Н.д. чичирова, а.а. чичиров
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Н.Д. ЧИЧИРОВА, А.А. ЧИЧИРОВ,
А.И. ЛЯПИН, А.Р. ИСКАНДАРОВА
Построение графика продолжительности тепловых нагрузок
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
К ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ
Казань 2012
УДК 697.3
ББК 31.38
П.63
Чичирова Н.Д., Чичиров А.А., Ляпин А.И., Искандарова А.Р.
П 63 Построение графика продолжительности тепловых нагрузок.Методические рекомендации: Сост.: Чичирова Н.Д., Ляпин А.И., Искандарова А.Р., Казань: Казан.гос.энерг.ун-т,2012. – 17 с.
В данном пособие изложены рекомендации по построению графика продолжительности тепловых нагрузок и дан пример расчета теплового потребления коммунально-бытовым сектором в г. Казань.
Издание предназначены для подготовки магистров по программе «Технология производства электрической и тепловой энергии» по направлению «Теплоэнергетика и теплотехника» для дисциплины «Специальные вопросы централизованного теплоснабжения»..
© Казанский государственный энергетический университет, 2012
ПРЕДИСЛОВИЕ
Магистранты по программе «Технология производства электрической и тепловой энергии» по направлению «Теплоэнергетика и теплотехника» изучают дисциплину «Специальные вопросы централизованного теплоснабжения». По данной дисциплине согласно учебному плану студенты должны выполнить расчетную работу. Целями работы являются:
- закрепление и расширение знаний по дисциплине;
- усвоение метода построения графика продолжительности тепловых нагрузок и расчета теплового потребления;
- использование справочных и нормативных материалов периодической
и учебной литературы.
В данном пособие изложены рекомендации по построению графика продолжительности тепловых нагрузок и дан пример расчета теплового потребления коммунально-бытовым сектором в г. Казань.
РАЗДЕЛ 1.
ГРАФИКИ ТЕПЛОВОГО ПОТРЕБЛЕНИЯ
В системах централизованного теплоснабжения по тепловым сетям подается теплота различным тепловым потребителям. Несмотря на значительное разнообразие тепловой нагрузки, ее можно разбить на две группы по характеру протекания во времени: 1) сезонная; 2) круглогодовая.
Изменения сезонной нагрузки зависят главным образом от климатических условий. Основную роль играет температура наружного воздуха. К сезонной нагрузке относятся отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Основная задача отопления заключается в поддержании внутренней температуры помещений на заданном уровне. Сезонная нагрузка имеет сравнительно постоянный суточный график и переменный годовой график нагрузки.
К круглогодовой нагрузке относятся технологическая нагрузка и горячее водоснабжение. Годовые графики технологической нагрузки и нагрузки горячего водоснабжения также в определенной мере зависят от времени года. Параметры и расходы теплоты для технологических нужд зависят от характера технологического процесса, типа производственного оборудования, общей организации работ. Годовой расход теплоты на технологические нужды определяется на основе годового графика теплового потребления [1].
Графики теплового потребления часовые, годовые по продолжительности тепловой нагрузки, годовые по месяцам необходимы для решения ряда вопросов централизованного теплоснабжения: определения расходов топлива, выбора оборудования источников теплоты, выбора режима загрузки и графика ремонта этого оборудования, выбора параметров теплоносителя, а так же для технико-экономических расчетов при проектировании и эксплуатации системы теплоснабжения [2].
Для установления экономического режима работы теплофикационного оборудования, выбора параметров теплоносителя, а также для других плановых и технико-экономических исследований необходимо знать длительность работы системы теплоснабжения при различных режимах в течение года. Для этой цели строятся графики продолжительности тепловой нагрузки (графики Россандера) [1].
Исходные данные
Построить годовой график продолжительности отопительной нагрузки города Казань для 25 жилых и административных крупноблочных зданий из сборного железобетона с наружным объемом каждого V=20000м3., расчетной температурой воздуха внутри помещения 
= +18°С, расчетная температура наружного воздуха для отопления 
= -32°С (установлена СНиП для различных климатических районов).
Параметрами наружной среды, учитываемыми в расчете теплотехнических показателей здания и тепловой нагрузки на систему отопления, являются: температура наружного воздуха, скорость ветра, зона влажности в районе строительства, интенсивность солнечной радиации. Одни значения параметров климата описывают наиболее холодный расчетный период, другие - средние уровни в пределах отопительного периода. Значения климатических параметров холодного периода года принимаются по табл. 1 СНиП 23-01-99*[3], где в алфавитном порядке расположены наименования областных и краевых центров, а названия остальных пунктов даны внутри области или края. Самые холодные метеоусловия в пределах отопительного периода описываются расчетными значениями климатических параметров, которые не являются абсолютными экстремумами для района строительства. За расчетную температуру наружного воздуха для отопления ,°С, принимается не самая низкая средняя температура наиболее холодной пятидневки, а ее значение с обеспеченностью 0,92 [4]. Следовательно, для каждого региона выбирается соответствующая ему расчетная температура наружного воздуха согласно СНиП 23-01-99*.
