горячего водоснабжения, но и холодных. При положительном значении индекса (I>0) из нагретой водопроводной воды выпадают бикарбонатные соли кальция и магния, которые образуют на поверхности трубопроводов тонкую защитную пленку, препятствующую образованию коррозии. Вместе с тем хлориды и сульфаты, присутствующие в водопроводной воде, не дают возможности этой защитной пленке сформироваться на поверхности трубопроводов горячего водоснабжения и тем самым способствуют возникновению кислородной коррозии.

Коррозионная активность растворенных в воде газов возрастает с температурой. Поэтому желательно системы горячего водоснабжения оборудовать регуляторами температуры, которые обеспечивают поддержание температуры воды на уровне не более 55…65°С.

Более эффективны следующие методы: установка тонкомассовых фильтров, вакуумная деаэрация, обработка воды силикатом натрия.

Контрольно-измерительные приборы и запорная арматура. На тепловых пунктах устанавливают такие же контрольно-измерительные приборы, что и в тепловых сетях и котельной.

Тепловые пункты оборудованы запорной арматурой: задвижками, вентилями, обратными клапанами и кранами. Применяют задвижки из черного чугуна при давлении до 1 МПа. Предельное рабочее давление обратных поворотных клапанов 1,6 МПа.

Автоматизация тепловых пунктов. На тепловых пунктах применяют чаще всего гидравлические регуляторы. Это обусловлено наличием рабочей жидкости, то есть сетевой воды и простотой обслуживания таких регуляторов.

В установках горячего водоснабжения в качестве импульса для местного регулирования обычно выбирают температуру воды после подогревателя (в закрытых системах) или после смесительного устройства (в открытых системах), в вентиляционных установках – температуру воздуха после калорифера.

Выбор импульса для регулирования отопительной нагрузки – более сложная задача, так как требования к температурам в отдельных помещениях могут различаться. Поэтому кроме местного или группового регулирования следует предусмотреть индивидуальное регулирование отдельных помещений.

 

 

Список литературы:

 

 

1. А. А. Ионин «Теплоснабжение» М: Стройиздат 1982г

2. А.А. Николаев «Справочник проектировщика» Москва 1965г.

3. Р. А. Амерханов «Теплоэнергетические установки и системы сельского хозяйства» Москва «Колос Пресс» 2002г.

4. А. К. Тихомиров «Теплоснабжение района города» Хабаровск 2006г.

  

                                                                                                                                                                                                                                   

 

 

Методические указания

по выполнению контрольных работ по дисциплине «Инженерные системы-1»по разделу «Теплоснабжение»

студентами специальности 5В072900 - «Строительство»

 

                                   

 

 

 

                                              Уральск 2013

Составители: ст. преподаватели Уразова С.С., Таудаева А.А.

    Рецензент: канд.тех.наук Нариков К.А.,

 

         

             Методическое указание                                                                           по выполнению контрольных работ по дисциплине

«Инженерные системы-1»по разделу «Теплоснабжение»

студентами специальности 5В072900 - «Строительство»

 

Обсуждены на заседании кафедры 25.03.2012г., протокол №8                

Рекомендованы учебно-методическим бюро машиностроительного факультета 28.03.2012г, протокол №4                                                                                             

Одобрены УМС университета «___»__________ 2012г, протокол №___

 

Методическое указание предназначена студентам по специальности 5В072900 - «Строительство» по дисциплине «Инженерная система-1» по

разделу «Теплоснабжение»

Тепловая энергия - основной вид энергии, потребляемый в мире. Она обеспечивает работу и развитие промышленности и транспорта, создает условия для жизни и деятельности людей.Теплоснабжение является одним из существенных элементов систем инженерного оборудования населенных пунктов и производственных объектов.

 

 

 

РГКП «Западно-казахстанский аграрно-технический университет имени Жангир хана

 

Содержание.

Введение……………………………………………………………………......2.

1.Исходные данные………………………………………………………………3.

2.Определение тепловых нагрузок на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение…………………………………………………………………...4.

2.1.1.Определение количества жителей……………………………………......4.

2.1.2.Определение строительного объема зданий……………………………..4.

2.1.3.Определение площади здания…………………………………………….5.

2.2.Определение годового расхода теплоты на отопление жилого здания….5.

2.3.Определение расхода теплоты на вентиляцию……………………………6.

2.4.Определение среднего теплового потока на отопление…………………..6.

2.5.Определение максимального теплового потока на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий…………………………………………………7.

2.6.Определение среднего теплового потока на горячее водоснабжение в неотопительный период………………………………………………………….9.

2.7.Суммарная тепловая нагрузка на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение…………………………………………………………………..10.

3.Годовой расход теплоты……………………………………………………...11.

4.Расчетные расходы сетевой воды……………………………………………13.

4.1.Расчетный часовой расход сетевой воды на отопление………………….13.

4.2.Расчетный часовой расход сетевой воды на вентиляцию………………..13.

4.3. Расчетный часовой расход сетевой воды на горячее водоснабжение…..14.

4.4.Суммарные расчетные расходы сетевой воды……………………………15.

5.Выбор тепловой сети, способы прокладки ее элементов…………………..16.

5.1.Тепловые сети……………………………………………………………….16.

5.2.Гидравлический расчет тепловых сетей……………………………..…….17.

5.3. Тепловой расчет тепловых сетей………………………………………….21.

5.4. Расчет и подбор компенсаторов…………………………………………...23.

6. Тепловые пункты……………………………………………………………..25. 

 

 

Введение

Системы теплоснабжения - комплекс устройств, которые производят тепловую энергию и передают ее (в виде пара, горячей воды или подогретого воздуха) потребителю. Элементом системы является теплогенерирующее устройство. Для систем теплоснабжения характерны большая разобщенность и разнообразие потребителей теплоты, неравномерные тепловые нагрузки.

Основное назначение любой системы теплоснабжения состоит в обеспечении потребителей необходимым количеством теплоты требуемого качества.

  

 

1. Исходные данные.
2. Определение тепловых нагрузок на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.

 

Определение количества жителей.

 

Определим количество жителей по формуле:

m= (1).

где, V_стр- строительный объем зданий, м³

  f – норма объема на одного жителя, в соответствии со СНиП f=60м³