Магистраль. Ответвления

1. Исходные данные

Климатические данные района города.

Температура воды на входе в систему теплоснабжения τ 1 -

Температура воды в системе потребления, подающая t₁ -

Температура воды в системе потребления, обратная, t₂ -

Кол-во жителей района, N -

Регулирование отпуска теплоты - центральная качественное.

Система теплоснабжения - открытая

Жилая площадь на одного человека F – 18м²

Таблица 1

Город	Отопительный период
	Продолжи- тельность суток	Температура воздуха
		Расчётная для проектирования		Средняя отопительного периода		Средняя самого холодного месяца
		Отопление -tро	Вентиляция -tрв
СПб		-25	-11	-2. 2	-7. 9

Таблица 2

Город СПб	Температура наружного воздуха
Город СПб	Ниже -45	-40	-35	-30	-25	-20	-15	-10	-5	+8
Час	-	-	-	-
Сутки	-	-	-	-	0, 88	3, 46	11, 38	29, 5	63, 9	218, 3

Таблица 3

Расчётная температура наружного воздуха для проектирования отопления t°C	-10	-20	-30	-40
Укрупненный показатель максимального часового расхода на отопление жилых зданий q Ккал/м
Укрупненный показатель максимального часового расхода на отопление жилых зданий Вт/ м²

Таблица 4

Среднее за отопительный период нормы расхода воды на Г. В. С. (л/ сут человек)	Укрупненный показатель среднечасового расхода на Г. В. С. (ккал/час человек)	Укрупненный показатель среднечасового расхода на Г. В. С. (Вт/чел)

2. Расходы тепла

Максимальный расчетный расход тепла на отопление жилых и общественных зданий.

МВт

Максимальный расход тепла на отопление жилых зданий.

МВт

Максимальный расход тепла на отопление общественных зданий.

МВт

Максимальный расход тепла на вентиляцию общественных зданий.

МВт

Расчетный расход тепла на ГВС.

МВт

Среднечасовой расход тепла на ГВС.

МВт

Таблица 5

№	Содержание расчета	Величина, МВт
1.	Максимальный расход тепла на отопление жилых зданий.
2.	Максимальный расход тепла на отопление общественных зданий
3.	Максимальный расчетный расход тепла на отопление жилых и общественных зданий
4.	Максимальный расход тепла на вентиляцию общественных зданий
5.	Расчетный расход тепла на ГВС
6.	Расход по району

Расход тепла в зависимости от температуры наружного воздуха.

Коэффициент расхода тепла на отопление.

Принимаем = 18 º С

Проводим расчет данного коэффициента для пяти температур: расчетной температуры на отопление; расчетной температуры на вентиляцию; 0 º С; + 10 º С; +18 º С

Расход тепла на отопление.

Коэффициент расхода тепла на вентиляцию.

Расчет тепла на вентиляцию.

Расход тепла на ГВС.

Где = 60 º С; = +15 º С; = +5 º С;

Β – коэффициент учитывающий снижение среднечасового расхода воды в летний период по отношению к отопительному. Для промышленных городов, равным 0, 8

По данный формуле рассчитывается расход тепла на ГВС в летний период, в отопительный период он равен расчётному (максимальному) расходу тепла на ГВС (смотреть в таблице 5).

Таблица 6.

№	Содержание	Ед. изм.	tро	tрв	0°С	10°С	18°С
1.	Коэффициент расхода тепла на отопление	-
2.	Расход тепла на отопление	МВт
3.	Коэффициент расхода тепла на вентиляцию	-
4.	Расчет тепла на вентиляцию	МВт
5.	Расход тепла на ГВС	МВт
6.	Суммарный расход тепла	МВт

3. Годовые графики по продолжительности

График расходов тепла в зависимости от продолжительности наружных температур t_H. Этот график отражает: левая сторона графика - расходы тепла на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение, а также суммарный расход тепла по району; правая сторона графика - показывает кривую суммарного расхода тепла по району в зависимости от продолжительности отопительного сезона. Он строиться по таблице: №6 левая часть, и №2 -правая часть. Для правой части графика следует перевести часы в сутки.

Масштаб:

Ось ординат — расход тепла Q, в 1см -5МВт.

Ось абсцисс левая — температуры наружного воздуха t_H, в 1см-2°С.

Ось абсцисс правая - продолжительность отопительного периода Z, в 1см-10 суток.

Изображенные на левой части графика линии, по порядку сверху вниз: суммарный расход тепла по району, расход тепла на отопление, расход тепла ГВС, расход тепла на вентиляцию.

