СОДЕРЖАНИЕ 
 

 

ВВедение

 

     Промышленные  предприятия и жилищно-коммунальный сектор потребляют огромное количество теплоты на технологические нужды, вентиляцию, отопление и горячее водоснабжение. Тепловая энергия в виде пара и горячей воды вырабатывается теплоэлектроцентралями, производственными и районными отопительными котельными.

     Производственные  и отопительные котельные должны обеспечить бесперебойное и качественное теплоснабжение предприятий и потребителей жилищно-коммунального сектора. Повышение надежности и экономичности теплоснабжения в значительной мере зависит от качества работы котлоагрегатов и рационально спроектированной тепловой схемы теплоснабжения.

     Целью курсовой работы является получение навыков и ознакомление с методиками расчёта теплоснабжения потребителей, в частном случае – расчёта теплоснабжения района города Барнаул от источника теплоснабжения. Также поставлена цель – ознакомиться с существующими государственными стандартами, и строительными нормами и правилами, касающимися теплоснабжения.

 

1 Климатическая характеристика  района  
строительства

    1.1  Район строительства: город Барнаул (по заданию)

                                                  

2. Расчетные параметры наружного воздуха

     

     Таблица 1.1 – Расчетные параметры наружного  воздуха [1, табл.1*]

 
   

3.  Зона  влажности территории Российской  Федерации: 3 – «сухая»      

    

4. Влажностный режим помещений зданий: «нормальный» [2, табл.1].

 

    Расчетная средняя температура внутреннего  воздуха здания t_int = 21°С. 

  Обоснование: Параметры воздуха внутри жилых  и общественных зданий из условия  комфортности следует определять согласно таблице 1 - для холодного периода года, и таблице 2 - для теплого периода года [4].

  Параметры воздуха внутри зданий производственного  назначения следует принимать согласно ГОСТ 12.1.005 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений.

  Расчетная температура воздуха внутри жилых  и общественных зданий t_int ,°С, для холодного периода года должна быть не ниже минимальных значений оптимальных температур, приведенных в таблице 1 [3]  согласно ГОСТ 30494.

  Расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, t_int ,°С, принимаемая для расчета ограждающих конструкций группы зданий по поз.1 таблицы 4 [2] по минимальным значениям оптимальной температуры соответствующих зданий по ГОСТ 30494 (в интервале 20-22 °С), для группы зданий по поз.2 таблицы 4 - согласно классификации помещений и минимальных значений оптимальной температуры по ГОСТ 30494(в интервале 16-21 °С), зданий по поз.3 таблицы 4 - по нормам проектирования соответствующих зданий.

 

  

Таблица 1.2 –  Оптимальные и допустимые нормы температуры и относительной влажности [3 табл. 1]

 

   1.5  Условия эксплуатации ограждающих конструкций: «А» [2, табл.2].     

 

 2 Теплотехнический  расчет ограждающих 
     конструкций по нормативным показателям

 Теплотехнический  расчет ограждающих конструкций  по нормативным показателям заключается в определении коэффициента теплопередачи ограждающих конструкций (по минимальному R_reg.), при котором температура на внутренней поверхности ограждения будет выше температуры точки росы внутреннего воздуха и будет удовлетворять теплотехническим требованиям:  
R_o ³ R_reg.

       Расчет выполняется  в соответствии со СНиП 23-02-2003 «Тепловая  защита зданий» и  СП 23-101-2004 «Проектирование  тепловой защиты зданий».

Теплотехническому расчету подлежат: наружные стены, чердачные перекрытия и бесчердачные покрытия, перекрытия над неотапливаемыми подвалами, окна. 

    2.1  Определение теплотехнических параметров 

    2.1.1  Градусо-сутки  отопительного периода  D_d ,°С∙сут.  [2, формула 2]  

         

где   D_d – градусо-сутки отопительного периода, °С·сут, для конкретного пункта;

     t_int – расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, °С, принимаемая для расчета ограждающих конструкций группы зданий по табл. 1 [4] по минимальным значениям оптимальной температуры соответствующих зданий по ГОСТ 30494 (в интервале 20…22 °С).

     t_ht, z_ht – средняя температура наружного воздуха, °С  и продолжительность, сут, отопительного периода, принимаемые по СНиП 23-01-99* для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 10 °С – при проектировании лечебно-профилактических, детских учреждений и домов-интернатов для престарелых, и не более 8 °С –  в остальных случаях.

2.1.2 Нормируемое значение сопротивления теплопередаче R_reg, (м²∙°С)/Вт, ограждающей конструкции [2, п. 5.3, табл.4, формула 1]  

 

     2.1.3 Коэффициент теплопередачи ограждающей  конструкции k, Вт/(м²∙°С) 

 

         2.2 Наружная стена 

     D_d =6342.7 °С∙сут

     a=0,00035

     b=1,4

     R_reg = 0,00035∙6342,7 +1,4=3,62(м² ·°С)/Bт 

     2.2 Перекрытие над неотапливаемым  подвалом  

     D_d =6342.7 °С∙сут

     a=0,00045

     b=1,9

     R_reg = 0,00045∙6342,7 +1,9=4,75(м² ·°С)/Bт 

     2.3 Чердачное перекрытие

     D_d =6342.7 °С∙сут

     a=0,0005

     b=2,2

R_reg =0,0005∙6342,7 +2,2=5,37(м² ·°С)/Bт 

     2.4 Оконный блок 

 2.4.1  К заполнениям световых проемов  относят окна, балконные двери,  фонари, витрины и витражи.

