2. Разработка плана тепловой сети и выбор схемы трассы

Тепловая сеть – это система прочно и плотно соединительных между собой участков теплопроводов, по которым теплота с помощью теплоносителя транспортируется от источника к тепловым потребителям. Необходимо разработать план трассы тепловых сетей от источника тепла до каждого потребителя. При выборе трассы теплопроводов в первую очередь надлежит руководствоваться выполнением следующих условий: надежности теплоснабжения, безопасности работы эксплуатационного персонала и быстрых ликвидаций возможных аварий. Следует выбирать такое расположение теплотрассы, которое обеспечило бы наименьшую протяженность и меньший объем работ при прокладке.

Необходимо выбрать схему трассы, обосновать свой выбор.

Пример расчетной схемы трассы дается в приложении Б. На расчетной схеме изображается источник теплоты или центральный тепловой пункт, подвод тепла ко всем объектам, потребляющих теплоту. Трасса делится на участки, начиная от источника теплоты или ЦТП.

3. Расчет тепловых нагрузок

2.3.1 Определяется расход тепла на отопление , кВт, по формуле

(1) [1]

где - удельная отопительная характеристика, Вт/ ,

- наружный строительный объем здания, м³,

- температура внутри помещения, ⁰С,

- температура наружного воздуха для системы отопления, ⁰С

2.3.2 Определяется расход тепла для вентиляции , кВт, по формуле

, (2) [1]

где - удельный расход тепла на вентиляцию, Вт/

- температура внутри помещения, ⁰С,

– температура наружного воздуха для вентиляции, ⁰С

2.3.3 Определяется расход тепла на горячее водоснабжение, , кВт, по формуле

, (3) [1]

где – коэффициент часовой неравномерности потребления горячей воды,

– количество потребителей, чел,

– норма расхода воды, л/сут,

– температура горячей воды, ⁰С,

– температура холодной воды, ⁰С,

– теплоемкость воды, кДж/ , кДж/

Расчет тепловых нагрузок произведен для одного объекта, для остальных объектов расчет производится аналогично, и результаты сводятся в таблицу 5.

Таблица 5

Наименование потребителей	Расходы тепла, кВт			Суммарная нагрузка для одного потребителя, кВт	Суммарный расход для всех потребителей, кВт
	на отопление,	на вентиляцию,	на горячее водоснабжение,		на отопление,	на вентиляцию,	на горячее водоснабжение,

2.4 Расчет годовых расходов тепла

2.4.1 Определяется средний расход тепла на отопление , МВт, по формуле

, (4) [1]

где - средняя температура наружного воздуха за отопительный период, ⁰С

2.4.2 Определяется годовой расход тепла на отопление , МВт, по формуле

, (5) [1]

где - продолжительность отопительного сезона, сутки

2.4.3 Определяется средний расход тепла на вентиляцию , МВт, по формуле

(6) [1]

2.4.3 Определяется годовой расход тепла на вентиляцию , МВт, по формуле

(7) [1]

2.4.5 Определяется средний расход тепла на горячее водоснабжение , МВт, по формуле

, (8) [1]

где - температура холодной воды летом, ⁰С, ;

– температура холодной воды зимой, ⁰С,

- коэффициент, учитывающий снижение расхода теплоты на горячее водоснабжение в летний период,

2.4.6 Определяется годовой расход тепла на горячее водоснабжение , МВт, по формуле

(9) [1]

2.4.7 Определяется суммарный годовой расход тепла , МВт, по формуле

(10) [1]

2.5 Расчет и построение графика потребления тепла

Для определения годового расхода тепла, экономичного режима работы оборудования и составления графиков его ремонта используют график расхода тепла по продолжительности. Этот график строят на основании длительности стояния температур наружного воздуха и суммарного расчетного расхода тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. На оси абсцисс откладывают число часов отопительного сезона, в течение которых наблюдается температура ниже данной, а по оси ординат расчетный расход тепла при данной температуре. Расчетный график расхода тепла на отопление представляет прямую линию, которую можно построить по двум точкам с координатами в первой точке ( ), во второй точке ( , ). График расчетного расхода тепла на вентиляцию строится также по двум точкам с координатами ( , ) и ( , ), но этот график имеет вид ломанной линии, точка преломления ( , ). Расчетный график на горячее водоснабжения представляет собой прямую параллельную оси абсцисс при . Суммарный расчетный график строится путем сложения ординат. График годовой продолжительности отопительной нагрузки представлен в приложении Г курсового проекта, в приложении В дается график расхода тепла по месяцам. Для построения этого графика выполняются следующие расчеты.