Изображенная на правой части графика линия: Линия расхода тепла по продолжительности.

ЧЕРТЕЖ 5

4. Регулирование отопительных нагрузок

Выбор метода регулирования производится в зависимости от соотношения тепловых нагрузок горячего водоснабжения и отопления.

При одновременной подаче тепла по двухтрубным водяным тепловым сетям на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение должно приниматься нейтральное качественное регулирование отпуска тепла, но совместной нагрузке отопления и горячего водоснабжения.

Центральное качественное регулирование отпуска тепла по совместной нагрузке отопления и горячего водоснабжения:

> 0, 6

Если > 0, 6, тогда допускается принимать центральное качественное регулирования по нагрузке отопления.

На основании графика температур теплоносителя центрального качественного регулирования по отопительной нагрузке.

Для закрытых систем теплоснабжения строится повышенный график температур теплоносителя.

Для открытых систем - скорректированный график температур теплоносителя.

Коэффициент расхода тепла на отопление.

Принимаем = 18 º С

Проводим расчет данного коэффициента для пяти температур: расчетной температуры на отопление; расчетной температуры на вентиляцию; 0 º С; + 10 º С; +18 º С; -смотреть таблицу 6

Расчет температур: ; .

Для =

Коэффициент расхода тепла на отопление в степени 0, 75

Проводим расчет данного коэффициента для пяти температур: расчетной температуры на отопление ( ); расчетной температуры на вентиляцию ( ); 0 º С; ; ; + 10 º С;

Рассчитываем отношение

Где коэффициент расхода воды в системе отопления.

Принимает равным 1 для ; ; 0 º С; ;

Принимает равным 0, 6 для ; + 10 º С;

Расчетная разность температуры воды поступающей в систему отопления и температуры воды обратной линии.

= =

Тогда по отношению равно: Проводим расчет расчетной температуры на отопление ( ); расчетной температуры на вентиляцию ( ); 0 º С; ; ; + 10 º С;

Расчетная разность температур.

δ = =

Проводим расчет расчетной температуры на отопление ( ); расчетной температуры на вентиляцию ( ); 0 º С; ; ; + 10 º С;

δ * =

Расчетная температура воды в подающем трубопроводе сети

Проводим расчет расчетной температуры на отопление ( ); расчетной температуры на вентиляцию ( ); 0 º С; ; ; + 10 º С;

Коэффициент подмешивания (инжекции) элеватора определяется:

Температура воды в подающем трубопроводе сети.

Проводим расчет расчетной температуры на отопление ( ); расчетной температуры на вентиляцию ( ); 0 º С; ; ; + 10 º С;

Температура воды в обратном трубопроводе сети.

Расход воды на отопление.

Теплоемкость воды С_р = 4, 19 кДж/кг º С

Расход тепла на отопление.

Проводим расчет расчетной температуры на отопление ( ); расчетной температуры на вентиляцию ( ); 0 º С; ; ; + 10 º С;

Время подачи теплоносителя в период местных пропусков.

Проводим расчет расчетной температуры на отопление ( ); расчетной температуры на вентиляцию ( ); 0 º С; ; ; + 10 º С;

Таблица 7

Величина	Единица измерения	Температура наружного воздуха
Величина	Единица измерения		+10
Коэф. расхода тепла на отопление	-
Коэф. расхода воды в системе отопления	-
Расчетная температура воды на входе в систему теплоснаб.
Температура воды в прямом трубопроводе сети
Температура воды в обратном трубопроводе сети
Расход тепла на отопление	МВт
Расход воды на отопление	т/ч
Время подачи теплоносителя в период местных пропусков	ч

Чертеж 1, 2, 3, 4

5. Гидравлический расчет

5. 1 Гидравлический расчет сети.

В результате гидравлического расчета тепловой сети определяют диаметры всех участников теплопроводов, оборудования и западно-регулирующей арматуры, а так же потери давления теплоносителя во всех элементах сети. По полученным значениям потерь давления рассчитывают напоры, которые должны развивать насосы системы.

Пьезометрический график разрабатывается для расчетной магистрали и основных характерных ответвлений.

Расчетный расход теплоносителя в тепловой сети на отопление

Расчетный расход теплоносителя в тепловой сети на вентиляцию

Расчетный расход теплоносителя на ГВС

Расход сетевой воды для открытой системы

Расход воды для одного квартала потребителей

Расход воды в зависимости от квартала

В зависимости от расхода воды на участках тепловой сети, по номограмме литературе принимаются значения:

· Диаметр трубопроводов (условный проход и наружный диаметр);

· Скорость воды в тепловой сети

· Удельная потеря давления на участке (не превышает 6-8 кг/м, м).

