Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Снабжение теплом жилых, общественных и промышленных зданий (сооружений) для обеспечения коммунально-бытовых (отопление, вентиляция, горячее водоснабжение) и технологических нужд потребителя, является важной задачей в наше время. Различают местное и централизованное теплоснабжение. Система местного теплоснабжения обслуживает одно или несколько зданий, система централизованного - жилой или промышленный район. Основные преимущества централизованной системы теплоснабжения перед местным теплоснабжением - значительное снижение расхода топлива и эксплуатационных затрат (например, за счет автоматизации котельных установок и повышения их КПД); возможность использования низкосортного топлива; уменьшение степени загрязнения воздушного бассейна и улучшение санитарного состояния населенных мест. Важно использовать современные теплоизолирующие материалы, так как их применение позволяет значительно снизить бесполезные потери теплоты, а, следовательно, содействует задаче энергосбережения. Расчет в данной курсовой производится по удельным показаниям, так как отсутствуют проектные нагрузки, вследствие чего расчет не является достаточно точным. Кроме того расчет производится по укрупненным показателям, так как необходимо было учесть бесполезные потери теплоты, при ее доставке потребителю.

1. Климатическая характеристика района строительства

отопление вентиляция энергия водоснабжение

1.1 Район строительства город Ханты-Мансийск, Тюменская область ХМАО-Югра.

1.2 Расчетные параметры наружного воздуха

Таблица 1.1 - Расчетные параметры наружного воздуха [1, табл.1*]

Температура воздуха наиболее холодной пятидневки, єС обеспеченностью 0,92 text	Период со среднесуточной температурой 8 С	Максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, м/с
	Продолжительность, сут. zht	Средняя температура воздуха, С tht
-45	250	-8,8	6,9

1.3 Зона влажности территории Российской Федерации 2-«нормальная» [2, прил. В]

1.4 Влажностный режим помещений зданий: «нормальный» [2, табл.1].

Таблица 1.2 - Оптимальные и допустимые нормы температуры и относительной влажности [3 табл. 1]

Период года	Наименование помещения	Температура воздуха, tint , °С	Относительная влажность, цint , %
Холодный	Жилая комната в районах с температурой наиболее холодной пятидневки (обеспеченностью 0,92) минус 31 °С и ниже	оптимальная	допустимая	оптимальная	допустимая, не более
		21-23	20-24	45-30	60

Расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания tint = 21°С.

Обоснование: Параметры воздуха внутри жилых и общественных зданий из условия комфортности следует определять согласно таблице 1 - для холодного периода года, и таблице 2 - для теплого периода года [4].

Параметры воздуха внутри зданий производственного назначения следует принимать согласно ГОСТ 12.1.005 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений.

Расчетная температура воздуха внутри жилых и общественных зданий tint ,°С, для холодного периода года должна быть не ниже минимальных значений оптимальных температур, приведенных в таблице 1 [3] согласно ГОСТ 30494.

Расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, tint ,°С, принимаемая для расчета ограждающих конструкций группы зданий по поз.1 таблицы 4 [2] по минимальным значениям оптимальной температуры соответствующих зданий по ГОСТ 30494 (в интервале 20-22 °С), для группы зданий по поз.2 таблицы 4 - согласно классификации помещений и минимальных значений оптимальной температуры по ГОСТ 30494 (в интервале 16-21 °С), зданий по поз.3 таблицы 4 - по нормам проектирования соответствующих зданий.

2. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций по нормативным показателям

Теплотехнический расчет ограждающих конструкций по нормативным показателям заключается в определении коэффициента теплопередачи ограждающих конструкций (по минимальному Rreg.), при котором температура на внутренней поверхности ограждения будет выше температуры точки росы внутреннего воздуха и будет удовлетворять теплотехническим требованиям Ro Rreg.

Расчет выполняется в соответствии со СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» и СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий».

Теплотехническому расчету подлежат: наружные стены, чердачные перекрытия и бесчердачные покрытия, перекрытия над неотапливаемыми подвалами, окна.

2.1 Наружная стена

2.1.1 Градусо-сутки отопительного периода Dd ,С•сут. [2, формула 2]

Dd = (tint - tht) • zht ,°С·сут (1)

Dd = (21 - (-8,8)) • 250=7450 °С·сут

где: Dd - градусо-сутки отопительного периода, °С·сут, для конкретного пункта;

tint - расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, °С, принимаемая для расчета ограждающих конструкций группы зданий по табл. 1 [4] по минимальным значениям оптимальной температуры соответствующих зданий по ГОСТ 30494 (в интервале 20…22 °С).

tht, zht - средняя температура наружного воздуха, °С и продолжительность, сут, отопительного периода, принимаемые по СНиП 23-01-99* для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 10 °С - при проектировании лечебно-профилактических, детских учреждений и домов-интернатов для престарелых, и не более 8 °С - в остальных случаях.

