Міністерство освіти та науки

ГОУ ВПО «Братський державний університет»

Факультет енергетики та автоматики

Кафедра промислової теплоенергетики

Реферат з дисципліни

«Теплогазопостачання та вентиляція»

Сучасні системи теплопостачання

Перспективи розвитку

Виконала:

Ст групи ТГВ-08

Н.А. Снігурова

Керівник:

Професор, к.т.н., кафедри ПТЕ

С.А. Семенов

Братськ 2010

Вступ

1. Види систем центрального опаленнята принципи їх дії

4.2 Газове опалення

4.3 Повітряне опалення

4.4 Електричне опалення

4.5 Трубопроводи

4.6 Котельне обладнання

5. Перспективи розвитку теплопостачання у Росії

Висновок

Список використаної літератури

Вступ

Проживаючи в помірних широтах, де основна частина року є холодною, необхідно забезпечити теплопостачання будівель: житлових будинків, офісів та інших приміщень. Теплопостачання забезпечує комфортне проживання, якщо це квартира чи будинок, продуктивну роботу, якщо це офіс чи склад.

Спочатку розберемося, що розуміють під терміном «Теплопостачання». Теплопостачання – це постачання систем опалення будівлі гарячою водоюабо пором. Звичним джерелом теплопостачання є ТЕЦ та котельні. Існує два види теплопостачання будівель: централізована та місцева. При централізованому – постачаються окремі райони (промислові чи житлові). Для ефективної роботи централізованої мережі теплопостачання її будують, поділяючи на рівні, робота кожного елемента полягає у виконанні одного завдання. З кожним рівнем завдання елемента зменшується. Місцеве теплопостачання – постачання теплом одного або декількох будинків. Централізовані мережі теплопостачання мають низку переваг: зниження витрат палива та скорочення витрат, використання низькосортного палива, покращення санітарного стану житлових районів. Система централізованого теплопостачаннявключає джерело теплової енергії (ТЕЦ), теплової мережі і теплоспоживаючих установок. ТЕЦ комбіновано виробляє тепло та енергію. Джерелами місцевого теплопостачання є печі, казани, водонагрівачі.

Системи теплопостачання відрізняються різними температурами та тиском води. Це залежить від вимог споживачів та економічних міркувань. При збільшенні відстані, на яку необхідно передати тепло, збільшуються економічні витрати. Наразі відстань передачі тепла вимірюється десятками кілометрів. Системи теплопостачання діляться за обсягом теплових навантажень. Системи опалення відносять до сезонних, а системи гарячого водопостачання – до незмінних.

1. Види систем центрального опалення та принципи їх дії

Централізоване теплопостачання складається з трьох взаємопов'язаних та послідовно протікаючих стадій: підготовки, транспортування та використання теплоносія. Відповідно до цих стадій кожна система складається з трьох основних ланок: джерела теплоти (наприклад, теплоелектроцентралі або котельні), теплових мереж (теплопроводів) та споживачів теплоти.

У децентралізованих системах теплопостачання кожен споживач має власне джерело теплоти.

Теплоносіями в системах центрального опалення можуть бути вода, пара та повітря; Відповідні системи називають системами водяного, парового чи повітряного опалення. Кожна з них має свої переваги та недоліки. теплопостачання центральне опалення

Достоїнствами системи парового опалення є значно менші її вартість та витрата металу в порівнянні з іншими системами: при конденсації 1 кг пари звільняється приблизно 535 ккал, що в 15-20 разів більше кількості тепла, що виділяється при охолодженні 1 кг води в нагрівальних приладах, і тому паропроводи мають значно менший діаметр, аніж трубопроводи системи водяного опалення. У системах парового опалення менше поверхня нагрівальних приладів. У приміщеннях, де люди перебувають періодично (виробничі та громадські будівлі), система парового опалення дасть можливість проводити опалення з перервами і при цьому не виникає небезпека замерзання теплоносія з подальшим розривом трубопроводів.

Недоліками системи парового опалення є її низькі гігієнічні якості: пил, що знаходиться в повітрі, пригоряє на нагрівальних приладах, нагрітих до 100°С і більше; регулювати тепловіддачу цих приладів неможливо і більшу частину опалювального періоду система повинна працювати з перервами; наявність останніх призводить до значних коливань температури повітря в опалюваних приміщеннях. Тому системи парового опалення влаштовують тільки в тих будинках, де люди перебувають періодично - у лазнях, пральнях, душових павільйонах, вокзалах та клубах.