2.5.1 Определяется среднемесячный расход тепла на отопление , МВт, по формуле

, (11) [1]

где - средняя температура наружного воздуха за месяц, ⁰С

2.5.2 Определяется среднемесячный расход тепла на вентиляцию , МВт, по формуле

(12) [1]

2.5.3 Определяется среднемесячный расход тепла на горячее водоснабжение , МВт, по формуле

(13) [1]

2.5.4 Определяется суммарная среднемесячная нагрузка , МВт, по формуле

(14) [1]

Расчет среднемесячных нагрузок выполнен для одного месяца, для остальных месяцев расчет производится аналогично, результаты сводятся в таблицу 6

Таблица 6

Месяц	Нагрузка на отопление, МВт	Нагрузка на вентиляцию, МВт	Нагрузка на горячее водоснабжение, МВт	Суммарная нагрузка, МВт

2.6 Регулирование отпуска тепла. Температурный график качественного регулирования

В данном курсовом проекте применяется качественное регулирование отпуска теплоты, то есть регулирование осуществляется изменением температуры воды в подающем теплопроводе.

2.6.1 Определяется температура сетевой воды в падающем теплопроводе , ⁰С, по формуле

, (15) [1]

где – температура в падающем теплопроводе, ,

– температура воды в обратном теплопроводе, ,

- среднемесячная температура наружного воздуха,

2.6.2 Определяется температура обратной сетевой воды , , по формуле

(16) [1]

Расчет температур воды в подающем обратном трубопроводах выполнен для января, расчет для других месяцев производится аналогично, результаты сводятся в таблицу 7

Таблица 7

месяц	Температура в падающем трубопроводе, ,	Температура в обратном трубопроводе, ,
Январь

Температурный график качественного регулирования представлен в приложении Д.

2.7 Разработка схемы ИТП, расчет и подбор элеватора

Необходимо представить состав оборудования индивидуального теплового пункта и описать назначение этого оборудования. Разработанную схему ИТП выполнить в приложении Е, схема стального элеватора – в приложении Ж.

В данном курсовом проекте производится расчет элеватора.

2.7.1 Определяется коэффициент смешения элеватора , по формуле

, (17) [1]

где – температура смешанной воды после элеватора, , [2];

2.7.2 Определяется требуемая разность напора в попадающем и обратном трубопроводе , м, по формуле

, (18) [1]

где - потери напора в системе отопления, м, [2];

2.7.3 Определяется массовый расход сетевой воды , т/ч, по формуле

(19) [1]

2.7.4 Определяется диаметр горловины элеватора , мм, по формуле

(20) [1]

2.7.5 Определяется диаметр сопла , мм, по формуле

(21) [1]

Расчет выполнен для одного объекта. Для остальных объектов расчет производится аналогично, результаты сводятся в таблицу 8. Номер элеватора выбирается по таблице (Приложение XI).

Таблица 8

Наименование потребителя		, м	, т/ч	, мм	, мм	Номер элеватора	Количество элеваторов

Данные элеваторов приведены в таблице 9.

Таблица 9 – Данные элеваторов

№ элеватора

L, мм

А, мм

С, мм

, мм

Фланцы, мм

Внутренний диаметр присоединительных патрубков, мм

Длина сопла, мм

Вес элеватора, кг

Входной, D1

Входной, D2

Подсоса, D3

Входной, d1

Выходной, d2

Подсоса, d3

ℓ полная

Со сменной части

2.8 Гидравлический расчет тепловой сети

Описывается задачи гидравлического расчета.