2.1.2 Нормируемое значение сопротивления теплопередаче Rreg, (м2•С)/Вт, ограждающей конструкции [2, п. 5.3, табл.4, формула 1]

Rreg = a•Dd + b, (м2•С)/Вт (2)

Rreg = 0.00035•7450+ 1,4=4,01 (м2•С)/Вт

где: a, b - коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы для соответствующих групп зданий и соответствующих видов конструкций для группы зданий в поз.1, где для интервала для интервала 6000-8000 °С·сут: a = 0,00035 b = 1,4.

2.1.3 Коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции k, Вт/(м2•С)

k = 1/ Rreg, Вт/(м2•С) (3)

k = 1/ 4,01=0,25 Вт/(м2•С)

2.2 Перекрытие над неотапливаемым подвалом

2.2.1 Нормируемое значение сопротивления теплопередаче Rreg, (м2•С)/Вт, ограждающей конструкции [2, п. 5.3, табл.4, формула 1]

Rreg = a•Dd + b, (м2•С)/Вт (4)

Rreg = 0.00045•7450+ 1.9=5,25 (м2•С)/Вт

где: a, b - коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы для соответствующих групп зданий и соответствующих видов конструкций за исключением графы 6 для группы зданий в поз.1, где для интервала 6000-8000 °С·сут: a = 0,00045 b = 1,9.

2.2.2 Коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции k, Вт/(м2•С)

k = 1/ Rreg, Вт/(м2•С) (5)

k = 1/ 5,25=0,19 Вт/(м2•С)

2.3 Бесчердачное покрытие (чердачное перекрытие)

2.3.1 Нормируемое значение сопротивления теплопередаче Rreg, (м2•С)/Вт, ограждающей конструкции [2, п. 5.3, табл.4, формула 1]

Rreg = a•Dd + b, (м2•С)/Вт (6)

Rreg = 0.00045•7450+ 1,9=5,25 (м2•С)/Вт

где: a, b - коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы для соответствующих групп зданий и соответствующих видов конструкций группы зданий в поз.1, где для интервала 6000-8000 °С·сут: a = 0,00045 b = 1,9.

2.3.2 Коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции k, Вт/(м2•С)

k = 1/ Rreg, Вт/(м2•С) (7)

k = 1/ 5,25=0,19 Вт/(м2•С)

2.4 Оконный блок

2.4.1 К заполнениям световых проемов относят окна, балконные двери, фонари, витрины и витражи.

2.4.2 Нормируемое значение сопротивления теплопередаче заполнений световых проемов Rreg, (м2•С)/Вт [2, табл.4]

Rreg = a•Dd + b (8)

Rreg = 0,000075•7450+ 0,15=0,71

2.4.3 Приведенное сопротивление теплопередаче заполнений световых проемов (м2•С/Вт) принимается по сертификатным данным производителя, либо экспериментально по ГОСТ 26602.1

Примечание: в курсовой работе приведенное сопротивление теплопередаче заполнений световых проемов (м2•С/Вт) принять в соответствии [4, табл. 5]

2.4.4 Заполнение светового проема: однокамерный стеклопакет в одинарном переплете с приведенным сопротивлением теплопередаче

= 0,7(м2С)/Вт; Rreg = .

где: - сопротивление теплопередаче заполнения светового проема(м2•С)/Вт.

2.4.5 Коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции k, Вт/(м2•С)

k = 1/ (9)

k = 1/0,7=1,43 Вт/(м2•С)

2.5 Теплотехнические характеристики ограждающих конструкций по нормативным показателям

Таблица 2.1

№	Наименование ограждающих конструкций	Условная толщина, д, м	Rreg , (м2 ·С)/Bт	k , Вт/(м2•С)
1	Наружная стена	0,4	4,01	0,25
2	Бесчердачное покрытие	0,55	5,25	0,19
3	Перекрытие над неотапливаемым подвалом	0,5	5,25	0,19
4	Оконный блок	3м2 (условная площадь)	0,7	1,43

3. Определение тепловой нагрузки на отопление

В практике энергетиков часто возникает необходимость выявлять ориентировочную тепловую мощность системы отопления проектируемых зданий и сооружений, чтобы определить тепловую мощность источника теплоты при централизованном теплоснабжении, заказать основное оборудование и материалы, определить годовой расход топлива, рассчитать стоимость системы теплоснабжения, генератора теплоты, и для решения других народно-хозяйственных задач.

