Теплогазоснабжение и вентиляция поселка

Содержание Аннотация Исходные данные

1. Определение тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение

2. Расчет и построение графика расхода теплоты

3. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

Аннотация Теплогазоснабжение и вентиляция Данная работа была выполнена согласно выданному заданию.

В работе произведена оценка мощности потребления тепла для посёлка в черте города Смоленска. Построены графики расходов теплоты. Произведён теплотехнический расчет ограждающих конструкций.

Исходные данные

Посёлок в черте города Смоленска. Население посёлка составляет 4650 человек. Застройка состоит из двенадцати пятиэтажных стоквартирных жилых домов, двухэтажной школы на 33 класса, трёхэтажного детского сада на 280 мест, поликлиники на 300 посещений в смену, торгового центра, административного учреждения (рис.1).

Климатическая характеристика для г. Смоленска:

t_н — расчетная зимняя температура наружного воздуха, наиболее холодной пятидневки, обеспеченностью 0,92, t_н = - 26^о С по СНиП 2.01.01−82 Строительная климатология и геофизика [6, табл.1];

t_в — расчетная температура внутреннего воздуха, мы приняли t_в=18°C.

Продолжительность отопительного периода для Смоленска со среднесуточной температурой воздуха равной или ниже 8 °C, n_о = 210 сут. [6, табл.1];

отопление вентиляция водоснабжение посёлок

1. Определение тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение Максимальный тепловой поток на отопление для любых зданий при известных наружных объемах:

Вт (1)

q_от — удельная тепловая характеристика здания для отопления, ;

V_зд — физический объём отапливаемого здания;

t_нро — средняя температура наружного воздуха, t_нро= - 26° С;

б — поправочный коэффициент к величине, t_нро= - 26° С, б =1,08

[2, прил.9];

t_в — средняя температура воздуха в отапливаемом помещении [2, прил.6].

Максимальный тепловой поток на вентиляцию для любых зданий при известных наружных объемах:

(2)

q_в — удельная тепловая характеристика здания для вентиляции, ;

t_нрv — расчетная температура наружного воздуха для вентиляции, [6];

Расчёт тепловых потоков на отопление и вентиляцию сводим в таблицу 1.

В графы 1, 2, 3, 4, таблицы заносим соответственно номер здания, соответствующий обозначениям в плане посёлка, площадь здания A, м², количество этажей, высоту этажа, объём здания V, тыс. м³.

Принимая по [2, прил.6] t_в, q_от, q_в по формулам (1) и (2) найдем расчётный расход теплоты на отопление и вентиляцию зданий посёлка.

Таблица 1 Расчёт тепловых потоков

Средний тепловой поток на горячее водоснабжение для любых зданий при известных тепловых потоках на горячее водоснабжение на 1 человека:

Вт (3)

m — общее количество жителей;

— удельный показатель теплового потока на горячее водоснабжение;

Принимая норму расхода воды на горячее водоснабжение в сутки на 1 человека, а = 105 л/сут по [7, прил.3] находим укрупненный показатель среднего теплового потока на горячее водоснабжение q_h = 376 Вт/чел.

Q_hm = 376 · 4650 = 1748,4 кВт Суммарный тепловой поток посёлка Q_? определяем суммированием расчетных тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение

(4)

Для посёлка суммарный тепловой поток составит:

Q_? = 4171,3 + 344 + 1748,4 = 6263,7 кВт = 6,3 МВт.

2. Расчет и построение графика расхода теплоты Построим графики часовых расходов теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение в зависимости от температуры наружного воздуха. Расчётные тепловые потоки поселка:

на отопление Q_оmax = 4171,3 кВт = 4,2 МВт;

на вентиляцию Q_vmax = 344 кВт = 0,344 МВт;

на горячее водоснабжение Q_hm = 1748,4 кВт = 1,75 МВт.

Расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления для г. Смоленска t₀ = -26 ⁰C.

Среднечасовой тепловой поток за отопительный период на отопление:

(5)

на вентиляцию

(6)

на горячее водоснабжение жилого района в неотопительный период:

(7)

где — средняя температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий, t_i =18°C;

— средняя температура наружного воздуха за период со среднесуточной температурой воздуха 8 ^оС и менее (отопительный период), ;

— расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, ;

— температура горячей воды в системе горячего водоснабжения потребителей;

t_c— температура холодной (водопроводной) воды в отопительный период (при отсутствии данных принимается равной 5 ^оС);

t^s_c — температура холодной (водопроводной) воды в неотопительный период (при отсутствии данных принимается равной 15 ^оС);

— коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода воды на горячее водоснабжение в неотопительный период, для жилищно коммунального сектора в = 0,8 .

Определим, используя формулы (5) и (6) часовые расходы на отопление и вентиляцию при температуре наружного воздуха t_н= +8⁰С.

При температуре наружного воздуха t_н= - 26⁰ С

_;

Отложив на графике (см. рис. 2. правая часть) значения и при t_н= +8 ⁰С, а также значения и при t_н= t₀ = - 26 ⁰C и соединив их прямой, получим графики = f (t_н) и = f (t_н).

График среднечасового расхода теплоты на горячее водоснабжение не зависит от температуры наружного воздуха, и будет представлять собой прямую, параллельную оси абсцисс с ординатой 1,75 МВт для отопительного периода.

Просуммировав ординаты часовых графиков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение для диапазона температур t_н = +8 -26 ⁰C и соединив их прямой получим суммарный часовой график .