На системи повітряного опалення витрачається мало металу, і вони можуть одночасно з обігрівом приміщення виконувати вентиляцію. Однак вартість системи повітряного опалення житлових будівель вища, ніж інші системи.

Системи водяного опалення мають більшу вартість та металомісткість у порівнянні з паровим опаленням, але вони мають високі санітарно-гігієнічні якості, що забезпечують їм широке поширення. Їх влаштовують у всіх житлових будинках висотою більше двох поверхів, у громадських та більшості виробничих будівель. Централізоване регулювання тепловіддачі приладів у цій системі досягається шляхом зміни температури води, що надходить до них.

Системи водяного опалення розрізняють за способом переміщення води та конструктивним рішенням.

За способом переміщення води розрізняють системи з природним та механічним (насосним) спонуканням. Системи водяного опалення із природним спонуканням. Принципова схема такої системи складається з котла (генератора тепла), що подає трубопроводу, нагрівальних приладів, зворотного трубопроводу і розширювальної посудини. повертається в казан і далі циркуляція води повторюється. Її рух відбувається під впливом природного спонукання, що у системі при нагріванні води у котлі.

Циркуляційний тиск, що створився при роботі системи, витрачається на подолання опору руху води по трубах (від тертя води об стінки труб) і на місцеві опори (у відводах, кранах, вентилях, нагрівальних приладах, котлах, трійниках, хрестовинах і т. д.) .

Величина цих опорів тим більше, що вища швидкість руху води в трубах (якщо швидкість збільшиться вдвічі, то опір - вчетверо, т. е. у квадратичної залежності). У системах з природним спонуканням у будинках невеликої поверховості величина діючого тиску невелика, і тому в них не можна допускати великих швидкостей руху води в трубах; отже, діаметри труб мають бути більшими. Система може виявитися економічно невигідною. Тому застосування систем із природною циркуляцією допускається лише для невеликих будівель. Радіус дії таких систем не повинен перевищувати 30 м, а величина повинна бути не менше 3 м.

При нагріванні води у системі обсяг її збільшується. Для вміщення цього додаткового обсягу води в системах опалення передбачається розширювальну посудину 3; у системах з верхнім розведенням і природним спонуканням він одночасно служить для видалення з них повітря, що виділяється з води при нагріванні в котлах.

Системи водяного опалення із насосним спонуканням. Система опалення завжди заповнена водою та завданням насосів є створення тиску, необхідного лише для подолання опору руху води. У таких системах одночасно діють природне та насосне спонукання; сумарний тиск для двотрубних системз верхнім розведенням, кгс/м2 (Па)

З економічних міркувань зазвичай приймають у вигляді 5-10 кгс/м2 на 1 м (49-98 Па/м).

Достоїнствами систем із насосним спонуканням є зниження витрат на трубопроводи (їх діаметр менший, ніж у системах із природним спонуканням) та можливість від однієї котельні постачати теплом ряд будівель.

Прилади описаної системи, розташовані різних поверхах будівлі, працюють у різних умовах. Тиск р2, що забезпечує циркуляцію води через пристрій другого поверху, приблизно вдвічі більше, ніж тиск р1 для приладу нижнього поверху. У той же час сумарний опір кільця трубопроводу, що проходить через котел і пристрій другого поверху, приблизно дорівнює опору кільця, що проходить через котел і пристрій першого поверху. Тому перше кільце працюватиме з надлишковим тиском, у прилад на другому поверсі надійде більше води, ніж потрібно за розрахунком, і відповідно зменшиться кількість води, яка проходить через прилад на першому поверсі.

В результаті в приміщенні другого поверху, що опалюється даним приладом, настане перегрів, а в приміщенні першого поверху - недогрів. Для усунення цього явища застосовують спеціальні методи розрахунку систем опалення, а також користуються встановлюваними на гарячому підведенні до приладів кранами подвійного регулювання. Якщо прикрити ці крани біля приладів на другому поверсі, можна повністю погасити надлишковий тиск і тим самим відрегулювати витрати води по всіх приладах, що знаходяться на одному стояку. Проте нерівномірність розподілу води у системі, можлива і з окремих стоякам. Пояснюється це тим, що довжина кілець і, отже, сумарні опори в такій системі для всіх стояків неоднакові: найменший опір має кільце, що проходить через стояк (найближчий до головного стояка); найбільший опір має найдовше кільце, що проходить через стояк.

