Теплоснабжение четырёх районов г. Казань

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА  РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ  ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО  ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ИЖЕВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ»

ФАКУЛЬТЕТ НЕПРЕРЫВНОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

 

Источники и системы теплоснабжения

 

Тема: Теплоснабжение четырёх районов г. Казань

 

 

КР.140106.0904014.ЭТ.000.ПЗ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проверил:	Стерхова Т.Н.
Выполнил:	Исхаков И.И.
Специальность:	140106 ЭОП
Курс:	3
Группа:	5
Шифр:	0904014

 

 

 

 

 

Ижевск 2011

 

Содержание

 

 

 

1. Определение тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение 

 

Определить для условий  г. Казань расчетные тепловые потоки на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение пяти кварталов района города (см. рис. 1).

 

 

                                

 

 

 

 

 

Рис.1 - Район города.

 

t₀ = –30 ⁰С- расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления.

Р = 400 чел/га- плотность населения

f_общ = 18 м²/чел- общая площадь жилого здания на одного жителя 

а =115 л/сутки- средняя за отопительный период норма расхода горячей воды на одного жителя в сутки

 

Расчет тепловых потоков сводим в табл..1. В графы 1, 2, 3 таблицы  заносим соответственно номера кварталов, их площадь F_кв в гектарах, плотность населения Р. Количество жителей в кварталах m, определяем по формуле

Для квартала №1 количество жителей составит:

                                         чел

Общую площадь жилых зданий кварталов А определяем по формуле

Для квартала №1

                                          м²

Приняв (см. приложение №4 учебного пособия) для зданий постройки после 1985г величину удельного показателя теплового потока на отопление жилых зданий qо = 87 Вт/м² при t ₀= -30 ⁰С, находим расчетные тепловые потоки на отопление жилых и общественных зданий кварталов по формуле

Для квартала №1 при K₁= 0,25 получим

                

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

Для квартала №1 при К₂= 0,6 получим

           

По приложению №5 учебного пособия укрупненный показатель теплового потока на горячее водоснабжение q_h c учетом общественных зданий при норме на одного жителя a = 115 л/сутки составит 407 Вт.

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

Для квартала №1 эта величина составит

                     

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

                               

Аналогично выполняем  расчёты тепловых потоков и для  других кварталов.

 

Таблица 1

Расчёт тепловых потоков

 

№ квартала	Площадь квартала Fкв, га	Плотность населения P чел/га	Количество  жителей m	Общая площадь, А, м2	Тепловой поток, МВт
					Q 0 max	Q v max	Q hm	Q S
1	10	400	4000	72000	7,83	0,9396	1,628	10,3976
2	15	400	6000	108000	11,745	1,4094	2,442	15,5964
3	20	400	8000	144000	15,66	1,8792	3,256	20,7952
4	30	400	12000	216000	23,49	2,8188	4,884	31,1928
					58,725	7,047	12,21	77,982

 

 

 

 

 

выполняем расчет и построение графиков часовых расходов теплоты на отопление вентиляцию и горячее водоснабжение, а также годовых графиков теплопотребления по продолжительности тепловой нагрузки и по месяцам.

t₀ = -30 ⁰C. Расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления

 

Определим, используя формулы пересчета  часовые расходы на отопление и вентиляцию при температуре наружного воздуха t_н= +8⁰С.

        

Отложив на графике (см. рис. 2.а) значения и при t_н= +8 ⁰С, а также значения и при t_н= t₀ = -30 ⁰C и соединив их прямой, получим графики = f (t_н) и = f (t_н). Для построения часового графика расхода теплоты на горячее водоснабжение, определим, используя формулу пересчёта, среднечасовой расход теплоты на горячее водоснабжение для неотопительного периода .

График среднечасового расхода теплоты на горячее водоснабжение  не зависит от температуры наружного воздуха, и будет представлять собой прямую, параллельную оси абсцисс с ординатой 12,21 МВт для отопительного периода и с ординатой 7,8 МВт для неотопительного периода. Просуммировав ординаты часовых графиков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение для диапазона температур t_н = +8 ¸ -30 ⁰C и соединив их прямой получим суммарный часовой график . Для построения годового графика теплоты по продолжительности тепловой нагрузки находим продолжительности стояния температур наружного воздуха в часах с интервалом 5⁰C и продолжительность отопительного периода для г. Уральска n₀ = 4770 ч. Данные сводим в таблицу №2.

