Регулирование отпуска тепла

    Введение

    Каждая  система теплоснабжения состоит  из следующих основных элементов: источника  тепловой энергии, тепловой сети, абонентских  вводов и местных систем потребителей тепла.  Системы теплоснабжения с  различными устройствами и назначениями элементов классифицируют по признакам: источнику приготовления тепла; роду теплоносителя; способу подачи воды на горячее водоснабжение; количеству трубопроводов тепловых сетей; способу  обеспечения потребителей тепловой энергией и др. 

    По  источнику приготовления тепла  различают три вида систем теплоснабжения:

    1) высокоорганизованное централизованное  теплоснабжение на базе комбинированной  выработки тепла и электроэнергии  на ТЭЦ - теплофикация;

    2) централизованное теплоснабжение  от районных отопительных и  промышленно-отопительных котельных; 

    3) децентрализованное  теплоснабжение  от мелких котельных,  индивидуальных  отопительных печей и т. п. 

    По  роду теплоносителя различают водяные  и паровые системы теплоснабжения.

    Водяные системы применяют в основном для теплоснабжения сезонных потребителей и горячего водоснабжения, а в  некоторых случаях и для технологических  процессов. 

    Паровые системы теплоснабжения распространены главным образом на промышленных предприятиях, где требуется высокотемпературная  тепловая нагрузка. 

    По  способу обеспечения потребителей тепловой энергией различаются одноступенчатые  и многоступенчатые системы теплоснабжения. 

    В одноступенчатых системах теплоснабжения потребители тепла присоединяют непосредственно к тепловым сетям. Узлы присоединения потребителей тепла  к тепловым сетям называют абонентскими вводами. 

    На  абонентском вводе каждого здания устанавливают подогреватели горячего водоснабжения, элеваторы, насосы, арматуру, контрольно-измерительные приборы  для регулирования параметров и  расходов теплоносителя по местным  отопительным и водоразборным приборам.  Поэтому часто абонентский ввод называют местным тепловым пунктом  (МТП).  Если абонентский ввод сооружается  для отдельной,  например технологической  установки,  то его называют индивидуальным  тепловым пунктом (ИТП). 

    Непосредственное  присоединение отопительных приборов ограничивает пределы допустимого  давления в тепловых сетях,  так  как высокое давление,  необходимое  для транспорта теплоносителя к  конечным потребителям, опасно для  радиаторов отопления. В силу этого  одноступенчатые системы применяют  для теплоснабжения ограниченного  числа потребителей от котельных  с небольшой длиной тепловых сетей.

    В многоступенчатых системах между источником тепла и потребителями размещают  центральные тепловые пункты  (ЦТП)  или контрольно-распределительные  пункты (КРП), в которых параметры  теплоносителя могут изменяться по требованию местных потребителей. ЦТП и КРП оборудуются насосными  и водонагревательными установками,     регулирующей и предохранительной  арматурой,     контрольно-измерительными приборами,  предназначенными для  обеспечения группы потребителей теплом необходимых параметров.       
 
 
 
 
 
 
 

    Определение расходов тепла

    Основой проектирования тепловых сетей являются тепловые нагрузки, взаимное расположение источников тепла и потребителей, возможные направления прокладки  тепловых сетей и другие факторы. От достоверности определения расходов тепла на отопление, вентиляцию, горячее  водоснабжение и технологию зависит  качество проекта. Тепловые сети проектируют  на транспортирование максимальных (расчетных) расходов тепла. При необходимости  расход тепла можно изменить за счет средств регулирования.

    Тепловые  нагрузки разнородны по характеру, поэтому  расчетные расходы тепла определяют отдельно для отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и технологии. Выбор методики определения расчетных  расходов тепла зависит от исходных данных.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    1.1.Расход  тепла на отопление

          Расчетные (максимальные) потери тепла отдельными промышленными  зданиями:

          Q =(1+μ)(t -t )q ·V·α·10                                         (1)

    На бытовые помещения:  

          Q =(1+μ)(t -t )q ·V·α·10

          _{=(1+1,515)(18+37)·0,39·20·1·10³=1,08}  кДж /с (кВт)       

где:   

    μ- коэффициент инфильтрации;

    t -усреднения температура внутреннего воздуха отдальных помещений здания, °С;

    t -расчетная температура наружного воздуха для расчета отопления, принимается в зависимости от климатического района, °С;

    q - удельная отопительная характеристика здания, зависящая от строительного объема здания и его назначения, Дж/(см³, °С);

   V-строительный  объем отдельного здания по  наружному объему, м³;

    α-коэффициент, учитывающий внутренние  тепловыделения, для чугунолитейных, сталелитейных  и меднолитейных цехов α=0,25÷0.5; для термических и кузнечных  цехов α=0,5÷0.7; для остальных цехов α=1.  Коэффициент инфильтрации определяется по выражению:

                μ=b                                                           (2)

    На  бытовые помещения:

    μ=b                                                                          

где: 

    b-постоянная  инфильтрации, для промышленных  зданий b=0,035÷0,04с/м;

    g - ускорение свободного подения,  м/с²;

    L - свободная высота здания , для  общественных и административных  зданий принимается равной высоте  этажа.Для промышленных зданий 5÷30м.

