Н.Д. ЧИЧИРОВА, А.А. ЧИЧИРОВ,

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Н.Д. ЧИЧИРОВА, А.А. ЧИЧИРОВ,

А.И. ЛЯПИН, А.Р. ИСКАНДАРОВА

Построение графика продолжительности тепловых нагрузок

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

К ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ

Казань 2012

УДК 697.3

ББК 31.38

П.63

Чичирова Н.Д., Чичиров А.А., Ляпин А.И., Искандарова А.Р.

П 63 Построение графика продолжительности тепловых нагрузок.Методические рекомендации: Сост.: Чичирова Н.Д., Ляпин А.И., Искандарова А.Р., Казань: Казан.гос.энерг.ун-т,2012. – 17 с.

В данном пособие изложены рекомендации по построению графика продолжительности тепловых нагрузок и дан пример расчета теплового потребления коммунально-бытовым сектором в г. Казань.

Издание предназначены для подготовки магистров по программе «Технология производства электрической и тепловой энергии» по направлению «Теплоэнергетика и теплотехника» для дисциплины «Специальные вопросы централизованного теплоснабжения»..

ПРЕДИСЛОВИЕ

Магистранты по программе «Технология производства электрической и тепловой энергии» по направлению «Теплоэнергетика и теплотехника» изучают дисциплину «Специальные вопросы централизованного теплоснабжения». По данной дисциплине согласно учебному плану студенты должны выполнить расчетную работу. Целями работы являются:

- закрепление и расширение знаний по дисциплине;

- усвоение метода построения графика продолжительности тепловых нагрузок и расчета теплового потребления;

- использование справочных и нормативных материалов периодической

и учебной литературы.

РАЗДЕЛ 1.

ГРАФИКИ ТЕПЛОВОГО ПОТРЕБЛЕНИЯ

В системах централизованного теплоснабжения по тепловым сетям подается теплота различным тепловым потребителям. Несмотря на значительное разнообразие тепловой нагрузки, ее можно разбить на две группы по характеру протекания во времени: 1) сезонная; 2) круглогодовая.

Изменения сезонной нагрузки зависят главным образом от климатических условий. Основную роль играет температура наружного воздуха. К сезонной нагрузке относятся отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Основная задача отопления заключается в поддержании внутренней температуры помещений на заданном уровне. Сезонная нагрузка имеет сравнительно постоянный суточный график и переменный годовой график нагрузки.

К круглогодовой нагрузке относятся технологическая нагрузка и горячее водоснабжение. Годовые графики технологической нагрузки и нагрузки горячего водоснабжения также в определенной мере зависят от времени года. Параметры и расходы теплоты для технологических нужд зависят от характера технологического процесса, типа производственного оборудования, общей организации работ. Годовой расход теплоты на технологические нужды определяется на основе годового графика теплового потребления [1].

Графики теплового потребления часовые, годовые по продолжительности тепловой нагрузки, годовые по месяцам необходимы для решения ряда вопросов централизованного теплоснабжения: определения расходов топлива, выбора оборудования источников теплоты, выбора режима загрузки и графика ремонта этого оборудования, выбора параметров теплоносителя, а так же для технико-экономических расчетов при проектировании и эксплуатации системы теплоснабжения [2].

Для установления экономического режима работы теплофикационного оборудования, выбора параметров теплоносителя, а также для других плановых и технико-экономических исследований необходимо знать длительность работы системы теплоснабжения при различных режимах в течение года. Для этой цели строятся графики продолжительности тепловой нагрузки (графики Россандера) [1].

Исходные данные

Построить годовой график продолжительности отопительной нагрузки города Казань для 25 жилых и административных крупноблочных зданий из сборного железобетона с наружным объемом каждого V=20000м³_., расчетной температурой воздуха внутри помещения = +18°С, расчетная температура наружного воздуха для отопления = -32°С (установлена СНиП для различных климатических районов).

Параметрами наружной среды, учитываемыми в расчете теплотехнических показателей здания и тепловой нагрузки на систему отопления, являются: температура наружного воздуха, скорость ветра, зона влажности в районе строительства, интенсивность солнечной радиации. Одни значения параметров климата описывают наиболее холодный расчетный период, другие - средние уровни в пределах отопительного периода. Значения климатических параметров холодного периода года принимаются по табл. 1 СНиП 23-01-99*[3], где в алфавитном порядке расположены наименования областных и краевых центров, а названия остальных пунктов даны внутри области или края. Самые холодные метеоусловия в пределах отопительного периода описываются расчетными значениями климатических параметров, которые не являются абсолютными экстремумами для района строительства. За расчетную температуру наружного воздуха для отопления ,°С, принимается не самая низкая средняя температура наиболее холодной пятидневки, а ее значение с обеспеченностью 0,92 [4]. Следовательно, для каждого региона выбирается соответствующая ему расчетная температура наружного воздуха согласно СНиП 23-01-99*.

