Тепловая мощность системы горячего водоснабжения
Лекции.ИНФО


Тепловая мощность системы горячего водоснабжения



В соответствии с [49], максимальные тепловые потоки на горячее во­доснабжение, так же, как и максимальные тепловые потоки на отопление и вентиляцию жилых, общественных и производственных зданий, следует принимать при проектировании тепловых сетей по соответствующим про­ектам.

При отсутствии проектов допускается определять тепловые потоки на основании дополнительно проводимых расчетов.

Средние тепловые потоки на горячее водоснабжение зданий, согласно [49], следует определять по нормам горячей воды в соответствии со СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий».

Для большинства жилых, промышленных и общественных зданий об­щая годовая потребность в тепловой энергии на подогрев воды составляет 10-30% потребности энергии на отопление. Однако в ряде зданий (бани, прачечные, цехи мойки деталей и т. п.) потребность в горячей воде на­столько велика, что на ее подогрев затрачивается тепловой энергии больше, чем на отопление. Особенность эксплуатационного режима работы систем горячего водоснабжения заключается в том, что расход воды, разбираемой из системы, не является постоянным в течение суток или рабочей смены. Он изменяется в широких пределах и зависит от числа и продолжительно­сти одновременного действия водоразборных точек.

Неравномерность режима работы наблюдается не только по часам су­ток, но и по дням недели. В частности, в жилых зданиях максимальный расход горячей воды, а следовательно, и наибольший часовой расход теп­ловой энергии зарегистрирован в утренние и вечерние часы (рис. 2.3,а). В часы максимального водопотребления расход тепловой энергии в несколь­ко раз превышает среднечасовой за сутки, а в ночное время (от 0 до 6 ча­сов) расход незначителен и составляет всего 4% среднечасового. Исследо­вания, проведенные А.В. Хлудовым, показали, что наибольший расход го­рячей воды отмечается в предпраздничные дни. Здесь пиковая нагрузка превышает среднечасовую более чем в три раза, а продолжительность ее в два раза больше, чем в выходной день.

При проектировании тепловых сетей расчетный расход тепловой энер­гии на подогрев воды принимают или максимальный, или среднечасовой. Выбор в данном случае определяется расходом и температурой потребляе­мой воды в единицу времени, продолжительностью пиковой нагрузки, а также требованиями, предъявляемыми к надежности и качеству теплоснаб­жения данного объекта. Для работы системы с минимальным расходом требуется более мощное оборудование, которое в часы уменьшения пико­вой нагрузки работает с пониженным КПД.

При проектировании теплоснабжения от крышных котельных (см. п.4.7) тепловая мощность системы горячего водоснабжения определяется не по максимальному, а по среднечасовому значению. Это становится воз­можным благодаря использованию режима связанного регулирования, при


котором в случае прохождения пика горячего водоснабжения часть теплоты системы отопления временно используется на горячее водоснабжение. При этом имеется в виду то обстоятельство, что температурный режим в здании практически не изменяется за счет аккумулирующей способности ограж­дающих конструкций и системы. Возможно также применение баков-аккумуляторов для горячей воды.

В целях повышения экономичности системы теплоснабжения крупных потребителей, имеющих в сутки сравнительно небольшую продолжитель­ность пиковой нагрузки, за расчетный расход принимают среднечасовой. При этом в системе теплоснабжения предусматриваются специальные уст­ройства, позволяющие без ухудшения качества снабжения горячей водой сократить расчетный расход и довести его до среднечасового. Например, при установке баков-аккумуляторов снижается пиковая нагрузка и соответствен­но уменьшаются мощность теплогенераторов, диаметры трубопроводов и связанные с этим капитальные и эксплуатационные затраты. Объем бака-аккумулятора Gак установленного у потребителя, определяется по линии подачи 1 и по интегральной кривой расхода горячей воды 2 (рис. 2.3,6).

При определении расчетного расхода тепловой энергии, необходимой для подогрева воды, учитывают следующие факторы: норму водопотребления, начальную и конечную температуры нагреваемой воды, а также режим работы системы горячего водоснабжения в течение суток или рабочей смены. Норма водопотребления и конечная температура нагреваемой воды устанавливаются соответствующими нормативными документами или технологическими требо­ваниями производственных процессов. Так, согласно СНиП 2.04.01-85 «Горя­чее и холодное водоснабжение», для зданий различного назначения заданы нормы расхода горячей воды на бытовые нужды и ее конечная температура, равная 55°С. Температура воды в местах водоразбора зависит от способа при­соединения системы горячего водоснабжения к тепловым сетям: при открытых системах теплоснабжения (см, п. 3.1) - не ниже 60°С; при закрытых - не ниже 50°С; для систем местного горячего водоснабжения - не ниже 60°С. При этом максимальная температура не должна превышать 75°С. Температуру холодной воды tx определяют для каждого объекта по фактическим данным источника водоснабжения. При отсутствии таких данных ее принимают в зависимости от времени года: в холодный период, т.е. в течение отопительного сезона tx =

5°С, в теплый- tx = 15°С.

