До курсового проекту

по дисципліні ”Теплопостачання”

ДЛЯ СТУДЕНТІВ СПЕЦІАЛЬНОСТІ 7.092108

«ТЕПЛОГАЗОПОСТАЧАННЯ І ВЕНТИЛЯЦІЯ»

УСІХ ФОРМ НАВЧАННЯ

м.Кривий Ріг

Укладачі: В. І. Деньгуб, канд. техн. наук, доцент, О. В. Герасимчук, ст. викл., Т.В. Деньгуб, аспірант.

Відповідальний за випуск: П. В. Бересневич, докт. техн. наук, професор

Рецензент: О. М. Голишев, докт. техн. наук, професор

Розглянуто Схвалено

на засіданні на методичній раді

кафедри теплогазопостачання будівельного

і вентиляції факультету

Протокол № Протокол №

від від

Зміст

1. Вихідні дані до проекту 4

2. Склад і обсяг проекту 4

3. Розрахунок теплових потоків 5

3.1. Розрахункові теплові потoки 5

3.2. Теплові потоки за період опалювального сезону 7

3.3 Витрати теплоти за рік 8

4. Регулювання теплових потоків 9

4.1. Загальні положення 9

4.2 Регулювання теплових потоків за навантаженням опалення 10

4.2.1. Графіки температур й витрати води в мережі на опалення 10

4.2.2. Графіки температур і витрат води в мережі на гаряче водопостачання 12

4.3 Регулювання теплових потоків за суммарною нагрузкою опалення і гарячого водопостачання 14

5. Проектування траси теплових мереж 16

6.Визначення розрахункових витрат теплоносія 17

7. Гідравлічний розрахунок 19

8. Графік тиску в тепловій мережі 21

9. Насосні підстанції 23

10.Підбір мережевих, підкачуючих і підживлюючих насосів 23 11. Вибор способу прокладки теплових мереж 24

12. Монтажна схема теплової мережі 25

13. Подовжній профіль теплових мереж 26

14. Розрахунок трубопроводів теплових мереж на стійкість і компенсацію температурних подовжень 26

14.1. Розрахунок трубопроводів на самокомпенсацію

температурних подовжень 26

14.2 Розрахунок П-подібного компенсатора 27

14.3 Розрахунок осьового зусилля на нерухому опору 28

15. Опори трубопроводів 28

16. Теплофікаційна камера 29

17. Розрахунок теплової ізоляції 29

17.1 Загальні положення 29

17.2 Тепловий розрахунок при підземній прокладці теплових мереж в каналах 30

17.3. Тепловий розрахунок при безканальній підземній прокладці теплових

мереж 32

17.4. Тепловий розрахунок при підземній прокладці теплових мереж 33

Додатки 1 – 39 34-67

Література 68

1.Вихідні дані до проекту

Завдання на курсовий проект наведено у додатках 1 і 2.

Його обирають за номером академічної групи та двома останніми цифрами номеру залікової книжки студента або за вказівкою викладача.

У завданні вказують:

географічний пункт будівлі теплових мереж;

план об’єкту теплопостачання;

розрахункову температуру зовнішнього повітря для проектування опалення;

середню температуру зовнішнього повітря за опалювальний період;

тривалість опалювального періоду;

розрахункові температури води в мережі;

джерело теплоти та його розміщення на плані району;

систему теплопостачання / відкрита, закрита/;

метод регулювання теплових потоків.

2. Склад і обсяг проекту

Проект складається з розрахунково-пояснювальної записки на аркушах формату А4 і графічної частини /два аркуша формату А1/.

Розділи, які входять до розрахунково-пояснювальної записки:

1/ коротке введення;

2/ характеристика об’єкту теплопостачання;

3/ кліматологічні дані;

4/ розрахунок теплових потоків;

5/ розрахунок регулювання теплових потоків;

6/ гідравлічний розрахунок водяних теплових мереж

7/ вибір головного і допоміжного обладнання джерела теплоти;

8/ опис конструкцій і елементів теплових мереж;

9/ тепловий розрахунок тепломережі;

10/ розрахунок трубопроводів на міцність і компенсацію температурних подовжень.

Пояснювальна записка повинна мати зміст, короткі висновки по кожному розділу та список використованих джерел.

В графічній частині повинні бути наведені:

а/ креслення:

1/ план району з трасою теплових мереж;

2/ монтажна схема дільниці теплової мережі;

3/ поздовжній профіль дільниці теплової мережі;

4/ план і поперечний переріз вузла трубопроводу в камері;

5/ поперечний перетин прокладки трубопроводів -

надземної, канальної або безканальної;

6/ елементи обладнання теплової мережі / опори, ниші для компенсатора, конструкції ізоляції /;

б/ схема абонентського приєднання користувачів;

в/ графіки:

1/ теплових потоків на опалення, вентиляцію та гаряче водопостачання в залежності від емператури зовнішнього повітря;

2/ температур і витрати води у мережі в залежності від температури зовнішнього повітря;

3/ річної витрати теплоти по тривалості;

4/ тиску в тепловій мережі / п’єзометричних /.

