Определение расходов теплоты городом и гидравлический расчет тепловой сети

1. Определение количества жителей теплоснабжение водоснабжение сеть схема В каждом варианте задан генплан города. Необходимо определить площадь каждого микрорайона и общее количество жителей в городе. По заданному генплану города, находим площадь каждого микрорайона в гектарах и площадь всего города (суммируя все площади микрорайонов). Зная этажность застройки города и плотность населения, определяем количество жителей в городе (по нормам для 1−2 этажной застройки приходится 50ч70чел/га, 3−4 этажной — 200ч230чел/га, 6−8 этажной — 350чел/га).

Количество жителей по кварталам определяется по формуле:

Где, F — площадь микрорайонов города, га ;

bПлотность населения района города, чел/га.

В данном примере рассматривается город, состоящий из трех микрорайонов: «А», «Б», «С», все районы имеют 6−8 этажную застройку.

В курсовой работе тоже следует принять 6−8 этажную застройку.

Площади микрорайонов следующие:

• — площадь микрорайона «А» — 28,7 га;
• — площадь микрорайона «Б» — 30 га;
• — площадь микрорайона «С» — 27,3 га.

В данном варианте общая площадь города — 86 га:

Количество жителей в городе определяется:

• — для микрорайона «А»: N = 28,7×350=10 045 чел;
• — для микрорайона «Б»: N = 30×350=10 500 чел;
• — для микрорайона «С»: N = 27,3×350=9555 чел.

Общее количество людей в городе 30 100 чел.

• 2. Определение тепловой мощности систем
• 2.1 Определение тепловой мощности на отопление

A — жилая площадь зданий А=Nf, где f — норма расхода жилой площади на 1 человека = 18 м/чел.

q_о — удельная тепловая мощность на отопление 1 м²

q_{о (8эт)} = 82,2 Вт/м² (принимаем по СНиП «Тепловые сети»).

k₁ — коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий, при отсутствии данных принимать равным 0,25.

2.2 Определение тепловой мощности на вентиляцию.

A — жилая площадь зданий.

q_о — удельный тепловой поток на отопление 1 м².

q_{о (8эт)} = 82,2 Вт.

k₁ = 0,25 — коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий, при отсутствии данных принимать равным 0,25.

k₂ = 0,4 — коэффициент, учитывающий тепловой поток на вентиляцию общественных зданий, при отсутствии данных принимать 0,4.

(доля общественных зданий 0,25 из них 40% с механической вентиляцией).

2.3 Расход теплоты на горячее водоснабжение.

m — число жителей.

a = 105 л/сут — суточная норма расхода горячей воды на одного человека в жилом здании.

b = 25 л/сут — суточная норма расхода горячей воды на одного человека в общественном здании.

55 ^оС — температура горячей воды.

t_с = 5 ^оС — температура водопроводной воды.

c = 4,187кдж/кг ^оС — теплоемкость воды.

Все расчеты свести в таблицу.

Необходимо определить общее количество теплоты на каждый микрорайон (пропорционально количеству жителей):

микрорайон «А» — 23 228 602 Вт;

микрорайон «Б» — 24 280 769 Вт, микрорайон «С» — 22 095 500.

Всего: 69 604 872.

Гидравлический расчет тепловой сети.

На генплане города необходимо сделать трассировку тепловой сети, от источника тепла (ТЭЦ) до каждого микрорайона, стараясь выбрать наиболее экономичный вариант. Необходимо выбрать основную магистраль от источника до наиболее удаленного микрорайона, от основной магистрали проложить ответвления к другим микрорайонам.

Для начала расчета необходимо найти общий расход воды, поступающей от источника теплоты (ТЭЦ), который будет равен:

.

где.

• — общее количество теплоты, потребляемое городом, Вт (см. табл. выше);
• — расчетная температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети (С);
• — расчетная температура воды в обратном трубопроводе тепловой сети (С);

с — теплоемкость воды (1,163).

