Определение тепловых потоков по их нормативным удельным значениям

2.1.1. Определение тепловых потоков по их нормативным удельным

           значениям. 

    Удельный  расчетный тепловой поток отопления  жилых и общественных зданий 

                                             Q^р_0.1=gf_об(1+К₀)                                       (1) 

где: Q^р_0.1   - удельный расчетный тепловой поток отопления, Вт/житель;

g        - нормативный расчетный тепловой поток отопления, отнесенный к 1 м²          

          общей площади  106 ,Вт/м² , принимается по таблице 1.1(СНиП2.04.07.86);

f_об         - общая площадь, отнесенная к одному жителю, принимаем 19 м/житель;

  К₀      - коэффициент, учитывающий расход теплоты на отопление общественных зданий, принимается 0,25.

    

Q^р_0.1=106*19(1+0,25)=2518 Вт/м^2. 

2.1.2 Удельный расчетный  тепловой поток вентиляции общественных зданий.

                               

                                            Q^р_в.1=qf_обк_ок_в                                           (2)

 

где: Q^р_в.1-  удельный расчетный тепловой поток вентиляции общественных зданий,    

             Вт/житель;

к_в -     доля вентиляционного теплового потока в тепловом потоке отопления  

            общественных зданий, принимается  0,4. 

                 Q^р_в.1=106*19*0,25*0,4=201 Вт/житель  

                

2.1.3 Среднезимний удельный тепловой поток горячего водоснабжения. 

                                    Q^с_г.1= 1,2/z (q_и.с+ в) рс(t^с_г –t^з_х)                                                (3)

               

где: Q^с_г.1-  среднезимний удельный тепловой поток горячего водоснабжения  жилых и общественных зданий, Вт/житель;

1,2-  коэффициент, учитывающий тепловые  потери в сетях горячего

       водоснабжения; 

q_и.с -  норма потребления горячей воды с температурой 55°С в жилых зданиях,85

                  л/чел.сут., принимается по таблице 2 (СНиП 2.04.01-85);

                 в -  условная норма потребления горячей воды общественными  зданиями,                                                                   

                       отнесенная к одному жителю района застройки принимается 25

                       л/чел.сут.;

                р -   плотность воды, принимается 1кг/л;

                  с -   удельная теплоемкость воды, 4190Дж/кгК;

                 t^с_г -  средняя температура горячей воды у водоразборных приборов, 55°С;

                t^з_х -  расчетная зимняя температура водопроводной воды, принимается 5 С;

                 z -  время работы системы горячего водоснабжения в пределах одних суток,      

            принимается обычно 24 * 3600=86400с. 
 

Q^с_г.1=1,2/86400*(85+25)*1*4190*(55-5)=320 Вт/житель 

2.1.4 Среднелетний удельный тепловой поток горячего водоснабжения.

                     Q^с.л_г.1= β*Q^с_г.1(t^с_г-t^л_х)/( t^с_г –t^з_х),                                    (4) 

Q^с.л_г.1 - средний удельный тепловой поток горячего водоснабжения жилых и

            общественных зданий, Вт/житель;

β         -  коэффициент, учитывающий снижение теплового потока бытового

            водоснабжения в летний (межотопительный)  период и принимаем для жилищно-

            коммунального сектора 0,8;

t^л_х        - температура водопроводной воды в межотопительный период,

            принимается 15°С. 

Q^с.л_г.1 =0,8*320(55-15)/(55-5)=205 Вт/житель

2.1.5  Максимальные тепловые  потери горячего  водоснабжения.

  Переход от средних значений тепловых потоков горячего водоснабжения к их максимальным значениям производится умножением первых на обобщенный нормативный коэффициент неравномерности потребления горячей воды, значением которого -2,4 (СниП 2.04.07-86).

Q^м_г1= 2,4 *Q^с_г1 ,   (5) Q^м.л_г.1 = 2,4*Q^с.л_г.1 (6)

где:

Q^м_г1 и Q^м.л_г.1 - максимальные (расчетные) тепловые потоки зимой и летом, Вт/житель. 

