Теплогазоснабжение и вентиляция

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Пояснительная записка к курсовому проекту

" Теплогазоснабжение и вентиляция"

Разработал: Кириллов А.Л.

Руководитель: Жила В.А.

МОСКВА

1. Определение расходов теплоты городом и гидравлический расчет тепловой сети Теплоснабжение это снабжение теплом потребителей, потребителями теплоты являются системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий. Потребители тепла бывают сезонные (отопление и вентиляция) и круглогодичные (горячее водоснабжение).

1.1 Определение количества жителей Заданный генплан города необходимо разбить на три района: 1−2 этажной застройки, 3−4 этажной застройки и 6−8 этажной застройки (произвольно). По заданному генплану города, находим площадь каждого района; зная этажность застройки каждого района и плотность населения, определяем количество жителей в каждом районе по формуле

N = F*b,

где F — площадь района, га,

b — среднее количество жителей.

Результаты расчета сведем в таблицу 1:

1.2 Расход тепла на отопление Количество тепла на отопление определим по формуле

Q_о =f*N*q_о*(1+k_о),

где f = 18 м² — норма расхода жилой площади на человека,

q_o — удельный тепловой поток на отопление 1 м²,

q_o12 = 173,8 Вт/м² для одно и двухэтажных зданий,

q_o8 = 82,2 Вт/м² для остальных зданий,

k_i = 0,25 — коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий (кроме районов с 1−2 х этажной застройкой).

Результаты расчета сведем в таблицу 2:

1.3 Расход тепла на вентиляцию Количество тепла на вентиляцию определим по формуле:

Q_B = f*N*q_o*k₁*k₂,

где k2 = 0,4 — коэффициент, учитывающий тепловой поток на вентиляцию общественных зданий (кроме районов с 1−2 этажной застройкой). Результаты расчета сведем в таблицу 3:

В районе с 1−2 х этажной застройкой общественных зданий нет.

1.4 Расход тепла на горячее водоснабжение Количество тепла на горячее водоснабжение определим по формуле:

Q_ГB = N*(105+25)*(55-t_C)*c / 3,6*24,

где 105 л/сут — суточная норма расхода горячей воды на человека в жилом здании,

25 л/сут — суточная норма расхода горячей воды на человека в общест. здании, с = 4,187 — теплоемкость воды,

t_C = 5 градусов по цельсию — температура водопроводной воды,

55 градусов по цельсию — температура горячей воды.

Результаты расчета сведем в таблицу 4:

Общие результаты расчета в таблице 5:

1.5 Гидравлической расчет тепловой сети Цель гидравлического расчета:

а) Определение диаметров труб тепловой сети.

б) Определение потерь давления в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети.

На генплане города необходимо сделать трассировку тепловой сети, от источника тепла (ТЭЦ) до каждого микрорайона, стараясь выбрать наиболее экономичный вариант. Необходимо выбрать основную магистраль от источника до наиболее удаленного микрорайона, от основной магистрали проложить ответвления к другим микрорайонам.

Для начала расчета необходимо найти общий расход воды, поступающей от источника теплоты (ТЭЦ), который будет равен:

G = Q / 1163*(ф₁ — ф₂),

где Q = 50 855 114 Вт — общее количество теплоты, потребляемой городом, ф₁ = 150 градусов — расчетная температура в подающем трубопроводе, ф₂ = 70 градусов — расчетная температура в обратном трубопроводе

1163 — теплоемкость воды.

1) Рассчитываем основную магистраль:

Нумеруем все участки сначала основной магистрали, затем ответвлений от нее. Определяем расчетные расходы воды для всех участков простым суммированием расчетных расходов потребителей, двигаясь от абонентов против движения теплоносителя к источнику теплоснабжения.

Для нахождения диаметра трубопровода необходимо знать расходы воды на участке тепловой сети и удельные потери давления, которые принимаются около 80 Па/м. По полученным расходам и удельным потерям давления по приложению 2. Подбираем диаметры d для всех участков.

Результаты расчета записываем в таблицу, в которой для каждого участка проставляем расчетные расходы воды, длины, значения подобранных диаметров, скорости движения воды и удельные потери давления.

2) При расчете потерь давления в подающей магистрали необходимо учесть местные сопротивления тепловой сети, к которым относятся: задвижки, компенса-торы, тройники при разделении или слиянии потоков.