Если конечная температура подогреваемой воды отличается от 55°С, то для определения нормы расхода воды при любой температуре использу­ют формулу:


(2.23)

где а55 - норма расхода воды при температуре 55 С на единицу водопо-требления; tx.з и tr - соответственно начальная и конечная температура подогреваемой воды для конкретных условий.


Тепловые затраты на подогрев определяют по расходу воды в течение часа, суток или рабочей смены наибольшего водопотребления. При этом различают потребителей с равномерным и неравномерным потреблением горячей воды в течение суток.

Для зданий с неравномерным водопотреблением (жилые дома, гости­ницы, больницы и т.п.) расчетным является или среднечасовой расход



(2.24)


или максимальный часовой

(2.25)

где с - удельная теплоемкость подогреваемой воды при средней темпера­туре; а - норма расхода воды на единицу водопотребления (см. табл. 2. 7); р -плотность воды при средней температуре; m - число жителей или еди­ниц водопотребления; tГ и txз - температура воды за нагревателем и перед ним; тр - число часов работы системы горячего водоснабжения в сутки

или рабочую смену; k - коэффициент часовой неравномерности, прини­маемый по нормам проектирования систем горячего водоснабжения в зави­симости от назначения зданий.

Таблица 2.6

Укрупненные показатели среднего теплового потока на горячее водоснабжение qh,

 

Средняя за отопительный период норма расхода воды при температуре 55°С на горячее водоснабжение в сутки на 1 чел., проживаю­щего в здании с горячим водоснабжением, л На одного человека, Вт, проживающего в здании
с горячим водоснаб­жением с горячим водо­снабжением с уче­том потребления в общественных зда­ниях без горячего водо­снабжения с учетом потребления в обще­ственных зданиях

Для зданий с равномерным потреблением воды в течение суток или рабочей смены (прачечные, предприятия с потреблением воды на техноло­гические нужды) среднечасовой и максимальный расходы тепловой энер­гии являются одинаковыми, т.е.:



(2.26)


Если систему теплоснабжения проектируют на заданную численность населения для новых городов и рабочих поселков, то среднечасовой расход тепловой энергии на горячее водоснабжение определяют по укрупненному показателю qh одновременно для жилых и общественных зданий:

(2.27)


Согласно [49], укрупненные показатели среднего теплового потока на горячее водоснабжение qh определяются в соответствии с данными табл. 2. 6.

Средний тепловой поток на горячее водоснабжение в неотопительный период нормами [49] предлагается определять по формуле:



(2.28)


где В1 - коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода воды на горя­чее водоснабжение в неотопительный период по отношению к отопительному периоду, принимаемый при отсутствии данных для жилищно-коммунального сектора равным 0,8 (для курортных и южных городов В1 = 1,5), для предприятий

В1=1,0.

Тепловая энергия, необходимая для подогрева воды, расходуется в те­чение всего года. С учетом отключения системы горячего водоснабжения на ремонт годовое число суток ее работы принимают равным 350. В связи с тем, что температура исходной водопроводной воды, поступающей на по­догрев, в зимний и летний периоды года различна, то соответственно тре­буется и различное количество тепловой энергии. Годовую потребность тепловой энергии определяют по суточному расходу для двух периодов:

- зимнего со среднесуточной температурой наружного воздуха tн < 8 или 10°С

(2.29)

- летнего со среднесуточной температурой наружного воздуха tн > 8 или 10°С

(2.30)

где и - число однородных потребителей; gи.с - норма расхода горячей во­ды однородными потребителями; тге - число часов работы горячего водо­снабжения в сутки; Qп и Qц- соответственно потеря теплоты подающи­ми и циркуляционными трубопроводами системы горячего водоснабжения. Ориентировочно слагаемое тгв(Qп+Qц) равно 20-25% суточного расхода.