.

так же необходимо определить кол-во воды в каждом микрорайоне:

Цель гидравлического расчета:

• а) Определение диаметров труб тепловой сети.
• б) Определение потерь давления в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети.

Пример:

Схема 2^хтрубной тепловой сети.

Методика гидравлического расчета:

Сначала рассчитываем основную магистраль:

• а) нумеруем все участки сначала основной магистрали, затем ответвлений от нее.
• б) определяем расчетные расходы воды для всех участков простым суммированием расчетных расходов потребителей, двигаясь от абонентов против движения теплоносителя к источнику теплоснабжения.
• в) по полученным расходам и принятым удельным потерям давления около 80 Па/м по номограмме подбираем диаметры d для всех участков.
• г) результаты расчета записываем в таблицу, в которой для каждого участка проставляем расчетные расходы воды, длины, значения подобранных диаметров, скорости движения воды и удельные потери давления.

При расчете потерь давления в подающей магистрали необходимо учесть местные сопротивления тепловой сети, к которым относятся:

отводы, задвижки, компенсаторы, тройники при разделении или слиянии потоков.

P_уч = R_уд* l', Па; l' = k_м *l, м.

P_уч — потери давления на участке тепловой сети, Па.

R_уд — удельные потери давления на участке тепловой сети, Па/м.

k_м — коэффициент местных сопротивлений; k_м=1,1, исходя из опыта проектирования тепловых сетей.

l — длина участка тепловой сети, м.

l' - длина участка тепловой сети с учетом местных сопротивлений, м В результате расчета тепловой сети (участки I — II — III), находим потери давления в подающем трубопроводе тепловой сети. Потери давления в обратном трубопроводе считаем такими же (т.к. аналогичные местные сопротивления и трубы) Скорость в трубопроводах тепловой сети не должна превышать 3 м/с.

Таблица гидравлического расчета.

Суммарные потери давления в подающей и обратной линии тепловой сети равны 84 кПа.

Рассчитываем ответвления от магистрали Ответвление IV:

Суммарные потери давления на участке I + IV должны быть равны 84кПа для равномерного распределения потока теплоносителя.

Потери давления на участке I — 41,7 кПа (из таблицы) потери давления на участке IV: 84 — 41,7 = 42,3 кПа.

Необходимо найти удельные потери давления на участке IV:

R_уд^IV = P_уч^IV/ l_уч^IV = 42 300/110 = 385 Па/м По расходу воды на участке IV — G^IV=237 т/ч и удельным потерям.

R_уд^IV = 385 Па/м по номограмме подбираем диаметр трубы:

d = 200 мм.

Суммарные потери давления на участке I — IV составляют:

41 700 + 30 008 = 71 700 Па = 71,7 кПа Невязка: (84 — 71,7)*100/84 = 14,6%,.

что соответствует допустимой невязке. Допустимая невязка — не более 15%.

Ответвление V:

Суммарные потери давления на участке IIIV должны быть равны 84 кПа. Потери давления на участке III: 41 700 + 19 602 = 61 302 Па, потери давления на участке V должны быть: 84 000 — 61 302 = 22 698 Па.

Удельные потери давления на участке V:

R_уд^V = P_уч^I-II/ l_уч^V = 22 698/100 = 227 Па/м По расходу воды на участке V — G^V=261 т/ч и удельным потерям.

R_уд^V = 227 Па/м по номограмме подбираем диаметр трубы:

d = 200 мм.

Суммарные потери давления на участке IIIV:

41 700 + 19 602 + 32 010 = 94 710 Па = 93,3 кПа.

Невязка: (84 — 93,3)*100/84 = 11%,.

что соответствует допустимой невязке.

Оформить все необходимо в виде пояснительной записки, начертить генплан на листе формата А4, вычертить расчетную схему тепловой сети с указанием нумерации участков, диаметров участков, и длин участков.,.