При выполнении гидравлического расчета необходимо пользоваться таблицами, представленными в приложении IX, X.

При расчете необходимо учитывать, что удельные потери давления на магистоали не должны превышать 80 Па/м, на ответвлениях – 300 Па/м. Всю тепловую сеть необходимо поделить на участки, начиная от источника или ЦТП. Расчетная схема представлена в приложении Б.

2.8.1 Определяется расход теплоносителя на участке G, кг/с, по формуле

, (22) [1]

где - расход тепла на участке, кВт

2.8.2 Определяется диаметр трубопровода , мм

2.8.3. Определяется скорость теплоносителя W, м/с

2.8.4. Определяется удельное падение давления на участке R, Па/м

2.8.5 Определяются потери давления по длине ∆p_л, Па, по формуле

, (23) [1]

где - длина участка, м

2.8.6 Определяется эквивалентная длина участка , м, по формуле

(24) [1]

2.8.7 Определяются потери давления на местные сопротивления , Па, по формуле

(25) [1]

2.8.8 Определяются полные потери давления на участке , Па, по формуле

(26) [1]

2.8.9 Определяются потери напора на участке , м, по формуле

, (27) [1]

где - плотность воды, кг/м³, =946,3 кг/м³ [3]

- ускорение свободного падения, м/с², =9,81 м/с²

Гидравлический расчет произведен для участка 0-1. Расчет для других участков производится аналогично, результаты заносятся в таблицу 10.

Таблица 10 – Результаты гидравлического расчета

№ участка	Расход ,кг/с	Длина участка		Условный диаметр dу,мм	Наружный диаметр dн, мм	Скорость W, м/с	Удельные потери R, Па/м	Потери давления, Па			Потери напора, , м
		ℓ	ℓэкв
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
0-1

2.9 Построение пьезометрического графика

Описывается назначение графика.

2.9.1 Определяется длина магистрали ℓ, м, по формуле

(28) [1]

2.9.2 Определяются потери напора в подающей (обратной) магистрали ( ), м, по формуле

(29) [1]

2.9.3 Определяется полный напор , м, по формуле

, (30) [1]

где - предварительный напор на всасывающей части сетевого насоса, м, принимаются от 15 и до 30 м [2];

- потери напора в источнике, м, принимаются от 20 и до 45м [2];

- потери напора у абонента, м, принимаются от 15 и до 20 м [2].

Пьезометрический график представляется в приложении З

2.10 Подбор сетевых и подпиточных насосов

Выбор насосов производится по заданному напору и производительности.

2.10.1 Определяется производительность сетевого насоса , т/ч, по формуле

, (31) [1]

где - расход тепла на участке 0 – 1.

2.10.2 Определяется напор сетевого насоса , м, по формуле

(32) [1]

По полученным данным принимаются к установке два сетевых насоса марки (указывается марка), один из них резервный. Техническая характеристика насоса приведена в таблице 11. (Приложение XII)

Таблица 11 – Техническая характеристика сетевого насоса

Обозначение насоса	Подача Q, м^3/ч	Напор Н, м	Допустимый кавитационный запас, м	Мощность, кВт	КПД, %	Температура воды на входе в насос, ^0С	Частота вращения об/мин	Габаритные размеры, мм			Масса, кг
								Длина	Ширина	Высота

2.10.3 Определяется расход воды на горячее водоснабжение , кг/с, по формуле

(33) [1]

2.10.4 Определяется производительность подпиточного насоса , т/ч, по формуле

(34) [1]

Напор подпиточного насоса равен высоте самого высокого здания, = (указывается высота). Принимается к установке два подпиточных насоса марки (указывается марка), один из них резервный.

Техническая характеристика насоса представлена в таблице 12. (Приложение XII).

Таблица 12 – Техническая характеристика подпиточного насоса

Обозначение насоса	Подача Q, м^3/ч	Напор Н, м	Допустимый кавитационный запас, м	Мощность, кВт	КПД, %	Температура воды на входе в насос, ^0С	Частота вращения об/мин	Габаритные размеры, мм			Масса, кг
								Длина	Ширина	Высота