Температуру воды tг в местах водоразбора принимают равной 50-

75°С в зависимости от требований технологии. Если в справочной литера­туре приведена только норма расхода воды за один час, то расход воды в сутки рекомендуется принимать, исходя из фактического числа часов рабо­ты водоразборных приборов с максимальным расходом:

(2.31)

где gи.с - норма расхода горячей воды в час наибольшего водопотребления; тс - число часов работы приборов в сутки.

Годовое потребление тепловой энергии на горячее водоснабжение можно определить по формуле:

(2.32)


Таблица 2.7

Нормы расхода горячей воды за средние сутки отопительного периода а55,

кг/сут, на единицу пропускной способности или вместимости зданий различных групп при tp= 55°C и разной оснащенности водоразборными приборами по нормам [14] и соответствующие значения коэффициентов неравномерности Ксуми Kч

 

 

 

 

  Единица Средняя суточная норма расхода горячей воды на единицу пропу­скной способно­сти а55, кг/сут Значения коэффи-  
Группа зданий и характеристика водоразборных приборов пропускной способности или вмести- циентов неравно­мерности  
Ксут Kч  
  мости здания  
     
 
I. Жилые здания  
Жилые здания квартирного          
типа:          
- с умывальниками, мойками 1 житель 1,18 1,90  
и душами          
- душами и сидячими ваннами 1 житель 1,22 2,01  
- с душами и ваннами длиной          
1,5-1, 7м 1 житель 1,14 2,00  
- при высоте зданий более 12          
этажей и повышенных требо- 1 житель 1,13 2,01  
ваниях к благоустройству          
Общежития:          
- с общими душевыми 1 житель 1,20 2,52  
- с душами при всех жилых 1 житель 1,17 2,81  
комнатах          
- с общими кухнями и блока- 1 житель 1,12 2,00  
ми душевых на этажах          
II. Общественные здания  
Больницы:          
- с общими душами и ванными 1 койка 1,0 1,73  
- инфекционные 1 койка НО 1,0 2,07  
Санатории и дома отдыха:          
- с ванными во всех жилых 1 койка 1,0 1,0  
комнатах          
- то же с душами 1 койка 1,0 2,62  
Амбулатории и поликлиники 1 больной 5,2 1,15 4,47  
Детские ясли-сады:          
- с дневным пребыванием детей, столовыми и прачеч- 1 ребенок 1,40 5,43  
ными - с круглосуточным пребыва- 1 ребенок 28,5 1,40 4,8  
нием детей          

Продолжение таблицы2.7

Учебные заведения с душе­выми при гимнастических залах и буфетами 1 учащийся и 1 преподава­тель 1,33 3,60
Общеобразовательные школы с душевыми при гим­настических залах и столо­выми 1 учащийся и 1 преподава­тель 3,5 1,17 6,86
Школы-интернаты со спальными помещениями 1 место 1,0 4,80
Театры 1 место 1 артист 5 25 1,0 1,0 1,44 2,11
Административные здания 1 работаю­щий 1,40 6,86
Гостиницы, мотели и пан­сионаты с общими душами и ваннами 1 прожи­вающий 1,0 2,81
Гостиницы и пансионаты с душами в отдельных номерах 1 прожи­вающий 1,0 2,06
Гостиницы с ваннами в от­дельных номерах (до 25% общего числа номеров) То же (до 75% общего числа номеров) То же во всех номерах 1 прожи­вающий 1 прожи­вающий 1 прожи­вающий 100 150 180 1,0 1,0 1,0 2,50 2,40 2,16
Парикмахерские 1 рабочее место 1,06 3,22
Магазины: -промтовары -продовольственные 1 рабочее место 1 рабочее место 5 65 1,40 1,0 6,86 4,00
Стадионы и спортивные залы с учетом приема душа 1 физкуль­турник 1 спортсмен 1 зритель 1,0 1,0 1,0 2,00 2,00 2,40
Плавательные бассейны с учетом приема душа 1 спортсмен 1,0 2,00
П. Бытовые здания и помещения промышленных предприятий
Цехи: - с тепловыделениями до 23,3 Вт на 1 м3 помещения - с тепловыделениями более 23,3 Вт на 1 м3 помещения 1 работаю­щий в смену 1 работаю­щий в смену 11 24 1,0 1,0 9,6 8,4

Примечания.

1. Нормы расхода горячей воды соответствуют средней температуре воды в водоразборных стояках систем горячего водоснабжения 55°С.


2. Нормы расхода горячей воды в общественных зданиях включают этот
расход на обслуживающий персонал, посетителей и уборку помещений.