 

Таблица 2 - Продолжительность стояния температур наружного воздуха

 

Продолжительность стояния, n, час	Температура наружного воздуха
	-40 -35	-35 -30	-30 -25	-25 -20	-20 -15	-15 -10	-10 -5	-5 0	0 +5	+5 +8
n	0	2	15	81	264	493	715	810	1240	1150
Темпера туры	-35 и ниже	-30 и ниже	-25 и ниже	-20 и ниже	-15 и ниже	-10 и ниже	-5 и ниже	0 и ниже	+5 и ниже	+8 и ниже
ån	0	2	17	98	362	855	1570	2380	3620	4770

 

 

График по продолжительности тепловой нагрузки (см. рис. 2 б) строится на основании  суммарного часового графика  . Для этого из точек на оси температур (+8, 0, -10, -18, -30) восстанавливаем перпендикуляры до пересечения с линией суммарного часового графика и из точек пересечения проводим горизонтальные прямые до пересечения с перпендикулярами, восстановленными из точек на оси продолжительности, соответствующих данным температурам. Соединив найденные точки плавной кривой, получим график по продолжительности тепловой нагрузки за отопительный период в течение 4770 часов. Затем построим график по продолжительности тепловой нагрузки за неотопительный период, для чего проведем прямую параллельную оси абсцисс с ординатой равной = 7,8 МВт до расчетной продолжительности работы системы теплоснабжения в году равной 8400 часов.

Рис.2           а - часовые графики теплового  потребления

б - годовой график по продолжительности тепловой нагрузки

 

Для построения годового графика теплового  потребления по месяцам находим  среднемесячные температуры наружного  воздуха. Затем, используя формулы пересчета определим часовые расходы теплоты на отопление и вентиляцию для каждого месяца со среднемесячной температурой ниже +8 ⁰C. Определим суммарные расходы теплоты для месяцев отопительного периода как сумму часовых расходов на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Для месяцев неотопительного периода (с >+8) суммарный расход теплоты будет равен среднечасовому расходу теплоты на горячее водоснабжение = 7,8 МВт. Выполним расчеты для января

Аналогично выполняем  расчёты и для других месяцев  отопительного периода. Расчёты  сведём в табл. 3. Используя полученные данные, построим годовой график теплового  потребления по месяцам (см. рис 3)

 

Таблица 3 

Среднечасовые расходы теплоты по месяцам года

Среднечасовые расходы теплоты по месяцам	Среднемесячные  температуры наружного воздуха
	Ян	Фев	Март	Апр	Май	Июнь	Июль	Авг	Сен	Окт	Нояб	Дек
	-14,2	-13,8	-7,3	5,5	14,9	20,2	25	20	13,7	5,1	-3,6	-10,6
	39,39	38,91	30,95	15,29						15,78	26,43	34,99
	6,30	6,22	4,95	2,45						2,53	4,23	5,60
	12,21	12,21	12,21	12,21	7,81	7,81	7,81	7,81	7,81	12,21	12,21	12,21
	57,91	57,34	48,12	29,95	7,81	7,81	7,81	7,81	7,81	30,52	42,86	52,80

 

 

 

 

 

 

 

2. Расчет и построение температурного графика регулирования тепловой нагрузки на отопление.

t₁= 130 ⁰С- температуры сетевой воды в подающей магистрали

t₂= 70 ⁰С- температуры сетевой воды в обратной магистрали

t₃= 95 ⁰С- температуры сетевой воды после элеватора.

tнро = -30 ⁰С.- расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления.

tв= 18 ⁰С- расчетная температура воздуха внутри помещения  .

tгв = 60 ⁰С- температура горячей воды в системах горячего водоснабжения.

tс= 5⁰С температура холодной воды.

a_б= 1,2- Балансовый коэффициент для нагрузки горячего водоснабжения. Схема включения водоподогревателей систем горячего водоснабжения паралельная.

 

Предварительно выполним расчет и построение отопительно-бытового графика температур с температурой сетевой воды в подающем трубопроводе для точки излома =70 ⁰С. Значения температур сетевой воды для систем отопления t₀₁; t₀₂; t₀₃ определим используя расчетные зависимости для температур наружного воздуха t_н= +8; 0; -10; -18; -30 ⁰С

Определим значения величин , используя формулы: 

Для tн = +8 ⁰С значения t01, t02 ,t03  соответственно составят:

 

Аналогично выполняются  расчеты температур сетевой воды и для других значений t_н. Используя расчетные данные и приняв минимальную температуру сетевой воды в подающем трубопроводе = 70 ⁰С, построим отопительно-бытовой график температур (см. рис. 4). Точке излома температурного графика будут соответствовать температуры сетевой воды = 70 ⁰С, = 44,9 ⁰С,  = 55,3 ⁰С, температура наружного воздуха = 0 ⁰С. Полученные значения температур сетевой воды для отопительно-бытового графика сведем в таблицу 4. Далее приступаем к расчету повышенного температурного графика. Задавшись величиной недогрева Dt_н= 7 ⁰С определим температуру нагреваемой водопроводной воды после водоподогревателя первой ступени

Определим балансовую нагрузку горячего водоснабжения