3.1 Оценка теплотехнических показателей

Для оценки теплотехнических показателей принятого конструктивно-планировочного решения расчет потерь теплоты ограждения здания сводится к определению удельной тепловой характеристики здания, qуд, Вт/(м2•С),численно равно теплопотерям 1м3 здания в Вт, при разности температур внутреннего и наружного воздуха (tint - text), оС.

3.2 Метод I определение теплопотерь через ограждающие конструкции (объемным показателям)

Ориентировочное значение теплопотерь через ограждающие конструкции здания определяют при оценке нагрузок тепловых сетей и станций по формуле

Q0=a · qуд ·Vн · (tint - text) (10)

где: Q0 - ориентировочное значение теплопотерь через ограждающую конструкцию здания, Вт;

a - коэффициент учета района строительства здания определенный по формуле [ 3.2 ]:

a = 0,54 + 22 / tint - text (11)

где: qуд - удельная тепловая характеристика здания, Вт/(м2•С), соответствующая расчетной разности температур для основных помещений;

tint - text = 21 - (-45 ) = 66 оС; может быть найдена по формуле или принимается по приложению [ 7 ];

(tint - text) - расчетная разность температур внутреннего воздуха для основных помещений и наружного воздуха соответсветственно;

Vн - объем отапливаемой части здания по внешнему обмеру, м3, (высоту отсчитывают от уровня земли).

Если принять, что теплопотери на инфильтрацию приблизительно компенсируются тепловыми и технологическими теплопопоступлениями, а так же исходить из предельно допустимых дополнительных потерь в системе отопления, то установленная мощность системы отопления по укрупненным показателям может быть принята равной:

Q0 = 1,07 · a · qуд· Vн (tint - text) (12)

где: 1,07 - поправочный коэффициент учитывающий доплнительные потери в системе отопления:

3.2.1 Вычисление по формуле (11):

a = 0,54+22/66=0,87

3.2.2 Вычисление объема отапливаемой части по внешнему обмеру

Определение площади основания жилых зданий

S9=897 м2

S5=897 м2

S12=299 м2

Определение высоты жилых зданий

Н9=28,55 м

Н5=16,55 м

Н12=37,55 м

Определение объема отапливаемой части жилых зданий по внешнему обмеру:

VН=Н1·S1 (13)

VН9=897·28,55=25564,5 м3

VН5= 897·16,55=14800,5м3

VН12= 299·37,55=11227,5м3

Таблица 3.1 - результаты расчетов по первому методу

	Площадь этажа, м2	Высота здания м	Объем, м3	tint, оС	text, оС	a	qуд,Вт/ (м2·оС)	Q0,Вт
Жилое здание 9этажей	897	28,55	25564,5	21	-45	0,87	0,43	675387
Жилое здание 5этажей	897	16,55	14800,5	21	-45	0,87	0,47	427386
Жилое здание 12 этажей	299	37,55	11227,5	21	-45	0,87	0,49	338007
Административные здания			15000	18	-45	0,89	0,407	366268
Кинотеатры			5000	14	-45	0,91	0,372	106853
Театры			5000	15	-45	0,9	0,337	97359
Детские сады			5000	20	-45	0,87	0,442	133723
Школы			5000	16	-45	0,88	0,407	116885
Поликлиники			15000	20	-45	0,87	0,372	337637
Больницы			15000	20	-45	0,87	0,372	337637
Гостиницы			15000	18	-45	0,89	0,407	366268

3.3 Метод II определение удельной тепловой характеристики (по площади с учетом доли остекления)

Удельная тепловая характеристика здания, qуд, Вт/ (м2·0С), может быть ориентировочно найдена по формуле:

, Вт/ (м2·0С) (14)

где: d - доля остекления стен здания;

A - площадь наружных стен здания, м2;

S - площадь здания вплане, м2;

Vн - объем отапливаемой части здания по внешнему обмеру, м3

Таблица 3.2 Результаты расчетов по второму методу

Кол-во этажей жилого здания,шт	Кол-во подъез- дов, шт	Кол-во окон, шт	Площадь окон, м2	Площадь здания в плане, м2	Площадь наружных стен, м2	Доля остекления	Объем здания, м3
9	3	321	963	897	6036	0,16	25564,5
5	3	177	531	897	3499	0,16	14800,5
12	1	143	429	299	2646	0,16	11227,5

qуд5=1,16·((1+2·0,16)·6036+897)/25564,5=0,4 Вт/ (м2·0С)

qуд9=1,16·((1+2·0,16)·3499+897)/14800,5=0,43Вт/ (м2·0С)

qуд12=1,16·((1+2·0,16)·2646+299)/11227,5=0,39Вт/ (м2·0С)