 2.4.2 Нормируемое значение сопротивления  теплопередаче заполнений световых проемов  R_reg,  (м²∙°С)/Вт [2, табл.4] 

 

 2.2.3 Приведенное сопротивление теплопередаче  заполнений световых проемов     (м²∙°С/Вт) принимается по сертификатным данным производителя, либо экспериментально по ГОСТ 26602.1 

 Примечание: в курсовой работе приведенное сопротивление теплопередаче заполнений световых проемов (м²∙°С/Вт) принять в соответствии  [4, табл. 5]

 2.2.4  Заполнение светового проема:: оконный  блок  из двух однокамерных стеклопакетов в спаренных переплетах с  приведенным сопротивлением теплопередачи                       

     

= 0,617(м²×°С)/Вт;                R_reg = .

 где – сопротивление теплопередаче заполнения светового проема (м²∙°С)/Вт. 

     2.2.5 Коэффициент теплопередачи ограждающей  конструкции k, Вт/(м²∙°С) 

 
 
 

5. Теплотехнические  характеристики ограждающих конструкций  по нормативным показателям

Таблица 2.1

 

 

 

 3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ  НАГРУЗКИ НА ОТОПЛЕНИЕ

     3.1 Расход тепловой энергии отопление жилых, общественных и производственных зданий следует принимать в соответствии с индивидуальным проектом здания или сооружения.

   При отсутствии проектов в практике энергетиков часто возникает необходимость выявить ориентировочную тепловую мощность системы отопления проектируемых зданий и сооружений, чтобы определить тепловую мощность и источника теплоты при централизованном теплоснабжении, заказать основное оборудование и материалы, определить годовой расход топлива, рассчитать стоимость системы теплоснабжения, генератора теплоты и для решения других народно хозяйственных задач.

   Для оценки теплотехнических показателей  принятого конструктивно-планировочного решения расчет потерь теплоты ограждения здания сводится к определению удельной тепловой характеристики здания, q_уд, Вт/(м³∙° С), численно равной теплопотерям 1 м³ здания в Вт при разности температур внутреннего и наружного воздуха (t_int – t_ext), °C.

   3.2 Ориентировочное значение теплопотерь  через ограждающие конструкции здания определяют при оценке нагрузок тепловых сетей и станций по формуле (3.1)

   Q₀=a ∙q_уд ∙V_н ∙ (t_int –t _ext),                                         (3.1)

   где  Q₀ – ориентировочное значение теплопотерь через ограждающие конструкции здания, Вт;

           а – коэффициент учета района строительства здания определенный по формуле (3.2):

                                                        (3.2)  

где    q_уд – удельная тепловая характеристика здания, Вт/(м³∙°С), соответствующая расчетной разности температур для основных помещений;

          (t_int – t_ext) – расчетная разность температур внутреннего воздуха для основных помещений и наружного воздуха соответственно;

          t_int – t_ext=21–(–39)=60 °С; может быть найдена по формулам или принимается по приложениям

          V_н – объем отапливаемой части здания по внешнему обмеру, м³, (высоту отсчитывают от уровня земли).

  Если  принять, что теплопотери на инфильтрацию приблизительно компенсируются тепловыми и технологическими теплопоступлениями, а также исходить из предельно допустимых дополнительных потерь в системе отопления, то установочная мощность системы отопления по укрупненным показателям может быть принята равной:

                                         Q₀=1,07∙ a∙ q_уд ∙V_н (t_int – t_ext),                           (3.3) 

 3.2.1 определение потребного количества теплоты на отопление зданий по укрупненным показателям.

   a=0,54+22/60=0,907

   3.2.2 Вычисление  V_н

   S=292,98 м²

   где S – площадь здания в плане, м² (вычисляется по данным приложения А). 

   Определение высоты зданий

   H₅=16,25 м,

   H₉=28,25 м,

   H₁₂=37,25 м,

где H₅, H₉, H₁₂  – высоты пяти-, девяти-, двенадцатиэтажного зданий соответственно, м ( вычисляются по данным приложения Б). 

   Определение V_н жилых зданий

   V_н=Н_i∙S∙n                                                      (3.4)

   V_н5=14282 м³,

   V_н9=24830 м³,

   V_н12=11030 м³, 

   где  n – количество подъездов, штук;

          V₅, V₉, V₁₂  – объемы пяти-, девяти-, двенадцатиэтажного зданий соответственно, м³ .

   Примечание: Объем, площадь и высота здания определяются по приложениям A и Б

   Таблица 3.1 – Результаты расчетов по первому методу

 

 3.3 Потребное количество тепла на отопление за рассматриваемый 
период

 При укрупненных расчетах потребное количество теплоты определяют по формуле: 

                         (3.5) 

   Q_{от 9}=3,6∙630518,1∙28,7∙24∙221/(60∙1000000)=5758,83 ГДж 
 

где    t_ht – средняя температура наружного воздуха за рассматриваемый период для данной местности, °С;

         Z_от – продолжительность работы систем отопления за рассматриваемый период в сутках;

         t_int – усредненная расчетная температура воздуха внутри отапливаемых помещений, °С;

          t_ext – расчетная температура наружного воздуха для отопления конкретного здания, °С;

          Q₀ – потребное количество тепла на отопление здания с учетом всех потерь теплоты, Вт;

           3,6 – коэффициент перевода Вт в кДж/ч. 

   Таблица 3.2 – Необходимое количество теплоты на одно здание данного типа

     
   

   Таблица 3.3 – Общая нагрузка на отопление 

   Полное  количество теплоты необходимое  для отопления района находится  как сумма требуемого количества теплоты для каждой группы зданий:

   Q_{от полное}=∑Q_{от полное i}                                                                      (3.6)