Теплопостачання району міста

Теплопостачання району міста

ЗМІСТ

Вступ

Житлові, гро-мадські і промислові споруди в містах і робочих поселеннях є великими споживачами тепла. В житлових і громадських будівлях теплова енергія витрачається на комунально-побутові потреби і на забезпечення комфортних умов перебування людей в приміщеннях, що відповідають сучасному рівню розвитку техніки теплопостачання. В промислових спорудах, за умовами технології теплова енергія потрібна ще й для виготовлення різних видів продукції.

Необхідно відмітити, що споживання тепла з року в рік безперервно зростає. Збільшення споживання тепла в містах відбувається зі збільшенням кількості сучасних житлових та громадських будівель, що вводяться в експлуатацію, а також зі збільшенням втрат тепла при передачі та поганій ізоляції приміщень, що опалюються. В свою чергу ці будівлі характеризуються збільшенням норми корисної площі і норми витрати гарячої води на одну людину. Впровадження нових технологічних процесів і будівництво споруд з більш довершеними об'ємно-плановими досягненнями, що максимально відповідають функціонально-технологічному призначенню також вимагають збільшення споживання тепла.

Всі споживачі тепла умовно об`єднуються в дві групи: комунально-побутові і технологічні. До комунально-побутових відносяться споживачі теплової енергії в цілях опалення і вентиляції, а також для підігріву води.

У відповідності з призначенням кожна система, що є споживачем тепла, має свій режим роботи. Цей режим роботи визначається витратою тепла на протязі заданого проміжку часу, наприклад, однієї години, робочої зміни, доби, місяця, опалювального сезону або року.

Для задоволення теплових потреб передбачуються відповідні інженерні пристрої, що забезпечуються теплом від теплових мереж: системи опалення, вентиляції, кондиціювання повітря, гарячого водозабезпечення, а також теплотехнічне обладнання для технологічних цілей. Кожен пристрій має власне призначення і задовольняє, як правило, один з видів теплоспоживання.

Отже, завданням є спроектувати теплову мережу, яка має відповідати держстандарту, бути збалансованою, економічно виконаною, та в якій мають застосовуватись енергозберігаючі технології.

1 Розрахунок теплового споживання району міста

1.1 Розрахунок тепла на опалення

Максимальні витрати теплоти на опалення житлових і громадських будівель

QО=qF(1+KВ) , Вт (1.1)

де q-укрупнений показник максимальних витрат теплоти на опалення 1 м2 житлової площі, Вт/м2

F-житлова площа району (населеного пункту), м2

КВ-коефіцієнт, який враховує витрати теплоти на опалення громадських будівель.

Укрупнений показник максимальних витрат теплоти на опалення 1 м2 житлової площі приймається або визначається методом лінійної інтерполяції в залежності від розрахункової температури навколишнього повітря для системи опалення з таблиці 1.1:

Таблиця 1.1 - Укрупнений показник q максимальних витрат на опалення 1 м2 житлової площі

Розрахункові температури навколишнього повітря tн.о. знаходяться в залежності від географічного розміщення населеного пункту по кліматологічних даних міста Харкова [1] і зведено в таблицю 1.2:

Таблиця 1.2-Кліматологічні дані міста Харкова

Продовження таблиці 1.2

Для Харкова tн.о.= -23 оС

Вт/м2.

Значення коефіцієнта КВ рекомендується приймати рівним 0.25 [2].

За формулою (1.1)

Вт.

1.2 Розрахунок тепла на вентиляцію

Максимальні витрати теплоти на вентиляцію громадських будівель визначаються з врахуванням коефіцієнта, який враховує теплові навантаження вентиляції громадських будівель району або населеного пункту, віднесеного до опалювального навантаження громадських будівель

QВ=КВ`QO, Вт (1.2)

Для розрахунку рекомендується приймати КВ`=0.4 [2].

За формулою (1.2)

Вт.

1.3 Розрахунок тепла на гаряче водопостачання

Середньотижневі витрати теплоти на гаряче водопостачання житлових і громадських будівель

, Вт (1.3)

де m-число жителів району (населеного пункту), люд;

b-норма витрат гарячої води для громадських будівель, віднесена до одного жителя району, л/добу (приймаємо b=20 [2]);

а-норма витрат гарячої води при tГ=60 ОС на одного жителя, л/добу (приймаємо а=105, додаток 2 [1]);

tГ-температура гарячої води для систем гарячого водопостачання, ОС (приймаємо tГ=60 [2]);

tХЗ-температура холодної води в опалювальний період, ОС (приймаємо tХЗ=5 [2]);

СР-масова ізобарна теплоємність води, кДж/(кгК) (Ср=4.19);

-густина води (при tГ=60 ОС, =983.24, додаток 2 [1]).

За формулою (1.3)

, Вт.

Середньотижневі витрати теплоти на гаряче водопостачання в літній період

, Вт (1.4)

де tхл - температура холодної води в літній період, ОС, відповідно до [2] приймаємо tхл=15 оС.

За формулою (1.4)

Вт.

Максимальні витрати теплоти на гаряче водопостачання

QmaxГВ=КmQсер.тГВ, Вт (1.5)

Відповідно до [2] приймаємо, що Кm = 2.2.

За формулою (1.5)

Вт.

Розрахункові витрати теплоти на опалення, вентиляцію, гаряче водопостачання і задане технологічне навантаження заносимо в таблицю 1.3:

Таблиця 1.3-Витрати теплоти

2 Визначення річної витрати теплоти споживачами

Річні витрати теплоти споживачами району або населеного пункту використовуються в техніко-економічних розрахунках при порівнянні варіантів систем теплопостачання, при визначенні витрат палива, при розробці режимів використання обладнання, графіків його ремонту і завантаження, а також при складанні графіка відпусток обслуговуючого персоналу.