РАЗДЕЛ 2.

Рис4. Район города

Расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления = -32°С. Плотность населения Р = 200 челГа. Общая площадь жилого здания на одного жителя f_общ= 22 м²чел. Средняя за отопительный период норма расхода горячей воды на одного жителя в сутки а = 105 лсутки. Значение расхода горячей воды принимается по приложению 2 в зависимости от типа здания.

Решение. Расчет тепловых потоков сводим в табл.2. Количество жителей в кварталах m, определяем по формуле:

m=P·F_кв

Для квартала №1 количество жителей составит:

m=200·10=2000 чел

Для квартала №2 количество жителей составит:

m=200·15=3000 чел.

Общую площадь жилых зданий кварталов А определяем по формуле

А=f_общ·m

Для квартала №1:

А=22·2000=44000 м²

Для квартала №2:

А=22·3000=66000 м².

Приняв (приложение 3) для зданий постройки до 1985г величину удельного показателя теплового потока на отопление жилых зданий при = -32°С q_о = 90 Вт/м², находим расчетные тепловые потоки на отопление жилых и общественных зданий кварталов:

где K₁- коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий; К₁ следует принимать равным 0.25.

Для квартала №1 при K₁= 0,25 получим расчетный расход тепла на отопление жилых и общественных зданий:

= 90·44000·(1+0,25) = 4950000 Вт = 4,95 МВт

Для квартала №2 при K₁= 0,25 получим расчетный расход тепла на отопление жилых и общественных зданий:

= 90·66000·(1+0,25) = 7425000 Вт = 7,425 МВт.

Максимальные тепловые потоки на вентиляцию общественных зданий кварталов определяем по формуле:

где К₂- коэффициент, учитывающий тепловой поток на вентиляцию общественных зданий; при отсутствии данных К₂следует принимать равным: для общественных зданий, построенных до 1985 г К₂=0,4; после 1985 г. К₂=0,6.

Для квартала №1 при K₁= 0,25, К₂=0,4 получим расчетный расход тепла на вентиляцию общественных зданий:

=0,25·0,4· 90·44000 = 396000 Вт = 0,396 МВт

Для квартала №2 при K₁= 0,25, К₂=0,4 получим расчетный расход тепла на вентиляцию общественных зданий:

=0,25·0,4· 90·66000 = 594000 Вт = 0,594 МВт.

По приложению 4 учебного пособия укрупненный показатель теплового потока на горячее водоснабжение q_h c учетом общественных зданий при норме на одного жителя a= 105 лсутки составит 376 Вт.

Среднечасовые тепловые потоки на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий кварталов определяем по формуле:

Для квартала №1 эта величина составит:

376·2000 = 752000 Вт = 0,752 МВт

Для квартала №2 эта величина составит:

376·3000 = 1128000 Вт = 1,128 МВт

Суммарный тепловой поток по кварталам, Q_S, определяем суммированием расчётных тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение:

Для квартала №1 суммарный тепловой поток составит:

4,95 + 0,396 + 0,752 = 6,098 МВт

Для квартала №2 суммарный тепловой поток составит:

7,425 + 0,594 + 1,128 = 9,147 МВт.

Таблица 2

№ квартала	F_кв, га	P,чел/га	m,чел	А, м²	Тепловой поток, МВт


					4,95 7,425	0,396 0,594	0,752 1,128	6,098 9,147
					å12,38	å0,99	å1,88	å15,23

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Число часов за отопительный период со среднесуточной температурой наружного воздуха, равной и ниже данной (для ориентировочных расчетов)

