Расчет теплопотребления и гидравлический расчет тепловых сетей

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Читинский Государственный Университет

(Чит.ГУ)

Кафедра электроснабжения

Контрольная работа

По дисциплине: Электротехнологические установки

Выполнил: студент гр. ЭПС 07-1

Елизаров  М.А.

Проверил: преподаватель

Долгов В.Н

Чита 2010

Содержание

1.Формирование застройки района и определение климатических  условий                                                                              3

2.Расчёт теплопотребления                                                              

2.1.Расчёт затрат тепла на отопление и вентиляцию                        5

2.2.Расчёт затрат тепла на горячее водоснабжение                          8

2.3.Общие затраты тепла                                                                   10

3.Гидравлический расчёт тепловых сетей                                         11

4.Выбор толщины теплоизоляции теплопровода                             15

Список использованных источников                                                17

Приложение А (генеральный план района теплофикации)             

Приложение Б  (пьезометрический график)                                    

1. Формирование застройки района и определение климатических условий

Исходные данные

Схема №5, подвариант C, г. Чита.

Климатический район теплофикации – город Чита. Температуры:

- абсолютная минимальная за отопительный период                  

t = -50С

- расчётная для отопления (средняя за наиболее холодные 5 лет)

t = -38С

- расчётная для вентиляции                                                        

t= -30С

- скорость ветра за наиболее холодные 3 месяца                              

1,3 (м/с).

Наименование, расположение, характеристика потребителей тепла:

V. ВУЗ:

1. 3 учебных корпуса:

а)  V=5000- 4этажа б)  V=1000 - 2этажа в)  V=15000 - 5этажа

2. Студенческое общежитие на 2 тыс. человек – 5 этажей

S=6 м² на 1 человека – 5 этажей.

Генеральный план района теплофикации представлен в приложении А.

Для формирования застройки определим площади зданий на ген. плане.

Площадь зданий известного объёма определим путём деления объёма на число этажей, умноженное на высоту этажа.

                                                                                                                                           (1)

Высота этажей:

- промышленные здания – 5 метров;

- административные здания – 3,5 метра;

- жилые здания – 3метра.

Учебный корпус  а) V=5000- 4этажа. Площадь здания:  

; 18х20 метров.

Учебный корпус  б) V=1000 - 2этажа. Площадь здания: 

; 11×13 метра.

Учебный корпус в)V=15000-5этажа

Площадь здания:  ; 39×22 метров.

Студенческое общежитие на 2 тыс. человек – 5 этажей   S=6 м² на 1 человека.

; 40×20 метров.

2.Расчёт теплопотребления потребителей

Тепловые потери зданий и сооружений восполняются теплом горячей воды, поступающей от источников теплоснабжения. Подсчет этих теплопотерь производится различно, в зависимости от назначения сооружения.

2.1. Расчёт затрат тепла на отопление и вентиляцию

Определение затрат тепла на отопление:

,                                                                                            (2)

где:     - коэффициент инфильтрации (учитывает долю расхода тепла на подогрев наружного воздуха, поступающего в помещение через неплотности ограждений);

- удельная тепловая характеристика здания на отопление, ;

- поправочный коэффициент(см. табл.4);

V – объём здания по наружному обмеру, м;

температура воздуха в помещении,  (см. табл.6);

выбирается в зависимости от объёма здания(см. табл.3).

Коэффициент инфильтрации определяем из выражения:

,                                                                              (3)

где:     В – постоянная инфильтрации,(см. табл.1);

h– высота этажа здания, м;

расчётная скорость ветра в холодный период года, .

Находим коэффициент инфильтрации для каждого потребителя:

1. Учебный корпус а) :

V=5000 м,,  h=3.5 м, В=10∙10^-3сек/м,

Для 4 этажного здания принимается от 0,4÷0,46. При средней температуре -38⁰С поправочный коэффициент β равен 0,92.

Затраты тепла:

2. Учебный корпус б) :

б)  V=1000, , h=3.5 м, В=10∙10^-3сек/м,

Для 2 этажного здания принимается от 0,46÷0,58. При средней температуре -38⁰С поправочный коэффициент β равен 0,92.

Затраты тепла:

3. Учебный корпус в) :

V=15000, , h=3.5 м, В=10∙10^-3сек/м,

Для 5 этажного здания принимается от 0,4÷0,46. При средней температуре -38⁰С поправочный коэффициент β равен 0,92.

Затраты тепла:

4.Студенческое общежитие на 2 тыс. человек – 5 этажей   S=6 м² на 1 человека.

Так как нам известно число жильцов, то расчёт можно вести по упрощённой формуле:

,                                                                                                                            (4)

где:     q- удельный максимальный расход тепла на отопление и вентиляцию жилых помещений, q=2,1кВт;

m- число жителей.