Эквивалентная длина. После определения диаметров участков, подсчитываются для каждого участка сумму коэффициентов местных сопротивлений, используя схему тепловой сети, данные по расположению местных сопротивлений и значение коэффициентов местных сопротивлений.

, где α – коэффициент m местного сопротивления;

- длина по плану

Приведенная длина теплопровода

Потеря давления на участке

- удельная потеря тепла

Суммарная потеря давления

Проводим расчет

Суммарная потеря напора

5. 2 Гидравлический расчет ответвлений.

Эквивалентная длина теплопровода участков ответвлений

Приведенная длина участков ответвлений

Потеря давления на участках ответвлений

, где - удельная потеря тепла

№ участка	Расход воды	Диаметр тр-да		Коэф. местного сопротивления	Длины участков			Скорость воды	Удельные потери давления	Потери давления на участке	Суммарные потери давления	Суммарная потеря напора
№ участка	Расход воды	Условный проход	Наружный диаметр	Коэф. местного сопротивления	По плану	Эквивалентная длина	Приведённая длина	Скорость воды	Удельные потери давления	Потери давления на участке	Суммарные потери давления	Суммарная потеря напора
Основная магистраль
1-2
2-3
3-4
4-5
Ответвления
2-6											-	-
3-7											-	-
3-8											-	-
4-9											-	-
9-10											-	-
9-11											-	-

Таблица 8

6. Монтажная схема сети

Тепловая сеть- это система прочно и плотно соединенных между собой участков теплопроводов, по которым теплота с помощью теплоносителя (парагорячен воды) транспортируется от источников к тепловым потребителям.

Направление теплопроводов (трасса) выбирается по тепловой карте района с учетом материалов геодезической съемки, плана существующих и намечаемых надземных и подземных сооружений, данных о характеристике фунтов и высоте стояния фунтовых вод.

При выборе трассы теплопровода следует руководствоваться в первую очередь условиями: надежности теплоснабжения, безопасности работы обслуживающего персонала, быстрой ликвидации возможных неполадок и аварий. По условиям безопасности работы обслуживающего персонала и надежности теплоснабжения не допускается прокладка в общих каналах теплопроводов совместно с кислородопроводами газопроводами, трубопроводами сжатого воздуха давлением выше 1, 6 МПа, трубопроводами легко воспламеняющихся и -довитых жидкостей и газов, трубопроводами фекальной и ливневой канализации. Подземный способ прокладки является основным в жилых районах, так как при этом не загораживается территория и не ухудшается архитектурный облик города. При прокладке каналов и технических подполий зданий, теплопровод защищен от всех механических воздействий и нагрузок, а в некоторой степени и от фунтовых вод.

Глубина заложения теплопровода от верхнего уровня канала или изоляционной конструкции до поверхности земли составляет 0, 5-0, 7м. При высоком уровне фунтовых вод, сооружают устройства попутного дренажа, каналы в настоящее время изготавливают из унифицированных сборных железобетонных деталей. Для зашиты от фунтовых вод, их поверхности покрывают битумом с оклей ой изоляционного рулона. Дну придают уклон не менее 0, 02.

Между поверхностью теплопровода и стенкой канала оставляют воздушный зазор для высушки тепловой изоляции.

Бесканальные теплопроводы в монолитных оболочках. Применение бесканальных теплопроводов в монолитных оболочках является одним из путей индустриализации строительства тепловых сетей. В этих теплопроводах на стальной трубопровод наложена в заводских условиях оболочка, совмещающая изоляционную и несущую конструкцию. Звенья таких элементов теплопровода длиной от 6 до 12 м доставляются с завода на место строительства, где производятся их укладка в подготовленную траншею или в канал, стыковая сварка отдельных звеньев между собой и накладка изоляционного слоя на стыковое соединение. Принципиально теплопроводы с монолитной изоляцией могут применяться не только при бесканальных прокладках, но и при прокладках в каналах.

Монтажная схема тепловой сети представляет собой подробную схему тепловой сети района города, с изображением на ней компенсаторов, неподвижных опор, запорной арматуры, и теплофикационных камер, и выполняется в масштабе.