Розподілити воду по окремих стояках можна шляхом відповідного регулювання встановлених на кожному стояку пробкових (прохідних) кранів. Для циркуляції води встановлюють два насоси – один робочий, другий – запасний. Поблизу насосів роблять зазвичай закриту, обвідну лінію із засувкою. У разі припинення подачі електроенергії та зупинки насоса засувка відкривається і система опалення працює з природною циркуляцією.

У системі з насосним спонуканням розширювальний бак приєднується до системи перед насосами, і тому повітря, що накопичується, через нього не може видалятися. Для видалення повітря в змонтованих раніше системах кінці стояків, що подають, були продовжені повітряними трубами, на яких встановлені вентилі (для відключення стояка на ремонт). Повітряна магістраль у місці приєднання до повітрозбірника виконана у вигляді петлі, що перешкоджає циркуляції води через повітряну магістраль. В даний час замість такого рішення застосовують повітряні крани, загвинчені у верхні пробки радіаторів, встановлених на верхньому поверсі будівлі.

Системи опалення з нижнім розведенням в експлуатації зручніші, ніж системи з верхнім розведенням. Через магістраль, що подає, не втрачається стільки тепла і можна вчасно виявити і усунути витік води з неї. Чим вище вміщений нагрівальний прилад в системах з нижньою розводкою, тим більше тиск, що є в кільці. Чим більша довжина кільця, тим більший його сумарний опір; тому в системі з нижнім розведенням надлишковий тиск у приладів верхніх поверхів значно менше, ніж у системах з верхнім розведенням і, отже, регулювання їх простіше. У системах з нижнім розведенням величина природного спонукання знижується через те, що внаслідок охолодження в стояках, що подають, оди виникає гальмує її рух зверху вниз, тому сумарний тиск, що діє в таких системах,

В даний час великого поширення набули однотрубні системи, в яких радіатори обома підводками приєднуються до одного стояка; такі системи простіше монтуються та забезпечують більш рівномірне прогрівання всіх нагрівальних приладів. Найбільш поширена однотрубна система з нижньою розводкою та вертикальними стояками.

Стояк такої системи складається з підйомної та опускної частин. Триходові крани можуть пропускати розрахункову кількість або частину води в прилади в останньому випадку решта її кількості проходить, минаючи прилад, через ділянки, що замикають. З'єднання підйомної та опускної частин стояка проводиться прокладається під вікнами верхнього поверху сполучною трубою. У верхніх пробках приладів, що знаходяться на верхньому поверсі, встановлюють повітряні крани, через які слюсар видаляє із системи повітря під час пуску системи або рясно підживлює її водою. У однотрубних системах вода послідовно проходить через усі прилади, і тому вони мають бути ретельно відрегульовані. У разі потреби регулювання тепловіддачі окремих приладів здійснюють за допомогою триходових кранів, а витрата води по окремих стояках - прохідними (пробковими) кранами або встановленням в них шайб, що дроселюють. Якщо стояк надходитиме надмірно велика кількість води, то перші по ходу руху води нагрівальні прилади стояка віддадуть тепла більше, ніж це необхідно за розрахунком.

Як відомо, циркуляція води в системі, крім тиску, створюваного насосом і природним спонуканням, виходить і від додаткового тиску Ар, що виникає в результаті охолодження води під час руху трубопроводами системи. Наявність цього тиску дозволило створити системи квартирного водяного опалення, котел якого не заглиблений, а його зазвичай встановлюють на підлозі кухні. У таких випадках відстань, отже система працює тільки за рахунок додаткового тиску, що виникає в результаті охолодження води в трубопроводах. Розрахунок таких систем відрізняється від розрахунків систем опалення будівлі.

Системи квартирного водяного опалення в даний час широко застосовують натомість. пічного опаленняв одно- та двоповерхових будівлях у містах, що газифікуються: у таких випадках замість котлів встановлюють автоматичні газові водонагрівачі(ЛГВ), що забезпечують не тільки опалення, а й гаряче водопостачання.