Расчёт тепла на вентиляцию:

1. Учебный корпус а) :

,    (5)

где: удельный расход тепла на вентиляцию зданий, (1. табл.5).

t- расчетная наружная температура воздуха для вентиляции.

2. Учебный корпус б) :

3. Учебный корпус в) :

4. Студенческое общежитие на 2 тыс. человек – 5 этажей   S=6 м² на 1 человека.

Так как нам известно число жильцов, то расчёт можно вести по упрощённой формуле:

,                                                                                                                            (6)

где:     q- удельный максимальный расход тепла на отопление и вентиляцию  жилых помещений, q=2,1кВт;

m- число жителей

2.2. Расчёт тепловых нагрузок на горячее водоснабжение

Для учебного корпуса  а) рассчитывается по формуле:

,                                                                                         (7)

где:     р – число душевых в цехе (1. табл.8),

m – число работающих в цехе, (чел.);

k – коэффициент (1. табл.9);

а – норма расхода воды на человека, на процедуру -5 литров;

температура горячей воды, ();

 температура холодной воды, ();

n – время подогрева воды на горячее водоснабжение в подогревателях (1. табл.10);

С – теплоёмкость воды, 4250.

p=1 шт. , (чел), а=5 литров, , , n=83600=28800 сек,  С=4250 ().

.

Для учебного корпуса  б) рассчитывается по формуле:

,                                                                                         (7)

где:     р – число душевых в цехе (1. табл.8),

m – число работающих в цехе, (чел.);

k – коэффициент (1. табл.9);

а – норма расхода воды на человека, на процедуру -5 литров;

температура горячей воды, ();

 температура холодной воды, ();

n – время подогрева воды на горячее водоснабжение в подогревателях (1. табл.10);

С – теплоёмкость воды, 4250.

p=1 шт. , (чел), а=5 литров, , , n=83600=28800 сек,  С=4250 ().

.

Для учебного корпуса  в) рассчитывается по формуле:

,                                                                                         (7)

где:     р – число душевых в цехе (1. табл.8),

m – число работающих в цехе, (чел.);

k – коэффициент (1. табл.9);

а – норма расхода воды на человека, на процедуру -5 литров;

температура горячей воды, ();

 температура холодной воды, ();

n – время подогрева воды на горячее водоснабжение в подогревателях (1. табл.10);

С – теплоёмкость воды, 4250.

p=1 шт. , (чел), а=5 литров, , , n=83600=28800 сек,  С=4250 ().

.

4. Студенческое общежитие на 2 тыс. человек

,                                                                                           (8)

где:     к- коэффициент часовой неравномерности, к=1,7

m- количество жильцов,

65⁰С;

а- среднечасовой расход на жителя, кг.

,                                                                                                     (9)

где:     В^Э- коэффициент охвата ванными (1. табл. 13),  В^Э=0,5.

(кг).

2.3. Общие затраты тепла

Далее подсчитаем полный расход тепловой энергии (на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение) для каждого потребителя в отдельности и для всех в целом по формуле:

                                                                                                                   (10)

Результаты представим в виде таблицы 1.

Таблица 1: Общие затраты тепла.

3. Гидравлический расчёт тепловых сетей

Задачей гидравлического расчёта является определение диаметров трубопроводов, потерь давления и параметров теплоносителя у теплопотребителей.

В расчётах принимаются эквивалентная шероховатость труб  и предельные скорости воды по табл.14.1. методических указаний.

Для расчёта составим таблицу расходов теплоносителя на каждом участке сети, расстояние между абонентами и скелетную схему разводки тепла. При выборе расчётных расходов необходимо учитывать потери воды в сети.

Расход теплоносителя (воды)  для закрытых систем определяется по формуле:

,                                                                                                                   (11)

где:     коэффициент, учитывающий утечки воды из сети (),

температура в прямом трубопроводе, ;

температура в обратном трубопроводе, ;

принимаем график теплосети 150-70, как наиболее актуальный при абсолютной минимальной температуре за отопительный период   -50⁰С.               

Для участка 0-IV:

.

Далее, задавшись оптимальной скоростью воды (1. табл.14), определим расчётный диаметр труб для участка скелетной схемы.

,                                                                                                                  (12)

Принимаем: , тогда:

.

По таблице 15 подбираем трубу стандартного диаметра, наиболее близкого по значению к :. (159х4,5)

Далее уточним истинную скорость воды:

                                                                                                                          (13)

Преобразовав получим формулу:

.                                                                                                                       (14)

.

Определим количество компенсаторов, которые изготавливаются для компенсации термических удлинений трубопровода из-за их нагрева (имеют, в основном, П-образную форму). Их количество определим исходя из расстояния между мёртвыми опорами (1. табл.16).

Рассчитаем возможное температурное удлинение трубопровода по формуле: