36
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ПРОЕКТА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО
ИТП
2.1. Определение расчетных тепловых нагрузок
Расход теплоты на отопление.
Расчетные расходы теплоты (Гкал/ч) на отопление жилых,
общественных и административных зданий определяют по укрупненным
показателям
где q – удельная отопительная характеристика здания при t
в.р.
=-27 С,
кал ∕(м
3
∙ч∙ С);
α- поправочный коэффициент, учитывающий климатические условия
района и применяемый в случаях, когда расчетная температура наружного
воздуха отличается от – 30 С;
V-объем здания по наружному обмеру, м
3
;
t
в
- расчетная температура воздуха внутри отапливаемого здания, С ;
t
в.р.
- расчетная температура наружного воздуха для проектирования
отопления, С.
Отопительные характеристики жилых зданий с учетом естественной
вентиляции для климатического пояса с расчетной температурой наружного
воздуха t
в.р.
= -43
0
С можно также определить по эмпирической формуле ВТИ
им. Ф. Э. Дзержинского:
n
q = a/ V
где V – объем зданий по наружному обмеру, м
3
;
n = 6, a = 1,6 – для зданий, возведённых до 1958 г.;
n = 8, а = 1,3 – для зданий, построенных после 1958 г. (из сборного
железобетона).
По вышеприведенным формулам произведем расчет нагрузок для
абонета.
6
р.ввот
10)tt(qVQ
0
0
0
0
0
37
Нагрузка отопления:
-6
от в в.р
Q = aqV(t - t )10
от
Q =1,05 0,189 14802,6 (20 32) =185000 Вт
Расчётные тепловые потоки на вентиляцию:
????
???? ???? ????
????
где: а – норма расхода воды на горячее водоснабжение при температуре
65
о
С на одного человека в сутки, принимаемая в зависимости от степени
комфортности зданий;
b – то же, для общественных зданий;
t
х
– температура холодной водопроводной воды в отопительный
период, при отсутствии данных принимается равной 5
o
С;
t
h
– температура горячей воды для подачи потребителю, t
h
= 60C;
с – удельная теплоемкость воды, принимается равной 1 ккал / (кг
0
С);
m – количество потребителей;
Результаты расчетов представим в таблице 2.1.
Таблица 2.1
Расчет нагрузок на отопление, вентиляцию и ГВС
Наименование
здания,
сооружения,
помещений
Объем
здания,
м
3
Периоды
года при
t
н
,
0
С
Расход теплоты, Гкал/час
На
отопление
На
вентиляцию
На ГВС
Общий
Административное
здание
8760
-27
0,11
0,24
0,16
0,51
в том числе
1 корпус
0,07
0,15
0,10
0,32
2 корпус
0,04
0,09
0,06
0,19
38
2.2. Определение расходов теплоносителя в ИТП
Максимальный расход сетевой воды на нужды системы отопления
Р
СО
G
для независимой схемы присоединения и температурного графика
150/70 определяется по следующей зависимости:
][573,111,03,14
3
1
чмQКG
CO
Р
СО
;
где
1
K
= 14,3 – (для температурного графика 130/70 и независимой
схемы присоединения системы отопления);
CO
Q
- тепловая нагрузка на отопление, Гкал/ч;
Итак, принимаем
][573,1
3
чмG
Р
СО
.
Максимальный расход сетевой воды на нужды системы вентиляции
Р
СВ
G
для зависимой схемы присоединения и температурного графика 130/70
определяется по следующей зависимости:
][324,05,12
3
2
чмQКG
CВ
Р
СВ
;
где
2
K
= 12,5 – (для температурного графика 130/70 и зависимой
схемы присоединения системы вентиляции);
CO
Q
- тепловая нагрузка по ТУ на вентиляцию, Гкал/ч;
Итак, принимаем
][3
3
чмG
Р
СВ
.
Расход на ГВС
Вероятность действия санитарно-технических приборов системы
горячего водоснабжения определяется по формуле:
3600
0
,
Nq
Uq
P
h
h
uhr
h
,
39
где
h
uhr
q
,
– норма расхода горячей воды потребителем в час наибольшего
водопотребления, л/ч, принимаемая по табл. 3.1 [1];
h
uhr
q
,
= 10 л/час
h
o
q
= 0,2 л/с – расход горячей воды водоразборным прибором, л/с,
принимаемый по табл. 3.1 [1]
nzyxU )432(
– общее число потребителей горячей воды
Общее число потребителей горячей воды:
288U человек
324N
– количество водоразборных приборов в здании, шт.
10 288
0,013
0,2 324 3600
h
P
Максимальный часовой расход воды
h
hr
q
, м3/ч, определяется по
формуле:
hr
h
hr
h
hr
qq
,0
005,0
,
где
h
hr
q
,0
= 200 л/ч – расход горячей воды санитарно-техническим
прибором, л/ч, принимаемый по табл. 3.1 [1];
hr
– коэффициент, определяемый по прил. А или прил. Б, в
зависимости от общего числа приборов
N
и вероятности их использования
h
hr
P
.
По числу приборов и вероятности использования определяем
h
hr
= 2,246.
Максимальный часовой расход горячей воды
h
hr
q
= 0,005∙200∙2,246 = 2,246 л/c
40
Средний часовой расход воды:
,
1000
i
h
u i i
h
i
T
qU
T
q
, м3/ч
где:
h
u
q
= 120 л/сут. - норма расхода горячей воды в сутки наибольшего
водопотребления, прил.1 или прил.3 [8];
U = 288 чел. - число жителей;
T = 24 час - период потребления.
120 288
14,4
1000 24
h
q
T
м3/ч
Среднечасовой расход теплоты в системе горячего водоснабжения с
учетом потерь тепла трубопроводами:
В течение среднего часа:
1,16 (55 ) (1 )
h
h
T c T
T
q t K
Q
, кВт,
где:
c
t
- температура холодной воды, ºС, принимают
c
t
= 5 ºС;
T
K
= 0,35 - коэффициент, учитывающий потери теплоты трубами
прил. 3 или (табл. 10.2) [7].
1,16 2,246 55 5 1 0,35 112,8 кВт
h
T
Q
В течение часа максимального водопотребления:
, кВт .
1.16 ( ) (55 )
h h h
Tc
hr hr T
Kt
Q q q
41
h
hr
Q
= 1,16∙(2,246 + 1,44∙0,35)∙(55-5) = 189,1 кВт.
2.3. Подбор теплообменного и насосного оборудования
Расчет водоподогревателя
Расход сетевой воды на горячее водоснабжение, кг/ч, определяется по
формуле
31
max,2
3600
c
Q
G
h
hr
h
,
где с – теплоёмкость воды, равная 4,2 кДж/(кгС);
1
– температура сетевой воды на входе в водоподогреватель,
принимаемая равной 90 С (минимальная температура в подающей
магистрали);
3
50
С – температура сетевой воды на выходе из водоподогревателя,
[6, прил.1].
2 ,max
3600 189,1
4052 /
4,2 90 50
h
G кг час
Среднелогарифмическая разность температур между греющим и
нагреваемым теплоносителем, С, определяется по формуле
I мI
I
м
tt
t
n
t
t
,
где
I
t
и
мI
t
определяют как разность температур
2, 02, ,
( ) ( ).
ни c ни n ни
t иt
I
t
= (33.75) = 28,7 °С
42
мI
t
= 43.0737.07 = 6 °С
ни
t
28.7 6
14.6
28.7
ln
6
°С.
Задаваясь скоростью нагреваемой воды
0,1v
м/с, определяется
требуемая площадь живого сечения трубок подогревателя
тр
тр
f
, м
2
v
q
f
h
hr
тр
тр
3600
,
где
h
hr
q
– максимальный расход горячей воды для дома, подключенного к
водоподогревателю, м
3
/ч.
2,246
0,00206
3600 1
тр
тр
f
м
2
Выбираем подогреватель ОСТ 34-558-68.
Эквивалентный диаметр межтрубного пространства, м, можно
определить по формуле
ei
ei
э
zdD
zdD
d
22
,
где
i
D
и z – соответственно внутренний диаметр корпуса, м, и
количество пластин принимаемые по табл. 11.1;
016,0
e
d
м – наружный диаметр латунных трубок.
22
0,158 37*0,016
0,0207
0,158 37*0,016
e
э
d
м
Действительная скорость нагреваемой воды в пластинах, м/с,
определяется по формуле:
тр
h
hr
тр
f
q
v
3600
,
43
где
тр
f
– площадь живого сечения, м
2
.
2,246
0,97
3600*0,00103
тр
v
м/с
Скорость сетевой воды в межтрубном пространстве, м/с
мтр
h
мтр
f
G
v
6
max,2
106,3
,
где
мтр
f
– площадь межтрубного пространства подогревателя, м
2
.
6
4,05
0,45
3,6 10 0,0122
мтр
v
м/с
Коэффициент теплоотдачи от сетевой воды к стенкампластин, Вт/(м
2
С)
2,0
8,02
041,0211630
э
мтрmm
мтр
d
v
,
где
2
31
m
= 55 – средняя температура сетевой воды, С.
2 0,8
0,2
1630 21 55 0,041 55 0,45
0,0207
мтр
3051 Вт/(м
2
С)
Коэффициент теплоотдачи от стенок пластин к нагреваемой воде,
Вт/(м
2
С)
2,0
8,02
041,0211630
i
трmm
тр
d
vtt
,
44
где
2
сh
н
m
tt
t
– средняя температура нагреваемой воды, С;
014,0
i
d
м – внутренний размер пластин.
2 0,8
0,2
1630 21 30 0,041 30 0,97
5095
0,014
тр
Вт/(м
2
С)
Коэффициент теплопередачи подогревателя, Вт/(м
2
С), определяется
по формуле:
трмтр
k
11
1
,
где
001,0
м – толщина стенки;
10090
Вт/(мС) – коэффициент теплопроводности.
1
1 0,001 1
3051 100 5095
k
1872,5 Вт/(м
2
С)
Требуемая площадь поверхности нагрева подогревателя, м
2
m
h
hr
tk
Q
F
1000
,
1000 189,1
7,84
1872,5 14,6 0,8
F
м
2
Количество секций в подогревателе
сек
n
(с округлением до целого
числа) определяют по формуле:
45
сек
cек
F
F
n
,
7,84
4,8 5
1,6
cек
n
секции
Потери напора в межтрубном пространстве подогревателя, м, можно
определить по формуле
секмтрмтр
пvH
2
1,1
2
1,1*0,45 *5 0,88
мтр
H
м
Потери напора в трубках подогревателя, м:
- при расчетном водопотреблении
сек
трh
h
тр
пvH
2
53,0
,
19,97
3,5
1000 1000*0,0057
h
трh
тр
q
v
f
м/с
2
0,53*3,5 *5 28,6
h
тр
H
м
Подбор насосного оборудования
Для предотвращения остывания воды в системе ГВС
предусматривается подача циркуляционного расхода, циркуляционным
насосом, для создания необходимого Р устанавливаются повысительные
насосы Wilo.
Рабочий насос ГВС:
????
????
n
эт
= 12 – количество этажей в здании;
ΔН
св.из.
- потери давления на свободный излив (ΔН
св.из.
= 2,5 м.в.ст.);
ΔН
д/д
- потери давления в дроссельной диафрагме (ΔН
д/д
= 0,5 м.в.ст.);
Н
зд
– высота здания;