2. Порівняння сучасних систем теплопостачання теплового гідродинамічного насоса типу ТС1 та класичного теплового насосу

Після монтажу гідродинамічних теплових насосів котельня стане більше схожа на насосну станціюніж на котельню. Відпаде потреба у димовідвідній трубі. Не стане кіптяви та бруду, значно зменшиться потреба в обслуговуючому персоналі, система автоматики та контролю повністю візьме на себе процеси управління виробництвом тепла. Ваша котельня стане більш економічною та високотехнологічною.

Принципові схеми:

На відміну від теплового насоса, який може максимально дати теплоносій з температурою до +65 °С, гідродинамічний тепловий насос може нагріти теплоносій до +95 °С, а отже, досить легко може бути вбудований в систему теплопостачання будівлі.

За капітальними витратами на систему теплопостачання гідродинамічний тепловий насос у рази дешевший за тепловий насос, т.к. не потребує контуру низькопотенційного тепла. Теплові насоси та теплові гідродинамічні насоси, схожі за назвою, але різні за принципом перетворення електричної енергії на теплову.

Як і класичний тепловий насос, гідродинамічний тепловий насос має цілу низку переваг:

· Економічність (гідродинамічний тепловий насос економічніший за електрокотли в 1,5-2 рази, економічніші за дизельні котли в 5-10 разів).

· Абсолютна екологічність (можливість використання гідродинамічного теплового насоса у місцях з обмеженими нормами ПДВ).

· Повна пожежо- та вибухобезпека.

· Не вимагає водопідготовки. При роботі в результаті процесів, що проходять у теплогенераторі гідродинамічного теплового насоса, відбувається дегазація теплоносія, що сприятливо впливає на обладнання та прилади системи теплопостачання.

· Швидкість установки. За наявності підведеної електричної потужності, монтаж індивідуального теплового пунктуз використанням гідродинамічного теплового насоса може бути виготовлений за 36-48 годин.

· Термін окупності від 6 до 18 місяців, у зв'язку з можливістю інсталяції у вже існуючу систему теплопостачання.

· Час до капітального ремонту 10-12 років. Висока надійність гідродинамічного теплового насоса закладена конструктивно та підтверджена багаторічною безаварійною роботою гідродинамічних теплових насосів у Росії та за її межами.

3. Автономні системи теплопостачання

Автономні системи теплопостачання призначені для опалення та гарячого водопостачання одноквартирних та блокованих житлових будинків. До автономної системи опалення та гарячого водопостачання відносяться: джерело теплопостачання (котел) та мережа трубопроводів з нагрівальними приладамита водорозбірною арматурою.

Переваги автономних системтеплопостачання полягають у наступному:

· Відсутність дорогих зовнішніх теплових мереж;

· можливість швидкої реалізації монтажу та запуску в роботу систем опалення та гарячого водопостачання;

· Низькі початкові витрати;

· Спрощення вирішення всіх питань, пов'язаних з будівництвом, оскільки вони зосереджені в руках власника;

· Скорочення витрати палива за рахунок місцевого регулювання відпустки тепла та відсутність втрат у теплових мережах.

Такі системи опалення, за принципом прийнятих схем, поділяються на схеми із природною циркуляцією теплоносія та схеми зі штучною циркуляцією теплоносія. У свою чергу, схеми з природною та штучною циркуляцією теплоносія можуть поділятися на одно- та двотрубні. За принципом руху теплоносія схеми можуть бути тупикові, попутні та змішані.

Для систем з природним спонуканням теплоносія рекомендуються схеми з верхнім розведенням, з одним або двома (залежно від навантаження та конструктивних особливостейвдома) головними стояками, з розширювальним баком, встановлений на головному стояку.

Котел для однотрубних систем з природною циркуляцією може знаходитися на одному рівні з нижніми нагрівальними приладами, але краще, якщо він буде заглиблений, хоча б до рівня бетонної плити, у приямок або встановлений у підвалі.

Котел для двотрубних систем опалення з природною циркуляцією обов'язково заглиблювати по відношенню до нижнього нагрівального приладу. Висота заглиблення уточнюється розрахунком, але не менше 1,5-2 м. Системи зі штучним (насосним) спонуканням теплоносія мають більш широкий діапазон застосування. Можна конструювати схеми з верхньою, нижньою та горизонтальною розводками теплоносія.

