Теплоснабжение микрорайона. 2



Содержание

 

 

 

 

 

 

    1. Основные сведения о проекте

Район строительства город Краснодар. Здания расположены на участке со спокойным рельефом с небольшим уклоном. Данная местность характеризуется средними природно-климатическими условиями с температурой наружного воздуха (наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92) -140С.

В данном микрорайоне применяется подземная прокладка теплопроводов и системы ГВС. Подземная прокладка применяется канальная. Тепловые сети и система ГВС проходят в непроходных каналах из стандартных железобетонных лотков серии 3.006.1 - 2/87, вып. 0. В данном проекте использованы стандартные тепловые камеры с типовыми размерами.

К централизованному теплоснабжению подключены системы отопления и ГВС 4-х жилых домов.

Таблица 1. Характеристика потребителей тепловой энергии микрорайона

№здания

Кол-во этажей

Кол-во секций здания

Кол-во квартир в здании

Кол-во секций узлов сис-мы ГВС

Кол-во ИТП

1

2

3

4

9

5

9

5

2

2

2

3

72

40

72

40

2

2

2

2

1

1

1


Для данных объектов спроектированы водяные тепловые сети, в качестве теплоносителя для отопления используется горячая вода с температурным графиком 150-700С, на ГВС поступает вода с температурой 60 0С. Система теплоснабжения закрытая двуххтрубная (здания жилого микрорайона подключены по зависимой схеме), система ГВС открытая двухтрубная. Обратная и подающая линии трубопровода на отопление жилых домов выполнены из стальных труб в пенополимерминеральной теплогидроизоляции. Трубопровод ГВС выполнен из армированного полипропилена PN20 и изолирован вспененным полиэтиленом EnergoflexSuper.

Для компенсации тепловых удлинений предусмотрены приварные сильфонные одно- и двухсекционные компенсаторы, для погашения сил, действующих на трубопровод – неподвижные  опоры, скользящие опоры марки Т13 по серии 4.903-10 вып.5. Источником теплоснабжения является центральный тепловой пункт.

  1. Расчет сетей теплоснабжения
    1. Расчет расходов теплоты

1. Общий расход теплоты  на отопление и вентиляцию:

                                               (1)

2. Расчет расходов теплоты  на отопление:

                (2)

Где температура наружного и внутреннего воздуха, оС; 
- объем, площадь в плане, высота и периметр в плане здания; 
- коэффициент теплопередачи стены и окна; 
степень остекления; 
поправочные коэффициенты на расчетную разность  температуры для пола первого этажа и потолка последнего этажа.

3. Расчет расходов теплоты  на вентиляцию:

(3)

Гдедоля жилой площади от общей площади.

4. Расчет бытовых тепловыделений:

                                                            (4)

Где: теплопоступление на 1 площади пола жилых комнат и кухни; 
доля площади кухни от общей площади.

Результаты расчета представлены в таблице 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2. Расчет расходов теплоты на отопление и вентиляцию

№ дома

1

2

3

4

V

24750

13950

24750

13950

S

900

900

900

900

P

150

150

150

180

h

27,5

15,5

27,5

15,5

kc

0,298

0,298

0,298

0,298

kok

1,754

1,754

1,754

1,754

φ

0,22

0,22

0,22

0,22

kпл

0,22

0,22

0,22

0,22

nпл

0,9

0,9

0,9

0,9

kпт

0,213

0,213

0,213

0,213

nпт

0,6

0,6

0,6

0,6

t0

-14

-14

-14

-14

ti

20

20

20

20

Q0

96689

58848

96689

68623

n

9

5

9

5

Qв

165240

91800

165240

91800

Qбыт

60750

33750

60750

33750

Q, Вт

201179

116898

201179

126673


 

5. Расчет расхода теплоты  на горячее водоснабжение

                                                (5)

Где теплоемкость воды;

-плотность воды;

температура холодной воды;

температура горячей воды;

секундный расход горячей воды, л/с.

6.  Секундный расход  определяется для каждого здания  по формуле:

                                                                    (6)

 

                                                             (7)

Результаты расчета представлены в таблице 3.