На першому аркуші доцільно навести графічні розробки по п.а1,б1,в1-в4, а на другому аркуші - а2-а6.

Перед виконанням проекту необхідно попередньо визначити обсяг роботи по кожному розділу / дод.3/ і скласти графік виконання проекту.

Перед виконанням кожного етапу проекту слід уважно вивчити рекомендовані глави та розділи учбової нормативної та довідкової літератури, ознайомитися з прикладами рішення аналогічних задач. Перелік літератури надан у кінці кожного розділу.

3. Розрахунок теплових потоків

3.1. Розрахункові теплові потoки

На генплані району згідно з завданням /див.дод.2./ слід спочатку пронумерувати квартали, з урахуванням масштабу визначити їх площі F_i , га.

Загальна площа жилих споруд, м²:

А_i=F_i f_i; /3.1/

чисельність мешканців у кварталі

m=A_i / f₂ , /3.2/

де f₁ - щільність жилого фонду,м² / га, приймається в залежності від поверховості забудівлі /дод.5/; f₂ - норма загальної площі на одну людину, f₂ =20...25, м²/люд.

При проектуванні теплових мереж розрахункові теплові потоки на опалення, вентиляцію і гаряче водопостачання житлових, громадських і виробничих споруд приймають за відповідними проектами. При відсутності останніх розрахукові, теплові потоки визначають за укрупненими показниками [4].

Житлові райони і квартали. Максимальний тепловий потік на опалення житлових і громадських споруд, Мвт:

Q^’_{0 max} = q₀ A (1+ k₁) 10^-6, /3.3/

де q₀- уквупнений показник максимального теплового потоку на опалення 1 м² загальної площі жилих споруд,

Вт/м² /дод.6/; k₁- коефіцієнт, враховуючий тепловий потік на опалення суспільних будівель, k₁ = 0,25.

Максимальний тепловий потік на вентиляцію громадських будівель,МВт:

Q^'_{v max} = k₁ k₂ q₀A, /3.4/

де k₂- коефіцієнт, що враховує тепловий потік на вентиляцію громадських будівель, для будівель, споруджених до 1985 р., k₂= 0.4, після 1985 р., k₂= 0.6.

Середній тепловий потік на гаряче водопостачання жилих і громадських будівель, МВт:

Q^’_{h m}= q_h m 10^-6, /3.5/

де q_h- укрупнений показник середнього теплового потоку на гаряче водопостачання на одну людину, Вт/люд. /Дод.7/; m- кількість людей.

Максимальний тепловий потік на гаряче водопостачання житлових і громадських будівель, МВт:

Q^’_{h max}= 2.4 Q^’_{h m}, /3.6/

Cередній тепловий потік на гаряче водопостачання в неопалювальний / літній / період, МВт:

Q^s_{h m}= Q^’_{h m}((55-t_c^s)/(55-t_c)) b, /3.7/

де t_c^s- температура водопровідної води в неопалювальний період t_c^s = 15 ⁰C; b- коефіцієнт, враховуючий зміну середньої

витрати води на гаряче водопостачання в неопалювальний період по відношенню до опалювального:

для житлого-комунального сектору b= 0.8, для курортних і південних міст b = 1.5, для підприємств b = 1.0.

Окремо розміщенні будівлі і споруди. Максимальний тепловий потік на опалення, МВт:

Q^’_{0 max} = q_от V (t_i - t₀) /3.8/

Максимальний тепловий потік на вентиляцію, МВт:

Q^’_{v max} = q_v V (t_i - t₀) /3.9/

где q_от, q_v - відповідно питома опалювальна та вентиляційна характеристика будівлі, Вт/(м³ К) /дод. 8/; V- об’єм будівлі по зовнішньому обміру, м³; t_i, t₀ - розрахункова температура відповідно повітря в будівлі та зовнішнього повітря для проектування опалення.

Теплові потоки на гаряче водопостачання розраховують за формулами /3.5/ - /3.7/. Результати розрахунку по кожному кварталу заносять у табл. 3.1. За даними таблиці розраховують питомі теплові потоки в абсолютних та відносних величинах на одного мешканця та на район теплопостачання.

Результати розрахунка заносять до таблиці 3.2.

3.2. Теплові потоки за період опалювального

Сезону

Крім розрахункових теплових потоків, необхідно обчислити теплові потоки при характерних температурах зовнішнього повітря:

температурі, яка відповідає початку та закінченню опалювального сезону t_{п. к} = 8 ⁰С;

середній температурі опалювального періоду t_от, ⁰С;

середній температурі між розрахунковою та серед-

ньою за опалювальний період t_ср = 0.5 (t₀ + t_от) ⁰С.

Для будь - якої температури зовнішнього повітря t_н в діапазоні t_0.... t_н.к.

Q₀(t_з ) = Q^’_{0 max} (t_i - t_з)/(t_i - t₀); /3.10/

Q_v (t_з ) = Q^’_{v max} (t_i - t_з)/(t_i - t_o); /3.11/

Теплові потоки на гаряче водопостачання / середній та максимальний / на протязі опалювального сезону приймають постійними.

