Эксплуатация, тепловой расчет и выбор систем отопления теплоснабжения

Аналогично на других участках.

 

 

 

 

10 Расчет теплового потока через изоляцию

 

 

 

Тепловая изоляция предназначена для снижения потерь тепла при транспортировке.

В конструкциях теплоизоляции оборудования и трубопроводов с температурой содержащихся в них веществ в диапазоне от 20 до 300 °С для всех способов прокладки, кроме бесканальной, следует применять теплоизоляционные материалы и изделия с плотностью не более 200 кг/м3 и коэффициентом теплопроводности в сухом состоянии не более 0,06 Вт/(м∙К).

Принимая материал и конструкцию тепловой изоляции следует учесть удобство монтажа, надежность эксплуатации, уменьшение коэффициента теплопроводности, соблюдение экологических и санитарно-гигиенических требований, возможность вторичного использования.

При выборе конструкции определяем количество необходимых слоев.

Проверка толщины изоляции производится по формуле

 

 

,                                                                           (26)

 

 

где δк – толщина теплоизолирующего слоя с учетом условий прокладки трубопровода, мм/м;

      λк – теплопроводность основного материала в заданных условиях, Вт/м∙0С. Определяется по формуле

 

 

λк=λ∙k,                                                                             (27)

 

 

где λ – теплопроводность основного материала в лабораторных условиях, Вт/м∙0С,

      k – коэффициент, учитывающий увлажнение окружающей среды в условиях эксплуатации (по виду грунта);

Rк – термическое сопротивление изоляционной конструкции в целом, м2∙0С/Вт. Определяется по формуле

 

 

,                                                               (28)

 

 

где – термическое сопротивление теплоизоляционного слоя, м2∙0С/Вт. Определяется по формуле

 

 

 

 ,                                                                     (29)

 

 

где tw – температура вещества, 0С , tw =T1 – температуре подачи;

      tе – температура окружающей среды , 0С ,  tе =tн, либо  tе=tкан , либо tе=tгрунта;

       q – норма плотности теплового потока через поверхность изоляции для трубопроводов проложенных в непроходных каналах прил.7 стр.22 [Л7];

      К1 – поправочный коэффициент, учитывающий изменение стоимости теплоты и самой конструкции в зависимости от района строительства и способа наладки;

      αе – коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции, т/м2∙0С.

 

Допустим, что грунт маловлажный, тогда принимаем k=1,0. Принимаем для расчета теплопроводность пенополиуритана λ=0,035 Вт/м∙0С, поправочный коэффициент – К1=1,03, тогда λк=0,035 Вт/м∙0С, коэффициент теплоповодности αе=6, температуру окружающей среды tе=tкан=+50С, температуру вещества tw =T1=1300С.

 Пользуясь таблицей нормы плотности теплового потока по среднегодовой  температуре в пределах 90-500С, что соответствует нормальным значениям теплоносителя 130/700С, определяем нормы плотности теплового потока для трубопроводов в соответствии с их диаметром

для Dу=133х4,     q1=42 Вт/м;

для Dу=108х4,      q2=39 Вт/м;

для Dу=89х3,5,     q3=35 Вт/м;

для Dу=57х3,5,     q4=28 Вт/м.

 

Произведем расчет тепловой изоляции для Dу=133х4

,

м2∙оС/Вт,

,

м2∙оС/Вт,

,

 м.

 

 

Произведем расчет тепловой изоляции для Dу=57х3,5

,

м2∙оС/Вт,

,

м2∙оС/Вт,

,

 м.

Принимаем тепловую изоляцию для всего тоубопровода по м.

Определяем  объем тепловой изоляции главного и вспомогательного циркуляционных колец по формуле

 

 

,                                                                         (30)

 

 

где V – объем тепловой изоляции, м3;

      k – коэффициент поверхностной грунтовки, k=1,21;

       l – длина трубопровода в однотрубном исчислении.

 

,

м3.

 

 

 

 

 

 

11 Обоснование  спецификации

 

 

 

Спецификация определяет состав оборудования, установок (блоков), изделий, устройств и материалов, предусмотренных рабочими чертежами соответствующего основного комплекта. Документ по существу предназначен для комплектования, подготовки и осуществления строительства, а также для составления сметной документации ресурсным методом.

В рабочей документации спецификацию оборудования, изделий и материалов составляют по ГОСТ 21.110-95 к каждому основному комплекту рабочих чертежей. 

На основании монтажной схемы в спецификацию заносятся все виды оборудования с учетом их диаметров, массы, количества.

Спецификация составляется на основании справочников проектировщика тепловых сетей.

Спецификация позволяет заготовить все необходимое оборудование и сократить объем работ по монтажу теплопровода.

.Для спецификации подбираем необходимые элементы тепловой сети. Трубы берём стальные электросварные, выполненные по ГОСТ 10704-91, П- образные компенсаторы гнутые RrH-3d, по ГОСТ 10704-91, опоры подвижные скользящие и неподвижные лобовые двух- и четырехупорные, в качестве тепловой изоляции по полученным данным принимаем теплоизоляцию из пенополиуретана.

Например, труба стальная электросварная по ГОСТ 10704-91 Dн=133х4 массой 12,73 кг/п.м.

Задвижка параллельная двухдисковая с выдвижным шпинделем 30ч6бр для трубы Dн=133х4   – вес 57 кг [Л10 стр. 78] табл. 79.

 

12 Регулирование  отпуска теплоты

 

 

 

Для повышения эффективности работы систем и снижения уровня потребления тепло-энергетических ресурсов качественно-количественное регулирование производится не только по температуре сетевой воды, но и по основной тепловой нагрузке.