Город	Температура наружного воздуха, °С
Ниже - 45	-40	-35	-30	-25	-20	- 15	- 10	-5		+ 8
Архангельск	—
Астрахань	—	—	—
Баку	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
Брянск	—	—	—
Вильнюс	—	—	—	—
Воронеж	—	—	—
Волгоград	—	—	—
Екатеринбург	—
Златоуст	—	—
Иваново	—	—
Казань	—	—
Киев	—	—	—
Киров	—	—
Кишинев	—	—	—	—	—
Курск	—	—	—
Луганск	—	—	—
Львов	—	—	—	—
Магнитогорск	—
Махачкала	—	—	—	—	—
Минск	—	—	—
Москва	—	—
Мурманск	—	—	—
Нижний Новгород	—	—
Нижний Тагил	—
Новороссийск	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
Одесса	—	—	—	—	—
Оренбург	—	—
Орск	—	—
Пенза	—	—
Пермь	—
Петрозаводск	—	—	—
Рига	—	—	—	—
Ростов-на-Дону	—	—	—	—
Рязань	—	—
Самара	—	—

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Нормы расхода воды потребителями

Водопотребители	Измеритель	Норма расхода воды	Расход воды прибором л/с (л/ч) горячей
в средние сутки горячей	в сутки наибольшего водопотребления горячей	в час наибольшего водопотребления горячей

1. Жилые дома квартирного типа:
- с ваннами длиной от 1500 до 1700 мм, оборудованными душами;	1 житель				0,2(200)
- высотой св. 12 этажей и повышенными требованиями к их благоустройству	1 житель			10,9	0,2(200)
2. Общежития:
- с общими душевыми	то же			6,3	0,14(60)
-с душами при всех жилых комнатах	то же			8,2	0,14(60)
- с общими кухнями и блоками душевых на этажах	то же			7,5	0,14(60)
3. Гостиницы, пансионаты и мотели с общими ваннами и душами	то же			8,2	0,2(200)
4. Гостиницы и пансионаты с душами во всех отдельных номерах	то же				0,14(80)
Гостиницы с ваннами в отдельных номерах, % от общего числа номеров:
до 25	то же			10,4	0,2(180)
до 75	то же				0,2(190)
до 100	то же				0,2(200)

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Укрупненные показатели максимального теплового потока на отопление жилых зданий на 1 м² общей площади q _o, Вт

Этажность жилой застройки	Характеристика зданий	расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления t_o, ^oC
-5	-10	-15	-20	-25	-30	-35	-40	-45	-50	-55
Для постройки до 1985 г.
1 - 2	Без учета внедрения энергосберегающих мероприятий
3 - 4
5 и более
1 - 2	С учетом внедрения энергосберегающих мероприятий
3 - 4
5 и более
Для постройки после 1985 г.
1 - 2	По новым типовым проектам
3 - 4
5 и более

Примечание:

1. Энергосберегающие мероприятия обеспечиваются проведением работ по утеплению зданий при капитальных и текущих ремонтах,

направленных на снижение тепловых потерь.

2. Укрупненные показатели зданий по новым типовым проектам приведены с учетом внедрения прогрессивных архитектурно-планировочных решений и применение строительных конструкций с улучшенными теплофизическими свойствами, обеспечивающими снижение тепловых потерь.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Укрупненные показатели среднего теплового потока на горячее водоснабжение q _h

Средняя за отопительный период норма расхода воды при температуре 55^оС на горячее водоснабжение в сутки на 1 чел., проживающего в здании с горячим водоснабжением, л	на одного человека, Вт, проживающего в здании
с горячим водоснабжением	с горячим водоснабжением с учетом потребления в общественных зданиях	без горячего водоснабжения с учетом потребления в общественных зданиях

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебник для вузов.-7-е изд., стереот. – М.: Издательство МЭИ, 2001.

2. Тихомиров А. К. Теплоснабжение района города : учеб. пособие /

А. К.Тихомиров. – Хабаровск : Изд-во Тихоокеан. гос. ун-та,2006.

3. СНиП 23-01-99 Строительная климатология/Госстрой России.- М.: 2000.

4.http://files.stroyinf.ru/Data1/50/50453/

5. Сафонов А.П. Сборник задач по теплофикации и тепловым сетям: Учеб.пособие для вузов.-3-е изд., перераб.-М.: Энергоатомиздат, 1985.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие……………………………………………..................................
Раздел 1. Графики теплового потребления……………………………........
1.1 Исходные данные……………………………………………......
1.2. Построение графика продолжительности тепловой нагрузки
1.3. Построение интегрального графика отопительной нагрузки
Раздел 2. Расчет системы теплоснабжения………………………………...
Приложение……………………………………………………………………
Список литературы………………………………………………………….

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Н.Д. ЧИЧИРОВА, А.А. ЧИЧИРОВ,