Тепловой баланс системы

Введение

 

Выполнение курсовой работы один из этапов подготовки студентов специальности «Теплогазоснабжение и вентиляция».

В курсовой работе требуется разработать систему горячего водоснабжения жилого дома, произвести подбор и расчет оборудования местного теплового пункта, включая подогреватели и счетчики воды.

В процессе работы студент должен приобрести навыки самостоятельного решения поставленных задач; уметь применять существующие методы расчета систем горячего водоснабжения; уметь пользоваться технической, справочной и нормативной документацией.

 

Выбор системы ГВС

 

Система ГВС служит для подготовки и подачи горячей воды к санитарно-техническим приборам, технологическому оборудованию и включает в себя: установку для приготовления горячей воды, внутридомовые разводящие и циркуляционные трубопроводы, водоразборные приборы. При закрытой системе теплоснабжения и отсутствии центрального теплового пункта необходимо устанавливать подогреватель ГВС в местном тепловом пункте здания. Схема трубопроводов системы ГВС – с нижней разводкой (здание бесчердачное с подвалом). Все стояки одинакового назначения принимаются с диаметрами: водоразборные 25 мм, циркуляционные 15 мм. Полотенцесушители включаются в водоразборные стояки по проточной схеме, выпуск воздуха – через краны приборов верхнего этажа. Трубопроводы прокладываются с уклоном 0,002. На основании исходных данных (план этажа и подвала) производится компоновка оборудования МТП и производится построение схемы трубопроводов системы ГВС и МТП.

 

Тепловой баланс системы

 

Выбор схемы присоединения подогревателей ГВС

В системе теплопотребления жилого дома теплота расходуется на отопление и горячее водоснабжение. В зависимости от соотношения указанных тепловых нагрузок выбирается схема присоединения подогревателей ГВС.

Вероятность использования водоразборных приборов в час наибольшего водопотребления:

 

 

где U – число потребителей горячей воды в здании;

N – число установленных водоразборных приборов;

 – норма расхода горячей воды, л, потребителем в час наибольшего водопотребления;

q – секундный расход горячей воды одним водоразборным прибором, л/с.

Максимальный часовой расход горячей воды на здание в целом:

 

,

 

где q _ч – часовой расход горячей воды одним водоразборным прибором;

α – безразмерная величина, зависящая от общего количества водоразборных приборов N на расчетном участке и вероятности их использования Р_ч в час наибольшего водопотребления.

По значению

 

 

 

Максимальный часовой расход теплоты на ГВС:

 

 

где ρ – плотность воды, кг/м³;

с – теплоемкость воды, Дж/(кгК);

t_г^ср – средняя температура горячей воды в трубопроводах водоразборных стояков принимается равной 55ºС [1] ;

t _хз – температура холодной воды в сети водопровода принимается равной 5ºС [1];

G_ч – расход горячей воды в час наибольшего водопотребления, м³/с;

Q_п, Q_ц – потери теплоты подающим и циркуляционными трубопроводами системы ГВС, Вт.

На начальной стадии проектирования системы ГВС диаметры и длины трубопроводов не известны, поэтому сумма Q_п+Q_ц ориентировочно может быть оценена коэффициентом 1,06.

Средний часовой расход воды на ГВС:

 

 

где k _ч – коэффициент часовой неравномерности расхода теплоты в течении суток (k _ч=2–2,4) [2].

 

Расчетный расход теплоты на отопление жилого здания по укрупненным показателям:

 

,

 

где а – поправочный коэффициент для жилых и общественных зданий, равный:

 

 

где q _уд – удельная тепловая характеристика здания, Вт/(м³К);

V – наружный объем здания, м³;

t _ср – средняя температура воздуха в помещениях здания, °С;

t_но – расчетная температура наружного воздуха, °С.

Относительный расход теплоты на ГВС:

 

 

При ρ=0,52 используется двухступенчатая смешанная схема присоединения подогревателей ГВС, но в целях упрощения схемы при  допускается использовать параллельную схему присоединения.

Расчетные расходы сетевой воды, кг/ч, при качественном регулировании отпуска теплоты в закрытых системах теплоснабжения определяются по соотношениям:

 

а) на отопление:

 

 

б) средний и максимальный на ГВС при параллельной схеме:

 

 

в) суммарный расчетный расход сетевой воды:

 

 

где τ₁, τ₂ – температура сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети при температуре наружного воздуха соответствующей расчетной температуре для системы отопления, °С;  – температура сетевой воды в подающем трубопроводе и после параллельно включенных подогревателей ГВС при температуре наружного воздуха, соответствующей точке излома температурного графика (рекомендуется принимать );

k ₃ – коэффициент запаса, учитывающий долю среднего расхода воды на ГВС (при Q _о ^макс <100МВт – k ₃=1,2).