Теплоснабжение жилого района города (продолжительность отопительного периода - 165 дней, город проектирования - Одесса)

коэффициент, учитывающий снижение среднечасового расхода воды на   горячее водоснабжение в летний период по отношению к отоплению, β=0,8;

6.  Годовые расходы тепла жилыми и общественными зданиями:

1) на отопление: Q^год_о.=24* Q_о.ср*n_о;

2) на вентиляцию: Q^год_в.=Z* Q_в.ср* n_о;

3) на горячее водоснабжение: Q^год_г.в.=24*Q_{г.в. ср}*n_о+24*Q^л_г.в.ср*(350- n_о);

n_о – продолжительность отопительного периода;

Z= 16 ч. – усредненное за отопительный период число часов работы системы вентиляции;

350 – число суток в году работы горячего водоснабжения;

Расчет температурных графиков.

Для расчета принимаем следующие данные:

t_р.о.=-18^оС;

t_р.п.=-19,8С;

t_в..= 18^оС;

τ^/ _1;0=145 ^оС;

τ^/ _2;0=70 ^оС;

τ^/ ₃=95 ^оС;                        

Δt^/₀=64,5 ^оС;

δ τ^/ ₀=75 ^оС;

θ=25 ^оС;

1.  Относительный расход тепла на отопление при текущей температуре: наружного воздуха:

2.  Относительный расход сетевой воды:

3.  Значение температуры напора нагревательных приборов отопительной системы:

4.  Перепад температур воды в отопительной системе:

5.  Перепад температур сетевой воды:

6.  Температура в подающем трубопроводе:

7.  Температура воды в обратной магистрали:

Гидравлический расчет тепловой сети.

Расчетные часовые расходы определяем по формулам:

1.  на отопление:

 (т/ч);

2.  на вентиляцию:

(т/ч);

3.  на горячее водоснабжение при открытых системах теплоснабжения:

·  среднечасовой:

(т/ч);

·  максимально часовой:

(т/ч);

c = 4,19 кДж/кг К – теплоемкость воды;

τ_1;0 = 145^оС – температура воды в подающем трубопроводе;

τ_2;0 = 70^оС – температура воды в обратном трубопроводе;

t_г  = 60 ^оС – температура горячей воды в тепловой сети;

t_г  = 5 ^оС – температура холодной воды в тепловой сети;

Q_{г.в. max} - максимальный расход тепла на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий;

Q_{г.в. ср} - среднечасовой расход тепла за отопительный период на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий;

Суммарные расчетные часовые расходы воды при открытой системе теплоснабжения определяем:

;

Определение объемов утечки в

системах теплоснабжения.

Норма 3-5% от подачи по каждому участку.

Расчет компенсаторов.

Необходимо определить размеры П-образного компенсатора, установленного на участке трубопровода 7-8с наружным диаметром 273 мм. Расстояние между неподвижными опорами 220м. Температура теплоносителя – 145^оС. Температура окружающей среды: - 18 ^оС. Коэффициент линейного удлинения трубы при температуре 145^оС равен 0,0125 мм/м* ^оС.

Определяем тепловое удлинение трубопровода по формуле:

1.  Расчетное тепловое удлинение с учетом предварительной растяжки компенсатора на половину теплового удлинения равно:

ε=0,5, при τ₁≤250^оС – коэффициент, учитывающий релаксацию напряжений и предварительную растяжку компенсатора.

Примем радиус гнутья гладких отводов – 1000мм., и толщину стенки -  6 мм. Далее примем компенсатор с длиной стенки – В=6-10м.

Фактическая длина прямых участков труб с каждой стороны компенсатора:

;

Расчет толщины изоляции.

Определить толщину изоляции теплопровода с d_нар=108 мм, уложенного на одниветвиевой опоре:

t_н.в.=-18^оС;

t_т.н..=140,5^оС;

Тепловая изоляция:

·  минеральная вата;

·  асбестоцементная скорлупа;

Принимаем теплопроводность минеральной ваты 0,064 Вт/м^{2 о}С,  что соответствует нормальным потерям тепла 162 Вт/м².

Принимаем теплопроводность асбестоцементная скорлупа 0,064 Вт/м^{2 о}С,  что соответствует нормальным потерям тепла 788 Вт/м².