Q^м_г1=2,4*320= 768 Вт/житель                              Q^м.л_г.1=2,4*205=492 Вт/житель

2.1.6 Тепловые потоки  отопления, вентиляции  и горячего водоснабжения микрорайона, МВт.

Отопления -                     Q^р_о=U_{мкр *}Q^р_{о.1 *}10^-6          (7)

Вентиляция -                    Q^р_в= U_{мкр *} Q^р_{в.1 *}10^{-6       (8)}

Горячего водоснабжения       Q^р_г = U_{мкр *} Q^р_{г.1 *}10^{-6        (9)}

Общий расчетный  тепловой поток р_р микрорайона при среднезимнем тепловом потоке горячего водоснабжения:   

     Q^р_о + Q^р_в +Q^с_г=Q^р                           (10)

В формулах 7-9 U_мкр - число жителей в микрорайоне, определяемое по формуле

                                     U_мкр =(ж _* S_мкр)/f                         (11)

где:

Sмкр —площадь территории МКР, м²;

Ж- «плотность» жилого фонда на территории МКР в долях его площади 0.42, принимаем по таблице 3;

f -норма жилой площади, м² / житель, для республик Азии -12 м²/ житель.

      Расчеты производим по данным  формулам в табличной форме.

2.1.7 Определение тепловых потоков по удельным тепловым характеристикам  зданий.

      Тепловой  поток отопления.   

                             Q^р_о=q_оαV (t_{в_}- t_н.о) _* 10^-6  , МВт            (12)

где: Q^р_о - расчетное значение отопительного теплового потока здания, МВт;

         q_о - удельная отопительная характеристика здания, 0.31 Вт/(м^З*К), принимается

              по табл. 1.4;

          α -  поправочный коэффициент, учитывающий климатические условия района                    

                строительства, принимается равным 0,92 при   t_н.о = - 37°С;

          V- строительный объем здания по наружному обмеру 15000, м³;

          t_в-   расчетное значение температуры воздуха в помещениях здания 15 , °С из                       

                (табл.1-4 методические указания «Теплоснабжение района города»);

          t_н.о- расчетные значения температуры наружного воздуха для проектирования   отопления -37 ,                

°С (СНиП II-33-75). 

Qро=0,31*0,92*15000*(15+37)*10^-6 = 0,22 МВт 

2.1.8 Тепловой поток  на вентиляцию.

                     

                                      Q^р_в= q_о V (t_в-t_н.в)_*10^-6                   (13)

Где:

Q^р_в - расчетное значение вентиляционного теплового потока здания, МВт;

q_о  - удельная тепловая вентиляционная характеристика здания 0,12 , Вт/(м^З*К),   

      принимается по табл. 1.4 методических  указаний «Теплоснабжение района  города»;

t_н.в - расчетное значение температуры наружного воздуха для проектирования  вентиляции -25, °С (СНиП II-33-75).              Q^р_в=0,12*15000*(15+25)* 10^{-6   =0,072   МВт}2

.1.9 Тепловой поток  горячего водоснабжения.

Q ^С_Г = q^С_Г  V _* 10^-6, МВт  (14)

Где:

Q^С_Г - среднезимний тепловой поток горячего водоснабжения здания, МВт;

q^С_Г       -   обобщенный удельный тепловой поток горячего водоснабжения, Вт/м³, принимается равным 10 Вт/м³.

Q^С_Г=10 * 15000 * 10^-6=0,11МВт

2.1.10. Суммарный тепловой поток жилого района.

    Результаты  расчетов тепловых потоков для каждого  МКР (квартала) и каждого отдельно заданного теплового потребителя, определенные по выше указанным формулам сводятся в форму Итоговые суммы по каждой строке и каждому столбцу таблицы дают численные значения тепловых потоков, являющиеся опорными для проекта теплоснабжения в целом.  