3.4 Метод III определение удельной тепловой характеристики ( метод Ермолаева )

Удельная тепловая характеристика здания любого назначения, более точно может быть определена по формуле предложенной Н.С. Ермолаевы

(15)

где: P,S,H - периметр, площадь, высота здания

Кн,с, Кок, Кnm, Кпл - коэффициенты теплопередачи наружных стен, окон, перекрытий, Вт/ (м2·0С)

Таблица 3.3 - Результаты расчета по методу Ермолаева

Кол-во этажей жилого здания	Р, м	S, м2	Н, м	Кн,с, Вт/ (м2·0С)	Кок, Вт/ (м2·0С)	Кnm, Вт/ (м2·0С)	Кпл, Вт/ (м2·0С)
9	191,9	897	28,55	0,24	1,43	0,162	0,183
5	191,9	897	16,55	0,24	1,43	0,162	0,183
12	70,48	299	37,55	0,24	1,43	0,162	0,183

qуд5=1,08·(191,9/897·(0,24+0,16(1,43-0,24))+(0,9·0,162+0,6·0,183)/16,55)=

=0,12 Вт/ (м2·0С)

qуд9=1,08·(191,9/897·(0,24+0,16(1,43-0,24))+(0,9·0,162+0,6·0,183)/28,55)=

=0,11Вт/ (м2·0С)

qуд12=1,08·(70,48/299·(0,24+0,16(1,43-0,24))+(0,9·0,162+0,6·0,183)/37,55)=

=0,116 Вт/ (м2·0С)

3.5 Сравнение удельной тепловой характеристики различных методов

Таблица 3.4 - Сравнение удельной тепловой характеристики

Количество этажей жилого здания, шт	qуд, Вт/ (м2·0С)
	I метод (по объемным показателям)	II метод (по площади с учетом доли остекления)	III метод (Ермолаева)
9	0,43	0,43	0,12
5	0,47	0,4	0,12
12	0,49	0,39	0,116

Вывод: наиболее точным является метод Ермолаева, так как он использует коэффициенты теплопередачи наружных стен, окон, перекрытий. Как видно из таблицы 3.4, удельная тепловая характеристика по методу Ермолаева значительно меньше, чем полученная в I и II методе. Что показывает важность использования современных теплоизолирующих материалов, их использование позволяет значительно снизить бесполезные потери теплоты.

3.6 Потребное количество тепла на отопление за рассматриваемый период

При укрупненных расчетах потребное количество теплоты определяется по формуле

(16)

где: tht - средняя температура наружного воздуха за рассматриваемый период для данной местности, оС;

zht - продолжительность работы систем отопления за рассматриваемый период в сутках;

tint - усредненная расчетная температура воздуха внутри отапливаемых помещений;

text - расчетная температура наружного воздуха для отопления конкретного помещения;

Qo - потребное количество тепла на отопление здания с учетом всех потерь теплоты;

3,6 - коэффициент перевода Вт в кДж/ч.

Таблица 3.5 - Результаты расчетов по формуле (16)

Тип здания	tint - text, оС	tint - tht, оС	zht	Qo, Вт	Qom, ГДж
Жилое здание 9 этажей	65	28,8	250	675387	6463,765
Жилое здание 5 этажей	65	28,8	250	427386	4090,281
Жилое здание 12 этажей	65	28,8	250	338007	3234,883
Административные здания	63	26,8	250	366268	3365,48
Кинотеатры	59	22,8	250	106853	891,914
Театры	60	23,8	250	97359	834,171
Детские сады	65	28,8	250	133723	1279,791
Школы	61	24,8	250	116885	1026,442
Поликлиники	65	28,8	250	337637	3231,342
Больницы	65	28,8	250	337637	3231,342
Гостиницы	63	26,8	250	366268	3365,48

Таблица 3.6 - Общее количество теплоты за период

Тип здания	Qom, ГДж	Количество зданий, шт	Qom полное, ГДж
Жилое здание 9 этажей	6463,765	17	109884,01
Жилое здание 5 этажей	4090,281	14	57263,9
Жилое здание 12 этажей	3234,883	7	22644,181
Административные здания	3365,48	3	10096,439
Кинотеатры	891,914	2	1783,829
Театры	834,171	1	834,171
Детские сады	1279,791	4	5119,163
Школы	1026,442	5	5132,209
Поликлиники	3231,342	2	6462,683
Больницы	3231,342	1	3231,341
Гостиницы	3365,48	1	3365,479

Полное количество теплоты необходимое для отопления района находится как сумма необходимого количества теплоты для каждой группы зданий:

(17)

4. Определение тепловой нагрузки на вентиляцию

Расход тепловой энергии на вентиляцию жилых, общественных и производственных зданий следует принимать в соответствии с индивидуальным проектом здания или сооружения.