    W - средняя скорость ветра наиболее холодного месяца,м/с.

    На  чугунный цех:

          Q =(1+μ)(t -t )q ·V·α·10 _{=(1+1,75)(12+37)·0,29·150·0,25·10^-3=1,47}  кДж /с (кВт) 

           μ=b                                                                                                       

    На  механический цех:

       Q =(1+μ)(t -t )q ·V·α·10 _{=(1+1,58)(16+37)·0,47·200·1·10^-3=}

       _=12,854  кДж /с (кВт) 

       μ=b                                                                  
 
 
 
 
 
 

    1.2.Расход  тепла на вентиляцию

          Расход тепла на вентиляцию принимается по проектам местных систем вентиляции или по типовым проектам зданий.При отсутствии таких проектов расход тепла на вентиляцию определяется по укрупненным показателям.

          Для промышленных зданий расчетный (максимальный) расход тепла  на вентиляцию определяется по формуле:

             Q =(t -t )q ·V·10                                               (3)

    На  бытовые помещения:

          Q =(t -t )q ·V·10 _{=(18+23)0,14·20·1·10^-3=0,1148}кДж/с  (кВт)                                

где: 

    t -расчетная температура наружного воздуха для вентиляции, °С;

    q -удельная вентиляционная характеристика здания, зависящая от строительного объеме здания и его назначения, Дж/(см³, °С);

    На  чугунный цех:

          Q =(t -t )q ·V·10 _{=(12+23)0,95·150·1·10^-3=4,9875}кДж/с  (кВт)

    На  механический цех:

          Q =(t -t )q ·V·10 _{=(16+23)0,17·200·1·10^-3=1,326} кДж/с (кВт) 
 
 
 
 
 
 
 

    1.3.Расчетная  тепла на горячее  водоснабжение

          Средненедельный расход тепла на горячее водоснабжение  производственных цехов имеющих  душевые определяется по формуле:

                Q =(55-t )с·р·а, кДж /с (кВт)    (4)

     На  бытовые помещения:

           Q =(55-t )с·р·а= (55-5)4,346·20·1= 4346кДж/с

где: 

    с-теплоемкость  воды,кДж/(кг  ºС);

    р-количество душевых сеток в цехе;

    а-норма  расхода горячей воды на 1 душевую  сетку, кг/(с·душ.сетка);

    t -температура холодной водопроводной воды, ºС.

    при  отсутствии данных о температуре  холодной водопроводной воды ее принимают  в отопительный период равной t =5ºС  и летнии период t =15ºС.

          Количество душевых  сеток следует принимать по количеству работающих в одной из смен, которое  можно определить по приближенным формулам.

           m΄=(0,001÷0,005)·V, чел.     (5)

    На  бытовые помещения:

           m΄=(0,001÷0,005)·V=0,46·20=9 чел=1сет.

где:

    V-строительный  объем отдельного цеха или здания, м³.

    Нагрузку  на одну душевую сетку рекомендуется  принимать:

    а) для производственных процессов, осуществляемых в помещениях, в которых избытки  явного тепла незначительны и  отсутствуют значительные выделения влаги, пыли, особо загрязняющих веществ – от 6 до 15 чел.;

    б) для производственных процессов, осуществляемых при неблагоприятных метерологических условиях, при значительном выделении  влаги, пыли, особо загрязняющих веществ  – от 3 до 6 чел.

    На  чугунный цех:

    Q =(55-t )с·р·а=(55-5)4,346·70·0,25=3802,75 кДж /с

    m΄=(0,001÷0,005)·V=0,46·150=70 чел =7сет

    На  механический цех:

    Q =(55-t )с·р·а=(55-5)4,346·92·1=19991,6 кДж/с

    m΄=(0,001÷0,005)·V=0,46·200=92чел=9сет. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    1.4.Построение  годового графика  тепловой нагрузки

          Расчет теплопотребления выполняется для жилого района в  целом, для промышленного предприятия  –по цехам.Все результаты расчетов  теплопотребления отдельными абонентами сводится в таблицу 1.

    Суммарный расход тепла будет равен:

          Q =Q + Q + Q + Q , кДж/с (кВт).      (6)

    Для расчета суммарного расхода тепла  нужно расчитать расход на отопление, венлиляцию и расход на технологические  нужды. Расход на отопление определяем по формуле:

                                                                     ₍₇₎

    _{На  вентиляцию по формуле:}

                                                                   ₍₈₎