Системи опалення бувають:

· Водяні;

· Повітряні;

· Електричні, в тому числі з електрокабелем, що гріє, закладеним в підлогу опалюваних приміщень, і акумуляторні теплові печі (проектуються за наявності дозволу енергопостачальної організації).

Водяні системи опалення проектуються вертикальними з нагрівальними приладами, встановленими під віконними отворами, і з трубопроводами, що гріють, закладеними в конструкції підлоги. За наявності опалювальних поверхонь до 30% опалювального навантаження слід забезпечувати нагрівальними приладами, встановленими під віконними отворами.

Квартирні системи повітряного опалення, поєднані з вентиляцією, повинні дозволяти працювати в режимі повної циркуляції (люди відсутні) тільки на зовнішній вентиляції (інтенсивні побутові процеси) або на суміші зовнішньої та внутрішньої вентиляції у будь-яких бажаних співвідношеннях.

Припливне повітря проходить таку обробку:

· забирається зовні (в обсязі санітарної норми на людину 30 м3/год) поєднується з рециркуляційним повітрям;

· Очищається у фільтрах;

· Підігрівається в калориферах;

· подається в приміщення, що обслуговуються по мережі повітроводів, виконаних з металу або закладених у будівельні конструкції.

Залежно від зовнішніх умов, система повинна забезпечувати роботу установки у трьох режимах:

· На зовнішньому повітрі;

· На повній рециркуляції;

· На суміші зовнішньої рециркуляції повітря.

4. Сучасні системи опалення та гарячого водопостачання в Росії

Опалювальні прилади є елементом системи опалення, призначеним для передачі теплоти від теплоносія повітря огороджувальним конструкціям приміщення, що обслуговується.

До опалювальних приладів зазвичай висувається низка вимог, на підставі яких можна судити про ступінь їх досконалості та проводити порівняння.

· Санітарно-гігієнічні.Опалювальні прилади по можливості повинні мати нижчу температуру корпусу, мати найменшу площу горизонтальної поверхні для зменшення відкладень пилу, дозволяти безперешкодно видаляти пил з корпусу і поверхонь приміщення навколо них.

· економічні.Опалювальні прилади повинні мати найменші наведені витрати на їх виготовлення, монтаж, експлуатацію, а також мати найменшу витрату металу.

· Архітектурно-будівельні.Зовнішній вигляд опалювального приладу повинен відповідати інтер'єру приміщення, а об'єм, що займає ними, повинен бути найменшим, тобто. їх обсяг, що припадає на одиницю теплового потоку, має бути найменшим.

· Виробничо-монтажні.Повинна забезпечуватись максимальна механізація робіт під час виконання та монтажу опалювальних приладів. Опалювальні прилади. Опалювальні прилади повинні мати достатню механічну міцність.

· Експлуатаційні.Опалювальні прилади повинні забезпечити керованість їх тепловіддачею та забезпечувати теплостійкість та водонепроникність при гранично допустимому в робочих умовах гідростатичному тиску всередині приладу.

· Теплотехнічні.Опалювальні прилади повинні забезпечувати найбільшу густину питомого теплового потоку, що припадає на одиницю площі (Вт/м).

4.1 Системи водяного опалення

Найпоширеніше в Росії опалення - водяне. У цьому випадку тепло передається до приміщень гарячою водою, що міститься в приладах опалення. Найбільш звичний спосіб - водяне опаленняіз природною циркуляцією води. Принцип простий: вода переміщається через різницю температур і щільності. Легша гаряча вода піднімається від опалювального котлавгору. Поступово остигаючи в трубопроводі та опалювальних приладах, важчає і прагне донизу, назад до котла. Основна перевага такої системи – незалежність від електропостачання та досить простий монтаж. Багато російських умільців справляються з її установкою самостійно. Крім того, невеликий циркуляційний тиск робить її безпечною. Але для роботи системи потрібні труби збільшеного діаметра. При цьому знижена тепловіддача, обмежений радіус дії та велика кількість часу, потрібна на запуск, робить її недосконалою та придатною лише для невеликих будинків.

Більш сучасні та надійні схемиопалення із примусовою циркуляцією. Тут вода рухається за рахунок роботи циркуляційного насоса. Він встановлюється на трубопроводі, що підводить воду до теплогенератора, і задає швидкість потоку.