При отсутствии проектов расход тепловой энергии на вентиляцию зданий может быть определен следующим образом :

При укрупненных расчетах потребное количество теплоты определяется по формуле:

(18)

где: qуд - удельная тепловая характеристика здания, Вт/ (м2·0С), соответствующая расчетной разности температур для основных зданий;

Vn - объем отапливаемой части здания по внешнему обмеру, м3;

tint - усредненная расчетная температура воздуха внутри отапливаемых помещений;

tht - средняя температура наружного воздуха за рассматриваемый период для данной местности оС

n - количество часов работы вентиляции в сутки;

Zв - количество дней работы вентиляции в году.

Таблица 4.1 Потребное количество теплоты на вентиляцию на одно здание

Тип здания	Vn, м3	qуд, Вт/ (м2·0С)	tint - tht, оС	n	Zв	Qв, ГДж
Жилое здание 9 этажей	-	-	-	-	-	-
Жилое здание 5 этажей	-	-	-	-	-	-
Жилое здание 12 этажей	-	-	-	-	-	-
Административные здания	15000	0,407	26,8	12	365	2579,87
Кинотеатры	5000	0,372	22,8	16	365	891,59
Театры	5000	0,337	23,8	5	303	218,72
Детские сады	5000	0,442	28,8	16	365	1338,14
Школы	5000	0,407	24,8	12	303	660,61
Поликлиники	15000	0,372	28,8	12	365	2533,98
Больницы	15000	0,372	28,8	24	365	5067,96
Гостиницы	15000	0,407	26,8	24	365	5159,73

Таблица 4.2 - Потребное количество теплоты на вентиляцию на все здания

Тип здания	Qв, ГДж	Количество зданий, шт	Qв полное, ГДж
Жилое здание 9 этажей	-	-	-
Жилое здание 5 этажей	-	-	-
Жилое здание 12 этажей	-	-	-
Административные здания	2579,87	3	7739,597
Кинотеатры	891,59	2	1783,172
Театры	218,72	1	218,7218
Детские сады	1338,14	4	5352,542
Школы	660,61	5	3303,03
Поликлиники	2533,98	2	5067,961
Больницы	5067,96	1	5067,961
Гостиницы	5159,73	1	5159,731

Полное количество теплоты необходимого на вентиляцию района находится как сумма необходимого количества теплоты для каждой группы зданий:

(19)

5. Определение тепловой нагрузки на гвс

Расход тепловой энергии на горячее водоснабжение жилых, общественных и производственных зданий следует принимать в соответствии с индивидуаль- ным проектом здания или сооружения.

При отсутствии проектов расход тепловой энергии на горячее водоснабжение зданий может быть определено следующим образом:

5.1 Средний расход тепловой энергии на горячее водоснабжение потребителя определяют по формулам 20 и 21:

(20)

(21)

где: Qгвз, Qгвл - средний расход тепла на непосредственно горячее водоснабжение потребителя без учета тепловых потерь, соответственно в зимний и летний период, Вт;

а - норма расхода воды на горячее водоснабжение, л/сут·чел, утвержденая местными органами власти или управления. При отсутствии утвержденных порм принимается по приложению [10] в соответствии со СНиП 2.04.01-85;

m - количество единиц измерения, отнесенное к суткам (число жителей, учащихся в учебных заведениях, мест в больницах)[прил. В]

tхз, tхл - усредненная температура холодной (водопроводной) воды соответственно зимой и летом, оС. Принимают в отопительный период tхз=5оС, в летний период tхл=15оС;

с - удельная теплоемкость воды, в расчетах принимаем равной 4,187 кДж/(кг·оС)

0,28 - коэффициент перевода размерностей физических величин.

Примечание: количество жителей жилых домов находим исходя из расчета n+1человек на n-комнатную квартиру,для остальных зданий находим по приложению Б исходя из объема данного нам здания и полученных опытным путем результатов для зданий другого объема, но того же типа.

m - находим по формуле:

m=V/в (22)

где: m - количество единиц измерения, отнесенное к суткам;

V - объем здания по внешнему обмеру, м3;

в- полученный опытным путем полученный по приложению

Таблица 5.1 - средний расход тепла на горячее водоснабжение в летний период для различных типов зданий