Таблица 9

№ участка	Условный диаметр	Длина участка по плану	Допустимое расстояние между опорами	Кол-во опор	Кол-во компенсаторов	Расчётное расстояние между опорами
Магистраль
1-2
2-3
3-4
4-5
Ответвления
2-6
3-7
3-8
4-9
9-10
9-11

Ø _{у, мм}	Pу, МПа	λ (Δ ), мм		*1, 2F_эф, см²**		*Pж=С0Δ /2, т**		*L^_стркомпенсатора_{. мм}**		α
Ø _{у, мм}	Pу, МПа	Туз-120-81	Ту5. 551-19729-88	Туз-120-81	Ту5. 551729-88	Туз-120-81	Ту5. 551729-88	Туз-120-81	Ту5. 551729-88	α
		-+37, 5(75)				0, 2/0, 5
						0, 5/0, 7
						0, 6/0, 8
		+-75(150)				0, 6/1, 6
						1, 6/3, 2
						1, 7/3, 6
			(160)+-80			3, 4/4, 1				0, 103
	1, 6					3, 5/4, 1	1, 5/2, 1		758/797	0, 103
	2, 5					3, 5/4, 3	1, 5/2, 2		756/760	0, 087
			(180)+-90				2/2, 8		753/784	0, 129
							4, 4/6, 3		741/769	0, 113
							7, 4			0, 093
							7, 4/9		764/783	0, 080
			(160)+-80				8, 5			0, 060
			(160)+-80				8, 1			0, 057
			(170)+-85				9, 5			0, 045
			(160)+-80				11, 5			0, 040
			(170)+-85				12, 7			0, 040

Таблица 10

Примечание:

1. λ для СК ТУ 3-120-81 увеличено в 1, 5 раза по письму разработчика ТУ № 085/258 от23, 03, 88,

2. Р_ж-в числителе приведены значения для СК на расчетное давление 1, 6 МПА (16 атм), а в знаменателе на 2, 5 МПА (25 атм)

3. L_стр.**-приведена для справок, в числителе на расчетное давление 1, 6 МПА (16 атм), а в знаменателе на 2, 5 МПА (25 атм)

4. Значение α для СК ТУЗ-120-81 у разработчика компенсатора отсутствует.

Таблица 11

Условный диаметр трубы ДУ, мм	Теплоноситель
	Вода	Пар
	Р=8кг/см²t=100 Р=16кг/см²t=150	р=8кг/см²t=250	Р=13кг/см² T=300	р=16кг/см²р=2кг/см² t=325 t=350
	П	П	П	П
	—

40-50












				—


				—
				—
				—

Чертеж 6

7. Пьезометрический график напора

Пьезометрический график напора позволяет получить распределение Р по трассе тепловой сети, кроме того на графике показываем статистический напор в системе, динамические напоры в падающей и обратной магистрали, а так же располагаемые напоры по всей трассе от котельной до последнего потребителя.

На графике можно прочесть полный напор падающей и обратной магистрали, а так же напор, создаваемый сетевым насосом.

Вертикальная ось графика-ось напор / в. м. вод. ст. /

Горизонтальная ось-длина трассы от котельной / в м /

За начало отсчета принимаем - нулевой условный уровень- ОУУ-

Это самая низкая точка прокладки трубопроводов на плане

Например, котельная находится на высоте 1000 м над уровнем моря, а последний потребитель на высоте-1500 метров, тогда ОУУ будет на высоте 1000м, значит необходимо все высоты по трассе уменьшить на эту высоту т. е на 1000м.

На горизонтальной оси откладываем суммарную протяженность основной магистрали до последнего потребителя, для этого нужно сложить: длину участка по плану основной магистрали из таблицы. 8-6 колонка.

Обычно подходит масштаб 1 см =50 / 100 / м

Чтобы определить длину вертикальной оси нужно вычислить следующие величины.

DH под. м = DH обр. / условного принимаем /

/ 13 колонка 8 табл.

DH п. абон. = Н эл. уст. + / 3 +5 / + 5 метров

5 – для развития системы.

D Н эл. уст. =1, 4 / И + 1 /²xh м. с.

1, 4 коэффицент запаса

И – из расчета табл. 7- коэффицент подмешивания

h м. с –удельная потеря давления в системе потребителя от 1-1, 5 м. вод ст.

D Н с. у 10÷ 25 м. вод. ст. принимаем условно потери напора в сетевых установка

Кроме того, на выходе теплоносителя из обратной магистрали должен быть обеспечен запас по напору.

D Н изб. =10х 10÷ 15 м. вод. ст.

Чертеж 7