Р_уч = R_уд *L, Па,

L = k_м * L_уч, м, где Р_уч — потери давления на участке тепловой сети, Па;

R_уд — удельные потери давления на участке тепловой сети, Па/м;

k_м = 1,1 — коэффициент местных сопротивлений, исходя из опыта проектирования тепловых сетей.

L_уч — длина участка тепловой сети, м

L — длина участка тепловой сети с учетом местных сопротивлений, м.

В результате расчета тепловой сети (участки I, II, III), находим потери давления в подающей линии. Потери в обратной линии считаем такими же (т.к. аналогичные местные сопротивления и трубы).

Скорость в трубопроводах тепловой сети не должна превышать 3 м/с.

Магистраль ответвления Определение расходов газа городом

1.6 Потребление газа квартирами Охват газоснабжением квартир для большинства городов близок к единице. Однако при наличии старого жилищного фонда, который нельзя газифицировать, или на оборот, при наличии высоких зданий, оборудованных электроплитами, степень охвата газоснабжением квартир будет меньше единицы.

Годовой расход газа на приготовление пищи и горячей воды существенно зависит от системы горячего водоснабжения зданий. Годовые расходы газа на приготовление пищи и горячее водоснабжение в квартирах определяются по СП 42−101−2003 и составляют:

q₃ = 4100 МДж/ч.год для квартир с центральным ГВ;

q₂ = 10 000 МДж/ч.год для квартир с газовыми проточными водонагревателями;

q₁ = 6000 МДж/ч.год для квартир без ГВ.

Тогда общее годовое потребление газа в квартирах города определится выражением:

Q_жд = y*N*(q₁*x₁+ q₁*x₂+q₃*x₃),

где y = 100% - степень охвата газоснабжением квартир, т. е. отношение газифицированных квартир к их общему числу;

N — число жителей;

x₁ — доля квартир с централизованным горячем водоснабжением;

x₂ — доля квартир использующая газ на приготовление пищи и водонагревание (с газовыми водонагревателями);

x₃ — доля квартир без горячего водоснабжения.

2. Расход газа на коммунально-бытовые нужды

2.1 Расход газа фабриками-прачечными При расчете потребления газа этими предприятиями учитывают расход газа на одну стирку белья. Норма расхода теплоты на стирку белья отнесена к 1 т сухого белья, поэтому для расчета газа на стирку белья следует определить количество белья, стираемого в прачечных в течение года. Тогда годовой расход газа на прачечные составит:

теплота гидравлический газоснабжение отопление

Q_nр = N*Y*(100/1000)*Z_пр *q_пр,

где N — число жителей; 100 — масса сухого белья, кг/жителя в год;

Y = 0,65 — охват газоснабжением прачечных;

Z_np = 0,5 — охват населения прачечными;

q_np = 8800 МДж — норма расхода теплоты в механизированных прачечных на стирку 1 тонны сухого белья.

2.2 Расход газа банями При определении количества помывок в банях можно исходить из расчета 52 помывки в год одним человеком в банях. Тогда годовой расход газа на бани можно подсчитать по формуле:

Q_д = 52*Y*Z _д *N*q _д,

где Y = 0,65 — охват газоснабжением бань, N — число жителей,

Z _д = 0,6 — охват обслуживанием банями,

q _д = 50 МДж — норма расхода теплоты в банях.

2.3 Расход газа предприятиями общественного питания При расчете годового расхода газа на столовые учитывают их среднюю загрузку. Считая, что каждый человек, регулярно пользующий столовыми и ресторанами, потребляет в день примерно один обед и ужин (завтрак). Следовательно, общее количество газа, потребляемого предприятиями общественного питания города, будет:

Q_пoп = 360Z_поп *Y*N*q_поп,

где Y = 0,65 — охват газоснабжением предприятий общественного питания; N — число жителей; Z_поп = 0,4 — охват населения предприятиями общественного питания; q_поп = 6,3 МДж — норма расхода теплоты на один обед и завтрак, 360 — дней в году (5 дней отводится на ремонт).

2.4 Расход газа учреждениями здравоохранения При расчете газа в больницах следует учитывать, что их общая вместимость определяется из расчета 12 коек на 1000 жителей. Необходимо учитывать возможность работы столовых больниц на электрооборудовании, наличие централизованного теплоснабжения, возможность использования твердого и жидкого топлива для котельных больниц. Тогда общий расход газа больницами города будет:

Q_уз = (12/1000)*Y*N *q_уз,

где Y = 0,65 — охват газоснабжением учреждений здравоохранения,

N — число жителей,

q_уз = 9200 МДж — норма расхода учреждениями здравоохранения.