Тип здания	а, л/сут·чел	m, ед.	Qсргвз,Вт	Qсргвл,Вт
Жилое здание 9 этажей	120	297	87047,73	69638,18
Жилое здание 5 этажей	120	165	48359,85	38687,88
Жилое здание 12 этажей	120	132	38687,88	30950,3
Административные здания	7	132	2256,79	1805,43
Кинотеатры	5	600	7327,25	5861,8
Театры	5	750	9159,06	7327,25
Детские сады	30	139	10184,87	8147,90
Школы	8	100	1953,93	1813,28
Поликлиники	6	972	14244,17	11395,33
Больницы	180	224	98478,24	78782,59
Гостиницы	200	225	109908,75	87927,00

Потребное количество теплоты на нужды горячего водоснабжения за определенный период, определяют по формуле:

 (23)

где: nз, nл - количество часов работы системы горячего водоснабжения в сутки соответственно в зимний и летний периоды, ч.

zз, zл - продолжительность работы системы горячего водоснабжения

соответственно в зимний и летний периоды, сут.

Рассчитанные значения потребного количества теплоты на нужды горячего водоснабжения за определенный период приведены в таблице 5.2.

Таблица 5.2 - Рассчитанные значения потребного количества теплоты на нужды горячего водоснабжения для различных типов зданий

Тип здания	Qсргвз,Вт	nз,ч	zз, сут	Qсргвл,Вт	nл,ч	zл, сут	Qгв,гДж
Жилое здание 9 этажей	87047,73	24	250	69638,18	24	85	2391,65
Жилое здание 5 этажей	48359,85	24	250	38687,88	24	85	1328,70
Жилое здание 12 этажей	38687,88	24	250	30950,3	24	85	1062,96
Административные здания	2256,79	12	250	1805,43	12	85	31,00
Кинотеатры	7327,25	16	250	5861,8	16	85	134,21
Театры	9159,06	5	250	7327,25	5	25	44,51
Детские сады	10184,87	16	250	8147,90	16	85	186,55
Школы	1953,93	12	250	1813,28	12	25	23,06
Поликлиники	14244,17	12	250	11395,33	12	85	195,68
Больницы	98478,24	24	250	78782,59	24	85	2705,71
Гостиницы	109908,75	24	250	87927,00	24	85	3019,76

Примечание: количество суток горячего водоснабжения летом для жилых зданий, административных зданий, кинотеатров, детских садов, поликлиник, больниц и гостиниц определяются по формуле:

Zл=365-Zht-30

где: Zht - продолжительность отопительного сезона в сутках;

30 - количество суток отведенных на ремонт теплотрассы.

Для школ и театров количество суток горячего водоснабжения летом определяется по формуле:

Zл=365-Zht-30-60

где: Zht - продолжительность отопительного сезона в сутках;

30 - количество суток отведенных на ремонт теплотрассы.

60 - летние каникулы (гастроли).

Определение нагрузки на источник ГВС.

Таблица 5.3 - Рассчитанные значения тепловой нагрузки на источник горячего водоснабжения

Тип здания	Qгв,гДж	Количество зданий, шт	Qгвс полное, гДж
Жилое здание 9 этажей	1700	17	40658,11
Жилое здание 5 этажей	944,45	14	18601,75
Жилое здание 12 этажей	75,56	7	7440,7
Административные здания	30,36	3	93,00861
Кинотеатры	262,35	2	268,4235
Театры	86,65	1	44,51303
Детские сады	182,18	4	746,217
Школы	60,86	5	115,3039
Поликлиники	191,28	2	391,3614
Больницы	2646,99	1	2705,709
Гостиницы	2957,46	1	3019,765

(25)

6. Определение тепловой нагрузки источника теплоснабжения

Тепловая нагрузка на источник теплоснабжения, по удельным показателям определяется путем суммирования тепловых нагрузок на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение по формуле:

Qисточника=Qот+Qв+Qгв (26)

Qисточника=225817,488+33692,72+74084,87=333595,08гДж

6.1 Мощность источника теплоснабжения

Мощность источника теплоснабжения определяется по формуле:

Р источника=Рот+Рв+Ргв (27)

где: Рот - мощность источника на отопление;

Рв - мощность источника на вентиляцию;

Ргв - мощность источника на горячее водоснабжение.

По формуле (27) рассчитаем мощность источника теплоснабжения:

Р источника=10+1,5+3,3= 14,8 МВт.

7. Водогрейная котельная

7.1 Принципиальная схема водогрейной котельной

Паровым или водогрейным котельным агрегатом (теплогенератором) называют устройство, имеющее топку для сжигания органического топлива и обогреваемое продуктами сгорания этого топлива, предназначенное для получения пара или горячей воды с давлением выше атмосферного, которые используют вне самого устройства.