 

Таблица 3. Расчет расходов на горячее водоснабжение

 

Здание

Число этажей

Участок сети

Число кваритир

Кв

Число жителей U

N

Р

PN

α

q0h

qh   л/с

Qгвс, кВт

1

9

4-5

36

144

72

0,0278

2,00

1,44

0,2

1,44

500

ввод 4-3

72

288

144

0,0278

4,00

2,21

0,2

2,21

2

5

8-9

20

80

40

0,0278

1,11

1,03

0,2

1,03

348

ввод 8-3

40

160

80

0,0278

2,22

1,54

0,2

1,54

3

9

6-7

36

144

72

0,0278

2,00

1,44

0,2

1,44

500

ввод 6-2

72

288

144

0,0278

4,00

2,21

0,2

2,21

4

5

10-11

20

80

40

0,0278

1,11

1,03

0,2

1,03

348

ввод 10-1

40

160

80

0,0278

2,22

1,54

0,2

1,54


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    1. Гидравлический расчет трубопроводов горячего водоснабжения
      1. Расчет  требуемых давлений в основании секционных узлов горячего водоснабжения
  1. Рассчитываем требуемое давление по требуемому напору:

                                                      (3.1)

  1. Определяем требуемый напор в основании секционного узла

                               (3.2)

Где - плотность горячей воды;

- разность геодезических отметок секционного узла и оси напорного патрубка повысительного насоса, м;

- геометрическая высота от основания секционного узла до наиболее высоко расположенной водозаборной точки, м;

- потери напора в падающих трубопроводах секционных узлов, м;

- потери напора в квартирных подводках и свободный напор, м.

Для 5-ти этажных зданий

Для 9-ти этажных зданий .

Результаты расчета представлены в таблице 4.

Таблица 4. Требуемые давления в основании секционных узлов

№ ветки

№ узла

Hgeom , м

Hgeod , м

∆Huz, м

Hf, м

Huztr, м

Puztr, Па

∑l, м

ip, Па/м

0-1-2-3-4-5

5

27,5

2

7,2

8

44,7

432192,5

252,3

110,85

0-1-2-3-8-9

9

15,5

2

5,15

8

30,65

296346,8

184,5

274,30

0-1-2-6-7

7

27,5

0

7,2

8

42,7

412855,0

94

331,82

0-1-10-11

11

15,5

1

5,15

8

29,65

286678,0

95

549,69


 

      1. Определение расходов и потерь давления в секционных узлах

 

  1. Перепад давления в секционных узлах с учетом раскрытия пьезометра рассчитываем по формуле

                                           (3.3)

Где  Потери давления в дальнем от ввода в секционном узле, Па;

- расстояние от дальнего узла до рассматриваемого узла, м;

- расстояние от дальнего секционного узла до ближайшего от ввода, м. 

  1. Циркуляционные расходы в секционных узлах с учетом раскрытия пьезометра рассчитываем по формуле:

                                                   (3.4)

Где   расчетный циркуляционный расход воды в секционном узле, л/с.

Результаты расчета потерь давления и циркуляционных расходов в секционных узлах заносятся в таблицу 5.

Таблица 5. Потери давления и циркуляционные расходы в секционных узлах

Здание

№  узла

Длина l0, м

Длина li, м

Степень раскрытия пьезометра β

∆puzβh+ciri , Па

quzβciri , л/с

1

5

30

0

1,3

50000

0,13

4

30

30

1,3

115000

0,19

2

9

30

0

1,3

50000

0,13

8

30

30

1,3

115000

0,19

3

7

30

0

1,3

50000

0,13

6

30

30

1,3

115000

0,19

4

11

34,6

0

1,3

50000

0,13

10

34,6

34,6

1,3

115000

0,19


 

      1. Выбор основной магистрали подающего трубопровода системы горячего водоснабжения

За главную магистраль принимаем ту, для которой удельные потери имеет минимальное значение, определяемые по формуле:

                                                        (3.5)

Гдесумма длин участков от повысительного насоса до рассматриваемого секционного узла, м;

 - коэффициент, учитывающий местные потери;

 - коэффициент, учитывающий превышение реальных потерь давления над расчетными из-за зарастания и загрязнения трубопроводов при эксплуатации; 
- потери давления в падающем трубопроводе в режиме водозабора, Па.