       Таблица №1

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.2  ГРАФИК СУММАРНОГО  РАСЧЕТНОГО ТЕПЛОВОГО ПОТОКА

ЖИЛОГО  РАЙОНА.

 
    График  суммарного  расчетного теплового  потока  показывает зависимость  суммарного  теплового  потока  от  температуры  наружного воздуха  при  максимальных  значениях  теплового  потока  горячего водоснабжения.

    Построение  графика  необходимо  для  выбора  тепловой  мощности источника  теплоты, планирования  включения  в  работу  его теплогенерирующего оборудования в соответствии с  прогнозом  температуры наружного воздуха на ближайшие сутки, вывода его в резерв или в ремонт. 

 
Максимальное  значение суммарный тепловой поток  имеет зимой при t_н=t_н.о

      ΣQ^м=ΣQ^р_о+ΣQ^р_в+ΣQ^м_г,                      (15)

где   ΣQ^м_г=2,4ΣQ^с_г                       (16)             

      ΣQ^м = 200,69+16,09+61,152=277,932 МВт

                  ΣQ^м_г = 25,48*2,4 = 61,152 МВт  

    Значение  максимального  теплового потока  для  межотопительного периода определяется, исходя из (формулы 4) по формуле

                                          ΣQ^м.л_г = ΣQ^м_гβ(t^с_г - t^л_х/t^с_г - t^з_х)            (17)

                                                  ΣQ^м.л_г = 61,152*08*(55-15)/(55-5) = 39,137 МВт 

Исходные данные для построения графика:

г.Иркутск  ΣQ^р_{в=16,09  МВт}

ΣQ^р_{о=200,69 МВт}

ΣQ^м_{г=61,152 МВт}

          t_{н.о= -37}.°С         tv=-25.°С 
 
 

2.3  Годовой график  продолжительности  суммарного теплового  потока и годовое  потребление теплоты.

     График  продолжительности суммарного теплового  потока строится для установления экономичных режимов эксплуатации оборудования источников теплоты, времени их работы в течение года, показателей использования установленной мощности теплогенерирующих агрегатов и других важных технико-экономических показателей системы теплоснабжения.

    График  продолжительности суммарного теплового  потока также 
используется для определения графо-аналитическим способом годового теплопотребления подключенными теплоиспользующими системами.

    Основой графика является график продолжительности  обобщенного теплового потока отопления и вентиляции - сезонной тепловой нагрузки ΣQ_с .

    Исходными данными для проектирования графика,  являются климатические показатели: продолжительность стояния в течение года определенной и боле низкой температуры наружного воздуха, расчетная для проектирования отопления и средняя за отопительный период температуры наружного воздуха и продолжительность периода отопления.

    При отсутствии данных о длительности стояния температур наружного воздуха график продолжительности сезонного теплового потока с достаточной для проектных разработок точностью строю аналитическим способом проф. Б.Л.Шифринсона по уравнению

                               φ_с=1-А(z)^γ,   (18)

где φ_с - относительный тепловой поток тепловой нагрузки,

                                      ΣQ_с / ΣQ^р_с ;                             (19) 

                                        z= z / z₀ ;                    (20)   

  z- относительное время в долях продолжительности отопительного периода, z₀ , при котором сезонный тепловой поток не бывает ниже φ_с ,

А и γ- коэффициенты, являющиеся функцией температуры воздуха:

                                            А=(8-t_н.о) /(18-t_н.₀)             (21)

    В формулах 21 и 22

8- директивная температура начала (конца) отопительного периода, С;

t^с.о_н - средняя температура наружного воздуха за период отопления, °С;

    18 - средняя температура воздуха в отапливаемых помещениях гражданских зданий, °С. 