При сжигании органического топлива горючие химические элементы (метан, углерод, водород, сера), входящие в состав топлива, соединяются с кислородом воздуха, выделяют теплоту и образуют продукты сгорания (двуокись углерода, водяные пары, сернистый газ). В котельный агрегат необходимо подать некоторое количество топлива и окислителя (воздуха); обеспечить полное сгорание топлива и передачу теплоты от топочных газов рабочему телу; удалить продукты сгорания топлива; подать рабочее тело - воду, сжатую до необходимого давления, нагреть эту воду до требуемой температуры или превратить ее в пар требуемого давления, отделить влагу из пара, а иногда и перегреть пар, обеспечив надежную работу всех элементов установки. Производительность теплогенератора определяется количеством теплоты или пара, получаемых в процессе сжигания топлива.

От высокотемпературных продуктов сгорания органического топлива тепловая энергия передается трубам суммарным потоком теплоты: конвекцией и лучеиспусканием. Затем от внешней поверхности кипятильных труб к внутренней через слой сажи, металлическую стенку и слой накипи теплота передается путем теплопроводности, а от внутренней поверхности труб к воде благодаря теплопроводности и конвекции.

Котельная установка включает в себя теплогенератор - паровой или водогрейный котельный агрегат (котел), хвостовые поверхности нагрева, горелки, а также различные дополнительные устройства. Радиационные поверхности нагрева теплогенератора размещены в топочной камере и воспринимают теплоту от продуктов сгорания топлива в основном за счет лучеиспускания, одновременно защищая стены топки (обмуровку) от прямого воздействия излучающей среды топочных газов. Конвективные поверхности нагрева (кипятильные трубы) установлены за топкой, в газоходах котла и воспринимают теплоту от продуктов сгорания топлива в основном за счет конвекции. К конвективным или хвостовым поверхностям нагрева также относятся пароперегреватели, водяные экономайзеры, контактные теплообменники, воздухоподогреватели, которые предназначены для снижения потерь теплоты с уходящими топочными газами, увеличения КПД котельного агрегата или установки и в конечном итоге для снижения расхода топлива.

Вода после водоподготовки (умягчения и деаэрации) питательным насосом нагнетается вначале в водяной экономайзер, а затем в верхний барабан парового котельного агрегата, где вырабатывается сухой насыщенный пар. Для производства перегретого пара дополнительно устанавливается пароперегреватель. Воздух, необходимый для горения топлива, дутьевым вентилятором нагнетается в топку котла либо предварительно нагревается в воздухоподогревателе. Котельная или теплогенерирующая установка также включает в себя: горелочные устройства для подачи и подготовки топлива к сжиганию; дымосос для удаления продуктов сгорания; дымовую трубу; арматуру и гарнитуру различного назначения. Все эти установки размещаются в специальном промышленном здании, называемом котельной.

Котельной называется комплекс устройств и механизмов для превращения химической энергии органического топлива в тепловую энергию.

Котельная включает в себя несколько котельных установок, дымовую трубу для отвода дымовых газов в атмосферу, теплообменники, деаэратор, баки, насосы (питательные, сетевые, подпиточные и другие), разные вспомогательные устройства и машины, предназначенные для обеспечения длительной и надежной работы котельных агрегатов, в том числе и приборов, позволяющих контролировать ход процессов в котельном агрегате. В котельной также имеются помещения для различных вспомогательных служб и мастерских. Для удаления очаговых остатков топлива и золы из дымовых газов при сжигании твердого топлива в котельных имеются системы шлако- и золоудаления.

Снабжение котельной топливом может осуществляться различными путями: по трубопроводам, по железной дороге и автотранспортом. На территории котельной обычно проложены трубопроводы, подводящие природный газ к котельным агрегатам, и газорегуляторные пункты (ГРП) для приема, очистки и снижения давления газа перед котлами. При использовании жидкого топлива, подаваемого в железнодорожных или автомобильных цистернах, на территории котельной предусмотрены устройства для приемки, разгрузки, слива, хранения и подачи жидкого топлива по емкостям, аппараты для подогрева, фильтрации и транспортировки в котельную.

На территории котельной также располагаются склады для хранения материалов и запасных частей, необходимых при эксплуатации и ремонте оборудования; устройства для приемки и преобразования электрической энергии, потребляемой котельной. На территории котельной регламентировано устройство проездов и площадок разного назначения, зеленой зоны для защиты окружающего пространства.