                                            (3.6)

Где максимальное допустимое давление в магистральном трубопроводе. 

      1. Гидравлический расчет основной магистрали подающего трубопровода

 

  1. Потери давления на j – м участке определяем по формуле:

                                            (4.1)

Где удельные потери давления на j – м участке, Па/м; 
- длина участка, м.

  1. Суммарные потери давления на главной магистрали подающего трубопровода определяем по формуле:

                                                (4.2)

  1. Определяем расход воды  на участках подающего трубопровода с рециркуляцией:

                                                (4.3)

Гдекоэффициент, учитывающий работу циркуляционного насоса.

  1. Полное давление в узле магистрали определятся по формуле:

                                                  (4.4)

Расчеты представлены в таблице 6.

 

 

 

 

Таблица 6. Гидравлический расчет основной магистрали подающего трубопровода горячего водоснабжения в режиме водоразбора

№ участка

0-1

1-2

2-3

3-4

4-5

Длина участка l, м

5,45

37,4

93

90,5

30

Секундный расход горячей воды qh, л/с

7,49

5,95

3,74

2,21

1,44

Циркуляционный расход qcir, л/с

1,29

0,97

0,64

0,32

0,13

Коэффициент Kcir

0

0

0

    

Расчетный расход водоразбораqph=qh(1+Kcir), л/с

7,49

5,95

3,74

2,21

1,44

Наружны диаметр трубы ПЭ-С, мм

110

110

90

63

50

Скорость течения воды V, м/с

1,4

1,1

1,2

1,25

1,4

Удельные потери давления ip, Па/м

200

150

200

320

500

Коэффициент местных потерь (1+kl)kexp

2,4

2,4

2,4

2,4

2,4

Потери давления на участке ∆plhj, Па

2616

13464

44640

69504

36000

Сумма потерь давления ∑∆plhj, Па

166224

163608

150144

105504

36000

Требуемое давление в основании диктующего секционного узла основной магистрали Puztrосн, Па

432192,5

Полное давление в узловых точках основной магистрали Pnh=Puztr+∑∆plhj, Па

598416,5

595800,5

582336,5

537696,5

468192,5


 

      1. Гидравлический расчет подающего трубопровода боковых ответвлений

 

  1. Расчет заключается в подборе диаметров боковых ответвлений таким образом, чтобы было погашено избыточное давление на ответвлении.

                                          (5.1)

Диаметры из условия:

                               (5.2)

Расчеты представлены в таблицах 7, 8, 9.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 7. Гидравлический расчет боковых ответвлений подающего трубопровода горячего водоснабжения в режиме водоразбора

Ответвление 3-8-9

Давление в точке основной магистрали Рnh

537696,50

Требуемое давление в основании секционного узла ответвления Puz отв.tr

296346,76

Избыточные потери давления на боковом ответвлении Δpотвизб = Рnh- Puzотв.tr   Δpотвизб

241349,74

1

№ участка

3-8

8-9

2

Длина участка L,м

23

30

3

Секундный расход горячей воды qh , л/с

1,54

1,03

4

Циркуляционный расход qcir,л/с

0,322

0,128

5

Коэффициент Кcir

0,000

0,000

6

Расчетный расход водозабора qhr

1,54

1,03

7

Наружны диаметр трубы ПЭ-С, мм

40

32

8

Скорость течения воды V, м/с

2

3

9

Удельные потери давления ip, Па/м

1400

2500

10

Коэффициент местных потерь

2,4

2,4

11

Потери давления на участке Δрhlj, Па

77280

180000

12

Сумма потерь давления ΣΔрhlj, Па

257280

180000

13

Полное давление в узловых точках ответвления

553626,76

476346,76

14

Невязка, %

-2,9%

  

 

Таблица 8. Гидравлический расчет боковых ответвлений подающего трубопровода горячего водоснабжения в режиме водоразбора

