В разделе II курсового проекта необходимо определить:
— максимально-часовые (расчетные) расходы теплоты для отопления и вентиляции жилых, общественных и промышленных зданий;
— среднечасовые расходы тепловой энергии для горячего водоснабжения в жилищно-коммунальном хозяйстве и промышленности города в зимний и летний периоды;
— среднемесячные расходы тепловой энергии на бытовые нужды городских потребителей;
— годовые расходы тепловой энергии на бытовые и технологические нужды города.
Рассчитанные часовые расходы теплоты (тепловые нагрузки) являются основой для проектирования схемы централизованного теплоснабжения города.
При выполнении расчетов следует пользоваться данными методическими указаниями, приведенными в них справочными материалами я рекомендованными учебными пособиями. В расчетах расходов тепловой энергии в целом по городу целесообразно применять крупные единицы измерения — гигаджоули (ГДж) и гигакалории (Гкал). Для перевода расходов тепловой энергии из одной системы единиц измерения в другую можно пользоваться соотношением 1 Гкал = 4,19 ГДж.
Расчет часовых расходов тепловой энергии в жилищно-коммунальном хозяйстве (ЖКХ) целесообразно начинать с определения количества жителей города No и Nг, пользующихся теплоснабжением от централизованных источников - ТЭЦ и районных котельных установок. Это количество жителей определяется на основе исходных данных о проектной численности населения города с учетом коэффициентов охвата жилого фонда централизованным отоплением, mo, и горячим водоснабжением, mг.
Максимально-часовой (расчетный) расход теплоты на отопление жилых и общественных зданий Qро следует определять по удельным теплопотерям на 1 м3 наружного объема этих зданий по формуле:
Qро = (Uж · qж + Uо · qо)·(tрв – tрн.о.)·10-6 [ГДж/ч]
где Uж — кубатура жилых зданий, отапливаемых от централизованных источников
теплоснабжения, м3. Рассчитывается на основе исходных данных к проекту;
Uо — кубатура общественных зданий, м3.
qж, qо — отопительная характеристика (удельные теплопотери) соответственно жилых и
общественных зданий, кДж/м3·ч·°С;
tрв — расчетная температура воздуха внутри помещения. Принимается 18°С;
tрн.о — расчетная температура наружного воздуха для систем отопления, °С.
Определяется по климатическим характеристикам района расположения города
(табл. 2).
В свою очередь Uо, Uж рассчитываются по следующей формуле:
Uо = (0,2÷0,25) · Uж [м3]
где Uж — кубатура жилых зданий, отапливаемых от централизованных источников
теплоснабжения, м3.
Uж = N · f · k · mо [м3]
где N — проектная численность населения, тыс. чел.;
f — средняя жилищная обеспеченность населения, м2 жил.пл./чел.;
k — объемный коэффициент для жилых зданий, м3/м2 жил.пл.;
mо — коэффициент охвата жилого фонда теплоснабжением от централизованных
источников (для отопления).
Расчёты:
Uж = N · f · k · mо [м3]
Uж = 80 · 103 · 11 · 5,7 · 0,8 = 4 012 800 [м3]
Uо = (0,2÷0,25) · Uж [м3]
Uо = 0,2 · 4012800 = 802 560 [м3]
Qро = (Uж · qж + Uо · qо)·(tрв – tрн.о.)·10-6 [ГДж/ч]
Qро = (4012800 · 2,2 + 802560 · 1,7)·(18 + 39)·10-6 = 580,97 [ГДж/ч]
Расход тепловой энергии на вентиляцию помещений рассчитывается только для общественных зданий, оборудованных механическими системами вентиляции. В жилых зданиях расход теплоты для проветривания помещений учитывается в отопительной характеристике qж.
Расчет максимально-часового расхода тепловой энергии для вентиляции общественных зданий Qрв осуществляется по формуле:
Qрв = Uв · m · cв ·(tрв – tрн.в.)·10-6 [ГДж/ч]
где Uв — объем вентилируемых зданий, м3;
m — кратность обмена воздуха в помещения, 1/ч. Принимается 0,8÷1 раз в час;
св — удельная теплоемкость воздуха, кДж/м3·°С. Принимается в среднем 1,З кДж/м3·°С;
tрн.в. — расчетная температура наружного воздуха для систем вентиляции, °С. Принимается
по климатическим характеристикам района расположения города (табл. 2).