РАЗДЕЛ 2.
Рис4. Район города
Расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления = -32°С. Плотность населения Р = 200 челГа. Общая площадь жилого здания на одного жителя fобщ = 22 м2чел. Средняя за отопительный период норма расхода горячей воды на одного жителя в сутки а = 105 лсутки. Значение расхода горячей воды принимается по приложению 2 в зависимости от типа здания.
Решение. Расчет тепловых потоков сводим в табл.2. Количество жителей в кварталах m, определяем по формуле:
m=P·Fкв
Для квартала №1 количество жителей составит:
m=200·10=2000 чел
Для квартала №2 количество жителей составит:
m=200·15=3000 чел.
Общую площадь жилых зданий кварталов А определяем по формуле
А=fобщ·m
Для квартала №1:
А=22·2000=44000 м2
Для квартала №2:
А=22·3000=66000 м2.
Приняв (приложение 3) для зданий постройки до 1985г величину удельного показателя теплового потока на отопление жилых зданий при 
= -32°С qо = 90 Вт/м2, находим расчетные тепловые потоки на отопление жилых и общественных зданий кварталов:
,
где K1 - коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий; К1 следует принимать равным 0.25.
Для квартала №1 при K1 = 0,25 получим расчетный расход тепла на отопление жилых и общественных зданий:
= 90·44000·(1+0,25) = 4950000 Вт = 4,95 МВт
Для квартала №2 при K1 = 0,25 получим расчетный расход тепла на отопление жилых и общественных зданий:
= 90·66000·(1+0,25) = 7425000 Вт = 7,425 МВт.
Максимальные тепловые потоки на вентиляцию общественных зданий кварталов определяем по формуле:
,
где К2 - коэффициент, учитывающий тепловой поток на вентиляцию общественных зданий; при отсутствии данных К2 следует принимать равным: для общественных зданий, построенных до 1985 г К2 =0,4; после 1985 г. К2 =0,6.
Для квартала №1 при K1 = 0,25, К2 =0,4 получим расчетный расход тепла на вентиляцию общественных зданий:
=0,25·0,4· 90·44000 = 396000 Вт = 0,396 МВт
Для квартала №2 при K1 = 0,25, К2 =0,4 получим расчетный расход тепла на вентиляцию общественных зданий:
=0,25·0,4· 90·66000 = 594000 Вт = 0,594 МВт.
По приложению 4 учебного пособия укрупненный показатель теплового потока на горячее водоснабжение qh c учетом общественных зданий при норме на одного жителя a= 105 лсутки составит 376 Вт.
Среднечасовые тепловые потоки на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий кварталов определяем по формуле:
Для квартала №1 эта величина составит:
376·2000 = 752000 Вт = 0,752 МВт
Для квартала №2 эта величина составит:
376·3000 = 1128000 Вт = 1,128 МВт
Суммарный тепловой поток по кварталам, QS, определяем суммированием расчётных тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение:
Для квартала №1 суммарный тепловой поток составит:
4,95 + 0,396 + 0,752 = 6,098 МВт
Для квартала №2 суммарный тепловой поток составит:
7,425 + 0,594 + 1,128 = 9,147 МВт.
Таблица 2
| № квартала | Fкв, га | P,чел/га | m,чел | А, м2 | Тепловой поток, МВт | |||
| | |  |  | |||||
| 4,95 7,425 | 0,396 0,594 | 0,752 1,128 | 6,098 9,147 | |||||
| å12,38 | å0,99 | å1,88 | å15,23 |
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Число часов за отопительный период со среднесуточной температурой наружного воздуха, равной и ниже данной (для ориентировочных расчетов)
| Город | Температура наружного воздуха, °С | ||||||||||
| Ниже - 45 | -40 | -35 | -30 | -25 | -20 | - 15 | - 10 | -5 | + 8 | ||
| Архангельск | — | ||||||||||
| Астрахань | — | — | — | ||||||||
| Баку | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | |
| Брянск | — | — | — | ||||||||
| Вильнюс | — | — | — | — | |||||||
| Воронеж | — | — | — | ||||||||
| Волгоград | — | — | — | ||||||||
| Екатеринбург | — | ||||||||||
| Златоуст | — | — | |||||||||
| Иваново | — | — | |||||||||
| Казань | — | — | |||||||||
| Киев | — | — | — | ||||||||
| Киров | — | — | |||||||||
| Кишинев | — | — | — | — | — | ||||||
| Курск | — | — | — | ||||||||
| Луганск | — | — | — | ||||||||
| Львов | — | — | — | — | |||||||
| Магнитогорск | — | ||||||||||
| Махачкала | — | — | — | — | — | ||||||
| Минск | — | — | — | ||||||||
| Москва | — | — | |||||||||
| Мурманск | — | — | — | ||||||||
| Нижний Новгород | — | — | |||||||||