Давление в точке основной магистрали

582336

Требуемое давление в основании секционного узла ответвления

412855,03

Избыточные потери давления на боковом ответвлении

169481,47

1

№ участка

2-6

6-7

2

Длина участка L,м

25

30

3

Секундный расход горячей воды qh , л/с

2,21

1,44

4

Циркуляционный расход qcir,л/с

0,322

0,128

5

Коэффициент Кcir

0

0

6

Расчетный расход водозабора qhr

2,21

1,44

7

Наружны диаметр трубы ППР, мм

50

40

8

Скорость течения воды V, м/с

2,10

2,0

9

Удельные потери давления ip, Па/м

1200

1300

10

Коэффициент местных потерь

2,4

2,4

11

Потери давления на участке Δрhlj, Па

72000

93600

12

Сумма потерь давления ΣΔрhlj, Па

165600

93600

13

Полное давление в узловых точках ответвления

578455

506455

14

Невязка, %

0,7%

  

 

 

Таблица 9. Гидравлический расчет боковых ответвлений подающего трубопровода горячего водоснабжения в режиме водоразбора

Давление в точке основной магистрали

595800

Требуемое давление в основании секционного узла ответвления

286678,02

Избыточные потери давления на боковом ответвлении

309122,48

1

№ участка

1-10

10-11

2

Длина участка L,м

67

34,6

3

Секундный расход горячей воды qh , л/с

1,54

1,03

4

Циркуляционный расход qcir,л/с

0,322

0,128

5

Коэффициент Кcir

0

0

6

Расчетный расход водозабора qhr

1,54

1,03

7

Наружны диаметр трубы ПЭ-С, мм

40

40

8

Скорость течения воды V, м/с

2

1

9

Удельные потери давления ip, Па/м

1400

390

10

Коэффициент местных потерь

2,4

2,4

11

Потери давления на участке Δрhlj, Па

225120

32385,6

12

Сумма потерь давления ΣΔрhlj, Па

257505,6

32385,6

13

Полное давление в узловых точках ответвления

544184

319064

14

Невязка, %

9,5%

  

 

 

      1. Расчет основной магистрали циркуляционного трубопровода

В качестве основной магистрали берем с наибольшим циркуляционным расходом и протяженностью.

  1. Потери давления на участке циркуляционного трубопровода вычисляем по формуле:

                                             (6.1)

Где коэффициент, учитывающий зарастание трубопровода в процессе эксплуатации.

  1. Суммарные потери на магистральном трубопроводе вычисляем как:

                                            (6.2)

  1. Определяем потери давления в кольце, образованном подающем трубопроводом и ближним  секционным узлом и циркуляционным трубопроводом:

                                                     (6.3)

Гдепотери давления в подающем трубопроводе, в режиме циркуляции; 
- потери давления в циркуляционном трубопроводе.

  1. Потери давления на j-ом участке подающего трубопровода, в режиме циркуляции определяем по формуле:

                                       (6.4)

Расчеты представлены в таблице 10.

Таблица 10. Гидравлический расчет основной магистрали циркуляционного трубопровода

1

№ участка

0-1

1-2

2-3

3-4

2

Длина участка l, м

5,45

37,4

93

90,5

3

Циркуляционный расход qcir, л/с

1,29

0,97

0,64

0,32

4

Расчетный расход водоразбораqph, л/с

7,49

5,95

3,74

2,21

5

Потери давления на участке Δрhlj, Па

2616

13464

44640

69504

6

Потери давления на подающем участке при циркуляции ∆plhcirj, Па

77,5

355,2

1322,2

1482,1

7

Условный диаметр dу, мм

50

50

50

40

8

Скорость течения воды V, м/с

1,1

1,0

0,6

0,5

9

Удельные потери давления ip, Па/м

370

300

150

100

10

Коэффициент местных потерь (1+kl)kexp

1,2

1,2

1,2

1,2

11

Потери давления на участке ∆plcir, Па

2420

13464

16740

10860

12

Потери давления на участке ∆ptotcirj= ∆plhcir+ ∆plcir, Па

2497

13819

18062

12342

13

Сумма потерь давления ∑∆ptotcirj, Па

46721

44223

30404

12342

14

Потери давления в секционном узле основной магистрали ∆puzcirосн, Па

115000

115000

115000

115000

15

Полные потери давления в кольце ∆pncirосн=∆puzcirосн+∑∆ptotcirj, Па

161721

159223

145404

127342