7.2 Принципиальная схема

На тепловых схемах котельных показывается основное и вспомогательное оборудование, объединяемое линиями трубопроводов для транспорта теплоносителей в виде пара и воды. На принципиальной тепловой схеме указывается лишь главное оборудование -- котлы, подогреватели, деаэраторы, насосы и основные трубопроводы -- без арматуры, всевозможных вспомогательных устройств и второстепенных трубопроводов, не уточняются количество и расположение оборудования. После разработки принципиальной тепловой схемы котельной и её расчетов выбирается необходимое оборудование котельной. Целью расчета тепловой схемы является определение общих тепловых нагрузок -- внешних и расходов теплоты на собственные нужды котельной и распределение нагрузок между паровой и водогрейной частями нагрузок; определение всех тепловых и массовых потоков, необходимых для выбора вспомогательного оборудования и диаметров трубопроводов и арматуры; определение данных для дальнейших технико-экономическихрасчетов.

Расчет тепловой схемы котельной дает возможность определить суммарную тепловую мощность котельной при различных режимах работы.

Рис.1- Принципиальная схема котельной с системой ГВС

7.3 Выбор котла

Котельная "Рационал ЭКО 2" - отопление производственных и торговых площадей, групп объектов.

Мощность: 15600 кВт

Рабочее давление воды: 6 кгс/см2

Топливо: на выбор заказчика - газ, дизельное топливо, газ/дизельное топливо

Заключение

Была проведена работа по определению климатической характеристики района строительства, был произведен теплотехнический расчет ограждающих конструкций по нормативным показателям. Кроме того был рассчитан расход теплоты на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение зданий различного назначения для потребителей тепловой энергии в городе Ханты-Мансийске (ХМАО-Югра). В частности было определено потребное количество теплоты на отопление тремя методами, наиболее точным следует признать метод Ермолаева, так как он учитывает коэффициенты теплопередачи наружных стен, окон и перекрытий. Что показывает важность использования современных теплоизолирующих материалов, их использование позволяет значительно снизить бесполезные потери теплоты.

Потребное количество теплоты на отопление рассчитываемого района составило 225817,488гДж. Также было определенно потребное количество теплоты на вентиляцию общественных зданий и учреждений обслуживания населения, оно составило 33692,72гДж. Кроме того была проведена работа по определению потребного количества теплоты на горячее водоснабжение. Потребное количество теплоты на горячее водоснабжение в рассматриваемом районе составило 74084,87гДж. Общая тепловой нагрузки источника теплоснабжения составила 333595,08гДж.

Все расчеты теплоты проводились по укрупненным показателям, так как необходимость учесть бесполезные потери теплоты, связанные с теплопередачей через стенки теплопроводов, проложенных в неотапливаемых помещениях, и с размещениями отопительных приборов и труб у наружных ограждений.

Главным выводом этой работы является, необходимость использования современных теплоизолирующих материалов, это поможет значительно снизить бесполезные потери тепла и повысить общую эффективность энергоснабжения. Курсовая работа выполнена на основании СТО 04-2008.

Библиографический список

СНиП 23-01-99*. Строительная климатология / Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 2005. - 71 с.

СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий / Госстрой России. - М.: ФГУП ЦПП, 2004. - 26 с.

ГОСТ 30494-96. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях / Госстрой России. - М.: МНТКС, 1999.

СП 23-101-2004. Проектирование тепловой защиты зданий / Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 2005. - 140 с.

СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование / Госстрой России. - М.: ФГУП ЦПП, 2004. - 55 с.

Быстрицкий, В.Н. Общая энергетика / В.Н. Быстрицкий. - М.: 2003.

Лымбина, Л.Е. Методические рекомендации по определению расхода теплоты на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение зданий различного назначения для потребителей тепловой энергии г. Челябинска и Челябинской области / Л.Е. Лымбина - Челябинск: РЭК Челябинской области, 2000. - 34 с.

Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей: Справочник / В.И. Манюк, Я.И. Каплинский, Э.Б. Хиж и др. - М.: Стройиздат, 1988. - 432 с.

Тихомиров К.В., Сергеенко Э.С. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция: Учеб. для вузов / К.В. Тихомиров, Э.С. Сергеенко - М.: ООО «БАСТЕТ», 2007. - 480 с.

Соколов, Е.Я. Теплофикация и тепловые сети: учебник для вузов / Е.Я. Соколов. - 7-е изд., стереот. - М.: Издательство МЭИ, 2009.

Стандарт организации. Курсовое и дипломное проектирование. Общие требования к содержанию и оформлению. СТО ЮУрГУ 04-2008. - Челябинск, 2008. (есть на сайте ЮУрГУ)

ГОСТ 21.1101-97 СПДС. Основные требования к проектной документации.

ГОСТ 2.105-95 ЕСКД. Общие требования к текстовым документам.

ГОСТ 2.109-73 ЕСКД. Основные требования к чертежам.

Приложение А

План типовой этажной секции жилого здания

Приложение Б

Разрез здания

Размещено на Allbest.ur