| Нижний Тагил | — | ||||||||||
| Новороссийск | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | |
| Одесса | — | — | — | — | — | ||||||
| Оренбург | — | — | |||||||||
| Орск | — | — | |||||||||
| Пенза | — | — | |||||||||
| Пермь | — | ||||||||||
| Петрозаводск | — | — | — | ||||||||
| Рига | — | — | — | — | |||||||
| Ростов-на-Дону | — | — | — | — | |||||||
| Рязань | — | — | |||||||||
| Самара | — | — | |||||||||
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Нормы расхода воды потребителями
| Водопотребители | Измеритель | Норма расхода воды | Расход воды прибором л/с (л/ч) горячей | ||
| в средние сутки горячей | в сутки наибольшего водопотребления горячей | в час наибольшего водопотребления горячей | |||
| 1. Жилые дома квартирного типа: | |||||
| - с ваннами длиной от 1500 до 1700 мм, оборудованными душами; | 1 житель | 0,2(200) | |||
| - высотой св. 12 этажей и повышенными требованиями к их благоустройству | 1 житель | 10,9 | 0,2(200) | ||
| 2. Общежития: | |||||
| - с общими душевыми | то же | 6,3 | 0,14(60) | ||
| -с душами при всех жилых комнатах | то же | 8,2 | 0,14(60) | ||
| - с общими кухнями и блоками душевых на этажах | то же | 7,5 | 0,14(60) | ||
| 3. Гостиницы, пансионаты и мотели с общими ваннами и душами | то же | 8,2 | 0,2(200) | ||
| 4. Гостиницы и пансионаты с душами во всех отдельных номерах | то же | 0,14(80) | |||
| Гостиницы с ваннами в отдельных номерах, % от общего числа номеров: | |||||
| до 25 | то же | 10,4 | 0,2(180) | ||
| до 75 | то же | 0,2(190) | |||
| до 100 | то же | 0,2(200) |
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Укрупненные показатели максимального теплового потока на отопление жилых зданий на 1 м2 общей площади q o, Вт
| Этажность жилой застройки | Характеристика зданий | расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления t o, oC | ||||||||||
| -5 | -10 | -15 | -20 | -25 | -30 | -35 | -40 | -45 | -50 | -55 | ||
| Для постройки до 1985 г. | ||||||||||||
| 1 - 2 | Без учета внедрения энергосберегающих мероприятий | |||||||||||
| 3 - 4 | ||||||||||||
| 5 и более | ||||||||||||
| 1 - 2 | С учетом внедрения энергосберегающих мероприятий | |||||||||||
| 3 - 4 | ||||||||||||
| 5 и более | ||||||||||||
| Для постройки после 1985 г. | ||||||||||||
| 1 - 2 | По новым типовым проектам | |||||||||||
| 3 - 4 | ||||||||||||
| 5 и более |
Примечание:
1. Энергосберегающие мероприятия обеспечиваются проведением работ по утеплению зданий при капитальных и текущих ремонтах,
направленных на снижение тепловых потерь.
2. Укрупненные показатели зданий по новым типовым проектам приведены с учетом внедрения прогрессивных архитектурно-планировочных решений и применение строительных конструкций с улучшенными теплофизическими свойствами, обеспечивающими снижение тепловых потерь.
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Укрупненные показатели среднего теплового потока на горячее водоснабжение q h
| Средняя за отопительный период норма расхода воды при температуре 55 оС 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 | |
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебник для вузов.-7-е изд., стереот. – М.: Издательство МЭИ, 2001.
2. Тихомиров А. К. Теплоснабжение района города : учеб. пособие /
А. К.Тихомиров. – Хабаровск : Изд-во Тихоокеан. гос. ун-та,2006.
3. СНиП 23-01-99 Строительная климатология/Госстрой России.- М.: 2000.
4.http://files.stroyinf.ru/Data1/50/50453/
5. Сафонов А.П. Сборник задач по теплофикации и тепловым сетям: Учеб.пособие для вузов.-3-е изд., перераб.-М.: Энергоатомиздат, 1985.
ОГЛАВЛЕНИЕ
| Предисловие…………………………………………….................................. | |
| Раздел 1. Графики теплового потребления……………………………........ | |
| 1.1 Исходные данные……………………………………………...... | |
| 1.2. Построение графика продолжительности тепловой нагрузки | |
| 1.3. Построение интегрального графика отопительной нагрузки | |
| Раздел 2. Расчет системы теплоснабжения………………………………... | |
| Приложение…………………………………………………………………… | |
| Список литературы…………………………………………………………. | |
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Н.Д. ЧИЧИРОВА, А.А. ЧИЧИРОВ,