Для построения годового графика теплоты по продолжительности тепловой нагрузки находим продолжительности стояния температур наружного воздуха в часах с интервалом 5⁰C и продолжительность отопительного периода для г. Смоленска n₀ = 210 сут. = 5040 ч [1, прил.3]. Данные сводим в таблицу 2.

Продолжительность стояния температур наружного воздуха Таблица 2

График по продолжительности тепловой нагрузки (см. рис. 2 правая часть) строится на основании суммарного часового графика. Для этого из точек на оси температур (+8, 0, -5, -10, -20, -30) восстанавливаем перпендикуляры до пересечения с линией суммарного часового графика и из точек пересечения проводим горизонтальные прямые до пересечения с перпендикулярами, восстановленными из точек на оси продолжительности, соответствующих данным температурам.

Соединив найденные точки плавной кривой, получим график по продолжительности тепловой нагрузки за отопительный период в течение 5040 часов.

В летний период (диапазон продолжительности стояния t_н от 5040 до 8400 час.) тепловые нагрузки на отопление и вентиляцию отсутствуют.

Для построения часового графика расхода теплоты на горячее водоснабжение, определим, используя формулу (7), среднечасовой расход теплоты на горячее водоснабжение для неотопительного периода .

Поскольку в летний период не зависит от t_н проводем прямую параллельную оси абсцисс с ординатой равной = 1,1 МВт до расчетной продолжительности работы системы теплоснабжения в году равной 8400 часов.

Площадь, ограниченная осями координат Q — n и полученной кривой расхода теплоты, представляет собой годовой расход теплоты в посёлке.

3. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций Район строительства г. Смоленск.

Схема стены изображена на рисунке 3.

Рис. 3. Схема стены

Определим требуемое сопротивление теплопередаче.

R₀^тр =

Где n — это коэффициент, принимаемый по табл.3 в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху.

n = 1,

t_в = 18 ⁰С;

t_н — расчетная зимняя температура наружного воздуха ⁰С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92.

t_н = - 26 ⁰С. (стр. 25 [6]).

Дt_н — нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции.

Дt_н = 4 ⁰С (табл.2 [6]).

б_в — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций (табл.4 [2]).

б_в = 8,7 Вт / (м^{2 0}С);

R₀^тр = 1• (18 +26) / • 4 • 8,7 = 1,26⁰ С• сут;

Определим градусо-сутки отопительного периода.

ГСОП = (t_в — t_от.пер.) • Z_от.пер

где t_от.пер — средняя температура отопительного периода, определяем по табл.1.

Z_от.пер — продолжительность суточного периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 ⁰С (табл.1 [5]).

t_от.пер = - 2,4 ⁰С; Z_от.пер = 210 суток;

ГСОП = (20 ⁰С + 2,4⁰С) • 210 суток = 3354 ⁰С • суток;

Зная ГСОП по табл.1б определяем приведенное сопротивление ограждающих конструкций R_reg. Так как наше значение ГСОП промежуточное, определим значение R_reg интерполяцией.

R_reg = 2,57⁰ С• сут Определим сопротивление теплопередаче R₀ .

Условия эксплуатации здания:

Влажностный режим — нормальный 50−60%, температура внутреннего воздуха 18 ⁰С.

Сопротивление теплопередаче R₀ (м ² • ⁰С / Вт) ограждающей конструкции следует определять по формуле (4) [6]:

R₀ = + R_к + ;

где R_к = R₁ + R₂ +…+ R_n; R₁ + R₂ +…+ R_n — слои ограждающих конструкций;

R₀ = + R₁ + R₂ + ;

б_в = 8,7 (м² • ⁰С) / Вт;

б_Н — коэффициент теплоотдачи наружной поверхности (табл.6 [6]).

б_Н = 23 (м² • ⁰С) / Вт;

Определим термическое сопротивление каждого слоя п. 2.5. формула (3)[6].

R = ;

где д — толщина слоя в м.

л — расчетный коэффициент теплопроводности материала Вт / м² • ⁰С, определяем по приложению 3[6] ;

R₁ = = (м² • ⁰С) / Вт;

R₂ = (м² • ⁰С) / Вт;

R₃ = = (м² • ⁰С) / Вт;

R₀ мы заменим на R_reg = 2,57

2,57 = 0,115 + 0,029 + + 0,049+0,043;

2,334 = ;

д ₂ = 0,21 м.

Принимаем д ₂ = 0,24 м, тогда толщина ограждающей конструкции д = д ₁ + д ₂ + д ₃ = 0,06 м + 0,24 м + 0,1 м = 0,40 м.

Проверка расчета.

R₀ = 0, 115 + 0,043 + 0,029+ 0,049 + 0,24/0,09 = 2,903 (м^{2 0}С) / Вт;

R_reg = 2,57 (м^{2 0}С) / Вт; R₀ > R_reg — условие выполняется.

Принимаем толщину наружной стены 400 мм.

1. Манюк В. И. Наладка и эксплуатация водяных тепловых систем: Справочник. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Стройиздат, 1988.

2. Саблин В. В., Бушуев А. Н. Методические указания для студентов специальности «Энергообеспечение предприятий». Орск: ОГТИ, 2007.

3. Тихомиров К. В. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция: Учебник для вузов. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Стройиздат, 1981.

4. Хрусталёв Б. М. Теплоснабжение и вентиляция: Курсовое и дипломное проектирование.- М.: Изд-во АСВ, 2008.

5. СНиП II-3−79*. Строительная теплотехника. — М.: ГП ЦПП, 1996.

6. СНиП 2.01.01. 82*. Строительная климатология. — М.: Стройиздат, 1983.

7. СНиП 2.04.07−86*. Тепловые сети. — М.: ГП ЦПП, 1994.