3. Нормы расхода горячей воды в производственных зданиях и их бы­
товых помещениях не включают эти расходы на душевые установки, кото­
рые следует определять дополнительно по табл. 2.8.

Графически годовое потребление тепловой энергии на горячее водо­снабжение представляет прямую линию, параллельную оси абсцисс, 1-2 или 3-4 (см. рис. 2.3,в) как в зимний (наибольшее потребление), так и в летний периоды. Условно принимают, что потребление теплоты между летним и зимним периодами изменяется скачкообразно, одновременно с наступлением отопительного сезона, т.е. когда tH= 8 или 10° С и ниже.

Площадь, ограниченная осью абсцисс и линией 0-1-2-3-4-5, представляет годовую потребность тепловой энергии, которую учитывают при разработ­ке режима работы системы теплоснабжения объекта.

Норма расхода горячей воды за средние сутки отопительного периода на единицу пропускной способности или вместимости зданий различных групп может приниматься в соответствии с табл. 2.7 и 2.8 с последующим суммированием значений произведений (та55) по всем группам.

Таблица 2.8

Нормы расхода горячей воды на одну процедуру или один водоразборный прибор для зданий различных групп при tР= 55°C [14]

 

 

Группа зданий и характер процедур Единица из­мерения Нормы расхода горячей воды
На одну процедуру gг,кг На одну душевую сетку gгMАX, кг/ч
Предприятия общественного питания: - для приготовления пищи, реализуемой в зале - то же, подаваемой на дом 1 блюдо 1 блюдо 12,7 11,2 -
Бани: - для мытья в мыльной с тазами и обмывани­ем в душе - то же с приемом оздоровительных процедур - то же в душевой кабине - то же в ванной кабине 1 посетитель 1 посетитель 1 посетитель 1 посетитель 190 240 360
Прачечные: - механизированные - немеханизированные 1 кг сух. белья 1 кг сух. белья 25 15 -
Душевые в бытовых помещениях промышленных предприятий 1 душевая сетка в смену    

Исходя из приведенных в п. 2.2. типичных средних значений суммар­ного объема общественных зданий для городов с различной численностью населения, для укрупненных расчетов можно пользоваться примерными интервалами значений:


- малые города с численностью населения до 20 тыс. чел. - от 3 до
5 кг/(сут. чел.);

- то же, с численностью населения 20-50 тыс. чел. - от 4 до 7 кг/(сут. чел.);

- средние города с численностью населения 50-100 тыс. чел. - от 14 до
18 кг/(сут. чел.).

При определении показателей для конкретного значения численности населения следует аппроксимировать справочные данные, представленные интервалами.

Значения коэффициентов часовой Кч и суточной Ксут неравномерности могут быть найдены из табл. 2.7 и 2.9.

Таблица 2.9

Значения коэффициента часовой неравномерности Kч для отдельных жилых зданий иди их групп при различном суммарном количестве жителей [14]

Суммарное количество жителей, чел
Значения Кч для жилого здания или группы зданий 5,15 4,3 4,1 3,75 3,5 3,27
Суммарное количество жителей, чел
Значения Кч для жилого здания или группы зданий 2,97 2,85 2,78 2,7 2,6 2,4


 


Рисунок2.3. Графики расхода тепловой энергии и воды на горячее водоснабжение: а) часовой; б) интегральный; в) годовой

2.5. Тепловая мощность технологических систем

На технологические процессы тепловая энергия расходуется при изго­товлении железобетонных конструкций, сушке деталей, подогреве и под­держании температуры растворов в ванных гальванических производств, а также в стиральных отделениях прачечных, цехах, мойки и пропарки обо­рудования, узлов, агрегатов. Тепловая энергия расходуется в виде подогре­той воды или водяного пара.

Количество теплоты, необходимой для подогрева воды или выработки водяного пара, определяют по формулам:

- при расходе горячей воды

(2.33)


- при расходе водяного пара

(2.34)

где NT — норма расхода водяного пара или горячей воды на технологиче­ский процесс (или единицу продукции); in и 1К - соответственно энталь­пия пара и конденсата, возвращенного в котельную; Ае - число технологи­ческих процессов (единиц продукции).

Максимальные тепловые потоки на технологические процессы и коли­чество возвращаемого конденсата, согласно [49], принимается по проектам промышленных предприятий.









Читайте также:

Последнее изменение этой страницы: 2016-03-25; Просмотров: 196;


lektsia.info 2017 год. Все права принадлежат их авторам! Главная