Теплогазоснабжение и вентиляция

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Пояснительная записка к курсовому проекту

"Теплогазоснабжение и вентиляция"

Разработал: Кириллов А.Л.

Руководитель: Жила В.А.

МОСКВА

2012



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:

	Среднее кол-во жителей, чел/га	Площадь района, га	Число жителей, чел.
Район 1-2 этажной застройки	50	26	1300
Район 3-4 этажной застройки	200	76	15200
Район 6-8 этажной застройки	350	48	16800



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:

	Число жителей, чел	Жилая площадь, м2	Удельный тепловой поток	Количество тепла на отопление, Вт
Район 1-2 этажной застройки	1300	23400	173,8	5083650
Район 3-4 этажной застройки	15200	273600	82,2	28112400
Район 6-8 этажной застройки	16800	302400	82,2	31071600

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:



	Число жителей	Жилая площадь, м2	Удельный тепловой поток, Вт/м2	Количество тепла на вентиляцию, Вт
Район 3-4 этажной застройки	15200	273600	82,2	2248992
Район 6-8 этажной застройки	16800	302400	82,2	2485728

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:

	Число жителей, чел	Количество тепла на горячее водоснабжение, Вт
Район 3-4 этажной застройки	15200	4878912
Район 6-8 этажной застройки	16800	5495437

Общие результаты расчета в таблице 5:

	Расход тепла, Вт
	на отопление	на вентиляцию	на горячее водоснабжение	Всего
Район 1-2 этажной застройки	5083650	0	0	5083650
Район 3-4 этажной застройки	28112400	2248992	4878912	35240304
Район 6-8 этажной застройки	31071600	2485728	5495437	39052765

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 = 50855114 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 проектиро- вания 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.

Расход воды	Диаметр труб d, мм	Длина участка, м	Скорость воды, м/с	Потери давления	Суммар-ные, кПа
				удельные, Па/м	на участке, Па
	т/ч	кг/с		по плану	с учетом kм
Основная магистраль
I	853	192	400	900	990	1,6	75	41851	41,9
II	456	104	300	1150	1265	1,82	116	58696	100,5
III	36	54	100	750	825	1,2	156	53196	153,7
Ответвления от магистрали
IV	420	51	250	400	440	1,4	171	85336	185,8
V	379	89	250	800	880	1,6	111	50061	91,9
VI	18	39	100	400	440	1,35	73	38775	80,7
		Невязка на ответвлении IV: 4,3 %
		Невязка на ответвлении V: 2,0 %
		Невязка на ответвлении VI: 1,6 %
Что соответствует допустимой невязке (не более 10 %)

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 = 10000 МДж/ч.год для квартир с газовыми проточными водонагревате- лями;

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 газифици- рованных 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.

	Кол-во жителей, чел.				Годовой расход газа, МДж/ч.год	Общее потребление газа, МДж/год
		x1	x2	x3	q1	q1	q3
1-2 эт. застройка	1300	0%	20%	80%	0	10000	4100	6864000
3-4 эт. застройка	15200	80%	20%	0%	6000	10000	0	103360000
6-8 эт. застройка	16800	100%	0%	0%	6000	0	0	100800000
						Итого: 211024000



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.

	Охват газоснабжением	Число жителей, чел	Охват населения предприятиями	Норма расхода газа, МДж	Потребление газа, МДж
Прачечные	0,65	33300	50%	8800	9523800
Бани	0,65	33300	60%	50	33766200
ПОП	0,65	33300	40%	6	19636344
Больницы	0,65	33300	100%	9200	2389608
Хлебозаводы	0,65	33300	100%	5450	30140121
				Итого:	95456073



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

Расход тепла на отопление определен выше

Q_О = 64267650 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 = 73031420 Вт.

Годовой расход тепла на отопление

Q_ОГОД = 24*4,19*Q_СРО*n/1,164*36000* 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 = 1663773 Вт.

Расход тепла на вентиляцию определен выше

Q_В = 4734720 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 = 7398000 Вт.

Годовой расход тепла на вентиляцию

Q_ВГОД = 16*4,19*Q_СРВ*n/1,164*36000* 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 = 112359 Вт.

Расход тепла на г.в. определен выше

Q_ГВ = 10374349 Вт.

Годовой расход тепла на г.в.

Q_ГВГОД = 24*350*4,19*Q_ГВ/1,164*36000* Q_Н*з,

где Q_Н = 37 МДж/м³ - низшая теплота сгорания газа,

з = 0,8 - КПД отопительной системы.

Получим Q_ГВГОД = 294379 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 = 33300 потребителей принимается c помощью интерполяции по табл. 3: K_max = 4,329 х 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 = 1,483х10^-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 = 3,559х10^-4.

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

Q_уд = Q_р /N.

Характер потребления газа	Годовые расходы газа по районам, м3/год	Коэффициент часового максимума
	1-2-х этажная застройка	3-4-х этажная застройка	6-8-х этажная застройка
Потребители низкого давления
Жилые дома	68640	103360	100800	0,00043
Мелкие предприятия	34320	5168	5040	0,00043
ПОП	20718	242247	267747	0,00050
Печи	80830	0	0	0,00036
Предприятия здравоохранения	2521	29480	32583	0,00015
ВСЕГО:	207029	380255	406170
Потребители высокого давления
Прачечные	10049	117492	129859	0,00034
Бани	35627	416562	460411	0,00037
Хлебозаводы	31801	371828	410968	0,00017
Отопление и вентиляция	69338	810707	896066	0,00043
Горячее водоснабжение	11492	134371	148515	0,00043
ВСЕГО:	158307	1850960	2045819



Характер потребления газа	Годовые расходы газа по районам, м3/ч
	1-2-х этажная застройка	3-4-х этажная застройка	6-8-х этажная застройка
Потребители низкого давления
Жилые дома	15,9	23,9	11,7
Мелкие предприятия	4	0,6	0,6
ПОП	2,4	28	31
Печи	9,4	0	0
Предприятия здравоохранения	0,3	3,4	3,8
ВСЕГО:	32	55,9	47,1
	Удельный максимальный часовой расход газа
	0,030	0,010	0,009
Потребители высокого давления
Прачечные	1,16	13,6	15
Бани	4,2	48,2	53,3
Хлебозаводы	3,7	43	47,6
Отопление и вентиляция	8,0	93,8	103,7
Горячее водоснабжение	1,3	15,5	17,2
(по расходу газа) ВСЕГО:	18,36	214,1	236,8

Размещено на Allbest.ru