З таблиці 1.2 вибираємо кліматологічні дані: тривалість опалювального періоду n0, тривалість дії різних температур навколишнього повітря за опалювальний період n1,n2,...nm , середньодобові температури, які відповідають цим періодам, tn1.сер...tn2.сер, а також розрахункові температури навколишнього повітря для проектування систем опалення tН.О. і вентиляції tН.В., температура навколишнього повітря середня за опалювальний період tН.О.СЕР.

Початком і кінцем опалювального періоду рахується температура tН.К.=+8ОС. Оскільки підвід теплоти в приміщення через систему опалення призначений головним чином для компенсації тепловтрат теплопередач через зовнішні огородження. Теоретично, з врахуванням цієї обставини, початок і кінець опалювального періоду повинні здійснюватись при температурі навколишнього повітря, яка рівна допустимій або оптимальній температурі всередині приміщення. Однак з врахуванням тепловиділень всередині приміщень розрахункову температуру повітря всередині приміщення tрВ приміщень, що опалюються, для житлових будівель приймають рівною 18оС, а початок і кінець опалювального періоду здійснюється при більш низькій температурі навколишнього повітря [2].

Річні витрати теплоти споживачами:

Qріч=QрічО+QрічВ+QрічГВ +QрічТ , МДж/рік (2.1)

Річні витрати теплоти на опалення:

, МДж/рік (2.2)

де tВР - розрахункова середня внутрішня температура повітря опалювальних приміщень, ОС (tВР=18оС [2]) ;

tН.Осер- температура навколишнього повітря середня за опалювальний період, ОС;

nО- тривалість опалювального періоду, діб/рік.

За формулою (2.2)

, Дж/рік.

Річні витрати теплоти на вентиляцію:

, МДж/рік (2.3)

де nВ - тривалість опалювального періоду з температурою навколишнього повітря tН<tН.В , год/рік;

tН.Всер - середня температура навколишнього повітря в інтервалі від початку опалювального періоду tН=tН.К до tН=tН.В , ОС.

Згідно таблиці 1.2

nB = n1 + n2 + n3 + n4 = 10 + 46 + 189 + 411= 656 год.

ОС.

За формулою (2.3)

, Дж/рік

Річні витрати теплоти на гаряче водопостачання:

, МДж/рік (2.4)

де ГВЛ-коефіцієнт зменшення витрат води на гаряче водопостачання в літній період;

nГВ-тривалість роботи гарячого водопостачання, год/рік.

Для розрахунку, з [3] приймаємо, що nГВ=8400 год/рік, ГВЛ=0.8.

За формулою (2.4)

, Дж/рік

Річні витрати на технологічні потреби:

Річні витрати теплоти на технологічні потреби визначаються на основі даних про режим роботи технологічного обладнання, вказаного в завданні.

, МДж/рік (2.5)

де nТ-тривалість використання теплоти для технологічних потреб, год/рік .

nТ = 24255 = 6120 год/рік (де 24-робочі години, 255-кількість робочих днів на рік).

За формулою (2.5)

Дж/рік.

Отже, за формулою (2.1), сума витрат:

Дж/рік.

3 Вибір джерела теплопостачання, теплоносія і типу системи теплопостачання.

Вибір джерела теплопостачання, теплоносія і типу системи теплопостачання залежить, головним чином, від сумарного теплового навантаження і технологічних споживачів і визначається, виходячи з технічних і економічних міркувань.

Обгрунтування вибору джерела проводиться на основі техніко-економічного розрахунку, головним критерієм якого являється величина і цільність теплового навантаження.

По сумарних витратах теплоти споживачами району вибирається тип джерела теплопостачання. Частіше всього джерелом теплопостачання використовують котельню або ТЕЦ. З економічної точки зору ТЕЦ доцільно вибирати, коли теплове навантаження району рівне або перевищує 600 МВт[1].

Оскільки теплове навантаження району в курсовому проекті становить 583.669 МВт, то як джерело теплопостачання використаємо котельню.

Вибір теплоносія (води або пари) проводиться в залежності від виду теплового навантаження.

Якщо теплове навантаження району (населеного пункту) включає тільки опалення, вентиляцію і гаряче водопостачання, то, як правило, використовується двохтрубна водяна система.

В даній роботі ми використаємо як теплоносій воду і двотрубну водяну систему.

Перевага двохтрубних систем теплопостачання полягає в мінімальній вартості теплових мереж в порівнянні з багатотрубними мережами. Необхідно відмітити, що теплова мережа є дуже дорогим спорудженням. Навіть при двохтрубних мережах капітальні затрати в теплові мережі співрозмірні з затратами, які вкладаються в джерело теплоти. До недоліків необхідно віднести необхідність місцевого регулювання відпуску теплоти в теплових пунктах, і відповідно, будова автоматичних систем. Одночасно ускладнюється режим роботи і схеми приєднання споживачів [7].

Вода як теплоносій, з енергетичної точки зору, вигідніше пари. Часто вода і пара рахуються рівноцінними теплоносіями по умовах забезпечення теплового режиму споживачів. Останній визначається середньою температурою теплоносія в абонентних теплообмінниках .

Велике значення при виборі теплоносія має розрахунок його параметрів. Підвищення параметрів теплоносія приводить до зменшення діаметрів теплопроводів, зниженню витрат енергії по транспортуванні теплоносія. Однак підвищення параметрів теплоносія доцільно тоді, коли джерелом теплопостачання являється котельня. Якщо джерелом теплопостачання являється ТЕЦ, то підвищення параметрів теплоносія може привести до зниження питомого вироблення електроенергії [1].

Страницы: 1, 2, 3