В свою очередь Uв рассчитывается по следующей формуле:
Uв = (0,7÷1) · Uо [м3]
где Uо — кубатура общественных зданий, м3;
Расчёты:
Uв = (0,7÷1) · Uо [м3]
Uв = 0,8 · 802560 = 642048 [м3]
Qрв = Uв · m · cв ·(tрв – tрн.в.)·10-6 [ГДж/ч]
Qрв = 642048 · 0,8 · 1,3 ·(18 + 24)·10-6 = 28,04 [ГДж/ч]
При расчете тепловых нагрузок, составляющих основу для проектирования схемы теплоснабжения города, учитывается среднечасовой расход тепловой энергии на горячее водоснабжение потребителей. Этот расход теплоты в жилищно-коммунальном хозяйстве (ЖКХ) принимается постоянным в течение зимнего (отопительного) периода и определяется по формуле:
Qсрг.з. = (а · Nг · c ·(tг – tх.з.))/24 · 10-6 [ГДж/ч]
где а — среднесуточный удельный расход горячей воды, л/чел. Принимается по заданию;
Nг — количество жителей, пользующихся горячим водоснабжением от централизованных
источников, чел. Рассчитывается на основе исходных данных к проекту;
с — удельная теплоемкость воды, кДж/кг·°С. Принимается равной 4,19 кДж/кг·°С;
tг — температура горячей воды, °С. Принимается равной 65°С;
tх.з. — температура холодной водопроводной воды в зимний период, °С.
Принимается равной 5°С;
24 — продолжительность работы систем горячего водоснабжения в течение суток, ч.
Nг = N · mг [тыс.чел.]
где N — проектная численность населения, тыс. чел.;
mг — коэффициент охвата жилого фонда теплоснабжением от централизованных
источников (для горячего водоснабжения).
Среднечасовой расход тепловой энергии на горячее водоснабжение в летний период Осрг.л. меньше зимнего на 30÷35%. Это вызвано уменьшением численности населения города в летний период снижением расхода горячей воды и повышением температуры холодной водопроводной воды до 15°С. Таким образом, Осрг.л. = 0,65÷0,7·Qcpг.з..
Qсрг.л. = (0,65÷0,7) · Qсрг.з. [ГДж/ч]
где Qсрг.з. — среднечасовой расход тепловой энергии на горячее водоснабжение в летний
период, ГДж/ч.
Расчёты:
Nг = N · mг [тыс.чел.]
Nг = 80 · 103 · 0,5 = 40 000 [тыс.чел.]
Qсрг.з. = (а · N г · c ·(t г – t х.з.))/24 · 10-6 [ГДж/ч]
Qсрг.з. = (100 · 40 · 103 · 4,19 ·(65 – 5))/24 · 10-6 = 42 [ГДж/ч]
Qсрг.л. = (0,65÷0,7) · Qсрг.з. [ГДж/ч]
Qсрг.л. = 0,7 · 42 = 29,4 [ГДж/ч]
Расчетно-часовые расходы тепловой энергии на отопление вентиляцию и горячее водоснабжение в курсовом проекте необходимо определить по городу в целом с учетом промышленных потребителей. Данные о размерах тепловых нагрузок промышленных предприятий приводятся в задании к курсовому проекту.
· Расчетно-часовой расход тепловой энергии на отопление у промышленных потребителей.
Qсро.п = Qро *0,15 [ГДж/ч]
· Расчетно-часовой расход тепловой энергии на вентиляцию у промышленных потребителей.
Qсрв.п = Qрв *0,3 [ГДж/ч]
· Расчетно-часовой расход тепловой энергии на горячее водоснабжение у промышленных потребителей.
Qсрв.п = Qрв *0,4 [ГДж/ч]
· Бытовая нагрузка города.
Qрбыт =( Qсро.п + Qро) +( Qсрв.п + Qрв) + (Qсрв.п + Qрв)
Расчёты:
Qрбыт =580,97*1,15+28,04*1,3+42*1,4=763,37 [ГДж/ч]
Среднемесячные расходы теплоты для бытовых нужд городских потребителей (отопление, вентиляция и горячее водоснабжение) Qj, рассчитываются по формулам:
а) для летнего периода
Qj = SQсрг.л. · nгj [ГДж/мес]