Для этого выбираем интервалы регулирования от начала отопительного сезона (+80С) до расчетной температуры наружного воздуха (-390С).

Рассчитываем зависимости tн и количества отпускаемого тепла. Результаты вносим в таблицу.

Таблица 7 – Регулирование тепловой нагрузки

Относительная тепловая нагрузка по максимальной тепловой величине, кВт	Интервал регулирования, ti, 0С
	+8	0	-5	-10	-20	-30	-39
на отопление Qo max=298,26кВТ	52,33	94,19	120,35	146,51	198,84	251,17	298,26
на вентиляцию Qv max=35,79кВт	6,28	11,30	14,44	17,58	23,86	30,14	35,79
на горячее водоснабжение Qhm max=79,72кВт	99,65	99,65	99,65	99,65	99,65	99,65	99,65
Общая Qобщ=413,76кВт	158,26	205,14	234,44	263,74	322,35	380,96	433,70

 Расчет производим по формулам

 

 

,                                                                       (31)

 

 

  ,                                                                     (32)

 

 

,                                                                   (33)

 

 

где th – температура горячего водоснабжения по нормам или требованиям заказчика, th=50-600С;

           tc – температура холодной водопроводной воды в отопительный период, tc=50С;

      – температура холодной водопроводной воды в неотопительный период, =150С.

Значение отопительной тепловой нагрузки принимаем из табл.2 раздела 2 ПЗ, стр. 10.

На основании таблицы строим график регулирования отпуска тепла (Приложение Г).

 

 

13 Разработка  узлов присоединения участников  тепловой сети

 

 

 

Присоединение потребителей к тепловым сетям завершает построение единой трехзвенной технологической цепочки, называемой системой централизованного теплоснабжения (СЦТ). Источники теплоснабжения и транспортные звенья — тепловые сети — суть только подготовительные элементы к основному процессу — коммунальному тепловому потреблению энергии в абонентских установках потребителя.

Все многообразие коммунального теплового потребления сводится к удовлетворению следующих основных видов тепловых нагрузок:

1) сезонных — отопления и вентиляции, непосредственно связанных с климатом поселения;

2) горячего водоснабжения, почти не зависящего от климатических условий;

3) технологических —  слабо зависящих от климатических условий, практически

 постоянных.

Соотношение этих нагрузок определяется назначением объекта теплоснабжения:

• для жилых и общественных зданий в холодный период года превалирующими будут нагрузки отопления, вентиляции и горячего водоснабжения, в теплый период года — только горячее водоснабжение;
• для промышленных, транспортных, сельскохозяйственных предприятий — технологические функции, вентиляция и горячее водоснабжение.

Абонентский ввод — комплекс оборудования, с помощью которого системы отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха, а также технологические установки промышленных зданий присоединяются к тепловым сетям. Абонентским вводом заканчиваются тепловые сети системы ЦТ и начинаются местные системы теплового потребления (тепловой пункт). Основным назначением теплового пункта является прием, подготовка теплоносителя и подача его в системы теплопотребления, а также возврат использованного теплоносителя в тепловую сеть.

Тепловой пункт — комплекс устройств, расположенный в обособленном помещении, состоящий из элементов тепловых энергоустановок, обеспечивающих присоединение этих установок к тепловой сети, их работоспособность, управление режимами теплопотребления, трансформацию, регулирование параметров теплоносителя.

Традиционные системы водяного отопления и вентиляции при нормальном качественном регулировании нагрузки характеризуются устойчивыми и стабильными гидравлическими режимами — расходы первичного теплоносителя (сетевой воды) в тепловых сетях мало и плавно изменяются в течение суток и отопительного периода в целом, что благотворно сказывается на тем-

пературно-влажностном режиме зданий.

 

 

Однако эта стабильность нарушается при совместном присоединении к тепловым сетям установок отопления и вентиляции с установками горячего водоснабжения зданий, особенно она заметна при введении температурных ограничений потребителей (несоблюдении температурного графика).

Нагрузка горячего водоснабжения жилых и общественных зданий имеет ярко выраженный «холерический», пикообразный характер, резко изменяющийся по часам в течение суток и по дням недели

Различают индивидуальные тепловые пункты (ИТП) (рис. 5), обслуживающие одно здание (или его часть) и располагаемые обычно в его подвале, и центральные тепловые пункты (ЦТП), обслуживающие сеть или группу зданий и размещаемые, как правило, в отдельных сооружениях.

Тепловые пункты, как ИТП, так и ЦТП, оснащаются подогревателями горячего водоснабжения, приборами авторегулирования для поддержания заданных параметров теплоносителя, приборами контроля и учета теплоты, насосами горячего водоснабжения, а также устройствами для регулирования отпуска теплоты.

На рис. 4 показана схема индивидуального теплового пункта для отопительной системы с включением водонагревателя горячего водоснабжения по параллельной схеме.

 

1 – грязевик; 2 – водонагреватель; 3 – регулятор температуры нагреваемой  воды;

5. – циркуляционный насос; 5 – разводящий трубопровод; 6 – водоразборный стояк;
6. 7 – циркуляционный стояк; 8 – циркуляционный трубопровод; 9 – система отопления; 10 – регулятор постоянства расхода; 11 – элеватор.

Рисунок 5 –ИТП для отопительной системы с включением водонагревателя горячего водоснабжения по параллельной схеме

 

Преимущества индивидуальных тепловых пунктов