1.  Полное термическое сопротивление:

2.  Предельная и допустимая толщина изоляции 0,18 м., поэтому с учетом наименьшего диаметра, d_и:

;

3.  Коэффициент теплопередачи:

ω - скорость ветра;

4.  Термическое сопротивление на поверхности трубы:

;

5.  Толщина изоляции:

6.  Термическое сопротивление на поверхности трубы (уточненное):

;

7.  Толщина изоляции (уточненное):

Принимаем меньшее: d^//_п=0,405 м.

8.  Температура на поверхности изоляции:

Суммарный график годовой тепловой нагрузки.

При построении годового графика расхода тепла по продолжительности сезонных нагрузок, следует определить их изменение в зависимости от различных температур по формуле:

t_в = 18 ^оС;

t_н.р. = -18 ^оС;

Среднечасовой расход тепла на горячее водоснабжение:

q_г.в. - укрупненный показатель среднечасового расхода тепла на горячее водоснабжение, Вт/чел, q_г.в. = 348 Вт/чел.;

m - количество жителей, чел;

Надежность систем теплоснабжения.

1.  Интенсивность отказов:

3840 – минимальная интенсивность отказов;

·  надежность для ответвлений – 0,124;

·  надежность для магистралей – 0,185;

2.  Экономическая эффективность от повышения надежности:

3.   Нормальный срок окупаемости систем ТГВ:

;  

    - срок окупаемости;

Так как полученный срок окупаемости больше нормативного срока (25,7>6,7), то при повышении надежности систем теплоснабжения экономическая эффективность отсутствует.

К_стр. – сумма на строительство (2,24 тыс. грн.);

К_экс. – сумма на эксплуатацию (302,15 тыс. грн.);

К_{проект.} – сумма на проектирование (202,31 тыс. грн.);

С_чел.ч. – стоимость одного человека часа обслуживающего персонала (0,37 грн. час.);

Т_в – период устранения аварии (20 ч.);

λ₀ – максимальная интенсивность отказов (0,017 1/час.);

λ_i – то же – 10% (0,0007 1/час.);

С_о – стоимость системы до повышения надежности (202,42 тыс. грн.);

С_i – стоимость системы после повышения надежности (392,42 тыс. грн.);

А – амортизационные отчисления (10%);

Расчет нагрузки на опору.

Усилие компенсатора в рабочем состоянии: Р_к1 = 5000 Н;

Усилие компенсатора в рабочем состоянии: Р_к2 = 4000 Н;

1.  Значение силы трения между неподвижными опорами 1 и 2:

2.  Значение силы трения между неподвижными опорами 3 и 4:

3.  1 режим (трубопровод в холодном состоянии):

4.  2 режим (рабочее состояние трубопровода):

5.  3 режим (начало охлаждение трубопровода):

6.  4 режим (начало предварительного растяжения):

7.  Определяем расчетное значение нагрузки на 1 м. трубопровода и на всю его протяженность:

Расчет тепловых потерь при подземной канальной прокладке.

Определить тепловые потери 2-х трубного теплопровода, проложенного в канале:

·  d_н = 325 мм;

·  t_н.п. = 70 мм;

·  t_пов. = 40 мм;

·  Материал: минеральная вата + асбестоцементная скорлупа;

·  λ_u = 0.064 Вт/м К;

·  h = 1200 мм;

·  λ_г = 1,7 Вт/м К;

·  τ_п = 145 ^оС;

·  τ_об = 70 ^оС;

1.  Тепловое сопротивление слоя изоляции:

λ_u – удельная теплопроводность изоляции;

d₂ – наружный диаметр трубопровода с учетом слоя изоляции;

d₁ – внутренний диаметр теплопровода;

2.  Тепловое сопротивление поверхности теплопровода:

;

α – коэффициент теплопередачи на поверхности теплопровода (11,6 Вт/м²);

d – наружный диаметр теплопровода;

3.  Тепловое сопротивление грунта:

h – глубина заложения теплопровода до оси;

d – эквивалентный диаметр канала;

4.  Температура воздуха в канале:

τ₁ – температура теплоносителя в подающем теплопроводе;

τ₂ – температура теплоносителя в обратной теплопроводе;

τ₃ – естественная температура по поверхности (0 ^оС);

ΣR – сумма тепловых сопротивлений изоляции и поверхности теплопровода;

5.  Удельные тепловые потери в подающем и обратном теплопроводах:

Расчет тепловых потерь при безканальной прокладке.

Определить тепловые потери 2-х трубного теплопровода, проложенного