2.5 Расчет годового расхода газа для хлебозаводов и пекарен Расчет годового расхода ведут в предположении, что объем суточной выпечки на 1000 жителей составляет 0,7 кг. Общий расход газа на хлебозаводы будет:

Q_хл = (0,7/1000)*365* Y* N* q_хл,

где Y = 0,65 — охват газоснабжением хлебозаводов и пекарен,

N — число жителей,

q_хл = 5450 МДж — норма расхода хлебозаводами и пекарнями.

2.6 Расчет годового расхода газа на нужды предприятий торговли, предприятий бытового обслуживания населения Годовое потребление газа на нужды предприятий торговли, предприятий бытового обслуживания населения (ателье, мастерскими, парикмахерскими, магазинами и др.) принимают в размере 5% годового расхода газа на жилые дома.

Результаты расчета сведем в таблицу.

3. Расход тепла на отопление, вентиляцию и централизованное горячее водоснабжение жилых и общественных зданий Расход тепла на отопление определен выше

Q_О = 64 267 650 Вт Средняя величина теплового потока на отопление равна

Q = Q_О*(t_в — t_сро)/(t_в — t_ро),

где t_в = 18 — температура внутреннего воздуха отапливаемых помещений,

t_cpo = -3,2 — температура наружного воздуха средняя за отопительный период,

t_po = -26 — температура наружного воздуха расчетная.

Расчетная и средняя температура принимается по заданию.

Получим Q_СРО = 73 031 420 Вт.

Годовой расход тепла на отопление

Q_ОГОД = 24*4,19*Q_СРО*n/1,164*36 000* Q_n*з, где Q_n = 37 МДж/м³ — низшая теплота сгорания газа,

n = 281 — продолжительность отопительного периода, з = 0,8 — КПД отопительной системы.

Получим Q_ОГОД = 1 663 773 Вт.

Расход тепла на вентиляцию определен выше

Q_В = 4 734 720 Вт Средняя величина теплового потока на вентиляцию равна

Q_СРВ = Q_В*(t_в — t_сро)/(t_в — t_ро),

где t_в = 18 — температура внутреннего воздуха отапливаемых помещений,

t_cpo = -3.2 — температура наружного воздуха средняя за отопительный период,

t_pв = -14 — температура наружного воздуха расчетная.

Получим Q_СРВ = 7 398 000 Вт.

Годовой расход тепла на вентиляцию

Q_ВГОД = 16*4,19*Q_СРВ*n/1,164*36 000* Q_Н*з, где Q_Н = 37 МДж/м³ — низшая теплота сгорания газа,

n = 281 — продолжительность отопительного периода.

з = 0,8 — КПД отопительной системы

16 — время работы системы вентиляции в течении суток.

Получим Q_ВГОД = 112 359 Вт.

Расход тепла на г. в. определен выше

Q_ГВ = 10 374 349 Вт.

Годовой расход тепла на г. в.

Q_ГВГОД = 24*350*4,19*Q_ГВ/1,164*36 000* Q_Н*з, где Q_Н = 37 МДж/м³ — низшая теплота сгорания газа, з = 0,8 — КПД отопительной системы.

Получим Q_ГВГОД = 294 379 Вт.

Окончательный результат сведем в таблицу.

Расчетный расход газа городом для каждой группы потребителей определяется по формуле: Q_p = (Q/Q_Н)* K_max, м³ /год.

Коэффициент часового максимума для N = 33 300 потребителей принимается c помощью интерполяции по табл. 3: K_max = 4,329×10^-4.

Значения коэффициента часового максимума расхода газа на отопление и вентиляцию и печей непрерывного действия К_ПН = (1/24n)*(t_в — t_сро)/(t_в — t_ро).

К_ПН = 1,483×10^-4.

Значения коэффициента часового максимума расхода газа на отопление и вентиляцию и печей периодического действия К_ПП = (1/24n)*(t_в — t_сро)/(t_в — t_ро).

К_ПП = 3,559×10^-4.

Удельный максимальный часовой расход газа м³/(ч*чел) определяется по формуле

Q_уд = Q_р /N.