Исходные данные:

t_н.о. = - 37 ^оС

t^с.о_н =--8,9 ^оС    

z_о=5784 ч.; (z_o=z_оп*24=241*24=5784)

β=0,8 (условно)

тепловые  потоки:

ΣQ^р_с=ΣQ^р_о+ΣQ^р_в=200,69+16,09 =216,78 МВт

ΣQ^с_г= ΣQ^м_г /2,4, МВт (таб1)    ΣQ^с_{г=61,152/2,4=25,48 МВт}

ΣQ^с.л = ΣQ^с_г β (t^с_г - t^л_х/t^с_г- t^з_х)= 25,48*0,8(55-15)/(55-5)=16,3 МВт 

Порядок построения годового графика  продолжительности  суммарного теплового  потока

1. На «миллиметровой»  бумаге строю две системы координат  :

а) -графика сезонного теплового  потока. На оси абсцисс этой системы   значения сезонного теплового потока φ_с ;

б) - годового графика продолжительности  сезонного теплового потока. Здесь ось абсцисс является осью часового годового времени, из которого выделяется участок отопительного периода z₀ , со всей шкалой относительного времени z₀ за единицу которого принята вся продолжительность периода отопления. На оси ординат откладываю значения тепловых потоков.

2. Строю график  относительного  теплового  потока  сезонной 
   нагрузки   φ_с = F(t_н..о) .
3. Вычисляю значения коэффициентов уравнения Шифринсона по формулам 21 и 22

                               А= (8+37)/(18+37)=0,82         

                               φ = (8-(-8,9))/(-8,9+37)=0,6

4. Записываю  уравнение Шифринсона для климатических  условий 

г. Благовещенск

φ_с= 1-0,82(z)^0.6

5.Рассчитываю  относительные и абсолютные значения тепловых потоков и времен                                                                  Z = Z * Z₀=Z = Z * 5784. 

Результаты  расчетов сводим в таблицу 2 .

Таблица построения годового графика продолжительности сезонного теплового потока климатических условий  г.Иркутск.

Таблица 2.

5. По табличным  координатам (Z, φ_с) строю график 
   продолжительности сезонных тепловых потоков.
6. График продолжительности сезонных тепловых потоков 
   надстраиваю  значением  среднезимнего  теплового  потока горячего 
   водоснабжения.     
7. Построение графика продолжительности суммарного теплового потока завершаю пристройкой к графику продолжительности сезонного теплового потока по оси Z графика среднелетнего теплового потока горячего водоснабжения с ординатой ΣQ^с.л_г. Площади, ограниченные осями координат и линиями графиков продолжительности тепловых потоков пропорциональны потреблению теплоты системами отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

        8. Вычисляю годовое потребление  теплоты селитебным массивом  района города

а)    Системами отопления и вентиляции                                         

                  Ф_с = φ_с^с ΣQ_с^р z,                                (23)

Ф_с =0,49*205,7*5784=58,3*10⁴ МВт*ч

  где Ф_с- годовое теплопотребление системами отопления и вентиляции,   МВт;

               φ^с_с -  средний за  отопительный   период  относительный тепловой   поток       сезонной  нагрузки,  вычисляемый по  формуле

φ^с_с =  (18-t^с.о_н)/(18-t_н.₀)     (24)

                                          φ^с_с =(18+8,9)/(18+37)=0,49 МВт*ч

б) системами  горячего водоснабжения в течении отопительного периода

Ф^зг= ΣQ_с* z₀         (25)

                                            Ф^зг=25,48*5784=149458,56 МВт*ч=15*10⁴

и в течении  межотопительного периода

Ф^л_г=ΣQ^с.л_с (8400- z_о)   (26)

Ф^л_г=16,3*(8400-5784)=4,3*10⁴ МВт*ч

  Тогда  теплопотребление системами горячего водоснабжения будет:

               ф_г = Ф^з_г + Ф^л_г = 15*10⁴+4,3*10⁴ = 19,3*10⁴  МВт_*ч ;

в) полное годовое теплопотребление селитебным массивом района города составляет сумму  теплопотребления системами отопления, вентиляции и горячего водоснабжения

ф= ф_с+ ф_г       (27) 

Ф=58,3*10⁴+19,3*10⁴  = 77,6 *10⁴   МВт_*ч

Или 77,6*10⁴*3,6=279,36*10⁴