За результатами розрахунку складають табл. 3.3, на основі якої будують графіки зміни теплових потоків в залежності від температури зовнішнього повітря.

Таблиця 3.1

Значення розрахункових теплових потоків

Таблиця 3.2

Зведена таблиця значень питомих теплових потоків

Таблиця 3.3

Значення максимальних і середніх теплових потоків

в залежності від температури зовнішнього повітря

№ п/п	Обозначення	Одини- ця	Тепловий потік
			to	tот	t”З	tпк	літо
	Qo	МВт
	Qv	МВт
	Qh m	МВт
	Qh max	МВт
	Bcього 2+3+4	МВт
	Всього 2+3+5	МВт

3.3 Витрати теплоти за рік

Річн витрата теплоти, ГДж:

на опалення

Q^t_o = 3.6 n Q^’_{o max} (t_i - t_оп) / (t_i - t_o); /3.12/

на вентиляцію

Q^t_v = 3.6 n Q^’_{v max} (t_i - t_оп) / (t_i - t_о); /3.13/

на горяче водопостачання

Q^t_h = 3.6 n Q^’_hm + 3.6 (8400 - n) Q^s_{h m} , /3.14/

де n - тривалість опалювального періоду, г; t_от -середня температура зовнішнього повітря за опалювальний період,^OС; z - тривалість роботи системи вентиляції на протязі доби, г, z = 16.

Сумарна річна витрата теплоти, ГДж:

Q^t_S = Q^t_o + Q^t_v + Q^t_h, /3.15/

Характер зміни теплових потоків і витрат теплоти на протязі року ілюструється графіком по тривалості. Для того, щоб його побудувати необхідно мати інформацію про тривалість стояння температур зовнішноьго повітря

в заданій кліматичній місцевості. Ці дані треба прийняти по дод. 9 для заданого міста чи для міста розташованного ьіля нього. Дані заносять у табл. 3.4.

Для будь - якої температури зовнішнього повітря t_н визначають ординату сумарного навантаження. Після цього переносять цю точку в лівий квадрант до перехрестя з вертикаллю абсциси, яка визначає тривалість стояння температур зовнішнього повітря менш ніж t_н. Аналогічно визначають інші значення температур зовнішньо-го повітря. Отримані точки з’єднують плавною кривою.

Після опаювльного періоду сумарний тепловий потік дорівнює потоку на гаряче водопостачання. На графіку в правому квадранті це відображається прямою лінією з ординатою, яка дорівнює тепловому потоку в неопалювальний / літній / період.

Таблиця 3.4

Тривалість стояння температур зовнішнього повітря,г

З урахуванням масштабу площа під кривою графіку по тривалості відповідає річним витратам теплоти.Теплові потоки для жилих районів і кварталів мож-

ливо розрахувати на ЕОМ за програмою HEAT STREAM /дод.9/, написаною на мові Basic.

4. Регулювання теплових потоків

4.1. Загальні положення

В завданні на проектування вказані вид системи теплопостачаня / відкрита чи закрита / і метод регулювання теплових потоків / 0- за опалювальним навантаженням; 0+ГВ- за сумою навантажень опалення й гарячого водопостачання/.

Задача розрахунку регулювання теплових потоків в тому, щоб визначити температуру та витрату води в мережі в подаючому та зворотньому трубопроводі теплових мереж.

Ці величини розраховують для характерних температур зовнішнього повітря. При регулюванні теплових потоків за навантаженням опалення використовують метод “ незв’язанного” регулювання.В закритій истемі теплопостачання підігрівачі гарячого водопостачання підключують по двуступеневій змішанній чи паралельній схемі. Регулятор витрати встановлюють перед вузлом змішування / елеватором /.

При регулюванні теплових потоків за сумарним навантаженням опалення й гарячого водопостачання використовують метод “ зв’язанного“ регулювання.

В закритій системі теплопостачання підігрівачі гарячого водопостачання підключують за двоступеневою послідовністю чи за двоступеневою змішанною схемою. Регулятор витрат встановлюють: в закритій системі теплопостачання перед відбором води з мережі з подаючого трубопроводу на підігрівач гарячого водопостачання, у відкритій системі - до піключення к подаючому трубопроводу системи гарячого водопостачання.Температури води в мережі регулюють в закритій системі по підвищенному графіку, в відкритій - по скоректованому.

Температуру води, яка поступає в систему гарячого водопостачання, підтримують на нормативному рівні /60^оС / за допомогою регулятора температури. В закритій системі теплопостачання останній забеспечує необхідний температурний потенціал гарячої води за рахунок зміни кількості води в мережі, поступаючої в підігрівач з подаючого трубопроводу, а у відкритій системі - за рахунок зміни кількості води в мережі, поступаючої в систему гарячого водопостачання з подаючого трубопроводу.

В проекті необхідно дати принципову схему теплового пункту / абонентського вводу /, на якій умовним означенням потрібно вказати обладнення, запірну, запобіжну й регулюючу арматуру, а також контрольно- вимірюючі прилади.

4.2 Регулювання теплових потоків за навантаженням