Швидкий запуск системи і, як наслідок, швидке прогрівання приміщень - гідність насосної системи. До недоліків відноситься те, що при відключенні електроживлення вона не працює. А це може призвести до заморожування та розгерметизації системи. Серце системи водяного опалення – джерело теплопостачання, теплогенератор. Саме він створює енергію, яка забезпечує тепло. Таке серце – котли на різних видах палива. Найбільш популярні газові казани. Інший варіант – котел на дизельному паливі. Електричні котливигідно відрізняються відсутністю відкритого полум'я та продуктів горіння. Твердопаливні котлине зручні в експлуатації через необхідність частої топки. Для цього треба мати десятки кубометрів палива, площу для його зберігання. А додайте сюди трудовитрати на завантаження та заготівлю! Крім того, режим тепловіддачі твердопаливного котла циклічний, і температура повітря в опалювальних приміщеннях помітно коливається протягом доби. Місце для зберігання запасів палива також необхідне і для котлів рідкому паливі.

Алюмінієві, біметалічні та сталеві радіатори

Перш ніж вибрати будь-який опалювальний прилад, необхідно звернути увагу на ті показники, яким прилад повинен відповідати: висока тепловіддача, невелика вага, сучасний дизайн, мала ємність, невелика вага. Найголовніша характеристика опалювального приладу - тепловіддача, тобто кількість тепла, яка повинна бути в 1 годину на 1 кв.метр поверхні нагріву. Найкращим вважається прилад, у якого вище цей показник. Тепловіддача залежить від багатьох факторів: теплопередаючого середовища, конструкції опалювального приладу, способу установки, кольору фарбування, швидкості руху води, швидкості омивання приладу повітрям. Всі прилади системи водяного опалення по конструкції поділяються на панельні, секційні, конвектори та колончасті алюмінієві радіаторичи сталеві.

Панельні прилади опалення

Виготовляються з холоднокатаної високоякісної сталі. Вони складаються з однієї, двох або трьох плоских панелей, всередині яких знаходиться теплоносій, також мають ребристі поверхні, які нагріваються від панелей. Нагрівання приміщення відбувається швидше, ніж при використанні секційних радіаторів. Вищезгадані панельні радіатори водяного опалення бувають з бічним або нижнім підключенням. Бокове підключення застосовується у випадку заміни старого радіатора з бічним підключенням або у випадку, якщо неестетичний вигляд радіатора не заважає інтер'єру приміщення.

Секційні прилади водяного опалення

Виготовляються із сталі, чавуну чи алюмінію. Вони використовують конвективний метод обігріву приміщення, тобто віддають тепло за рахунок циркуляції повітря через них. Повітря проходить крізь конвектор зверху донизу та нагрівається від великої кількості теплих поверхонь.

Конвектори

Забезпечують циркуляційний рух повітря в приміщенні, коли тепле повітря піднімається вгору, а холодне повітря навпаки опускається вниз і, проходячи крізь конвектор, нагрівається.

Сталевий радіатор водяного опаленняможливо і секційного, і панельного типу. Сталь найчастіше піддається корозії і тому ці радіатори найбільш підходять для закритих приміщень. Виробляють два типи радіаторів: з горизонтальними каналами та з вертикальними каналами.

Алюмінієві радіатори

Алюмінієві радіатори водяного опалення відрізняються невеликою вагою і мають гарну тепловіддачу, естетичні, але дорого коштують. Часто не витримують високого тиску у системі. Їхня гідність – вони нагрівають приміщення набагато швидше, ніж це роблять чавунні радіатори.

Біметалеві радіатори

Біметалічні радіатори водяного опалення складаються з алюмінієвого корпусу та сталевих труб, Якими рухається теплоносій. Їхня головна перевага перед іншими радіаторами - міцність. Їхній робочий тиск досягає до 40 атм., тоді як алюмінієві радіатори водяного опалення працюють при тиску 16 атм. На жаль, на даний момент на європейському ринку дуже рідко можна зустріти у продажу дані біметалічні радіатори водяного опалення.

Чавунні радіатори колончастого типу - це практично найпоширеніший вид радіаторів. Вони довговічні та практичні у використанні. Чавунні радіатори випускають двоколонними секціями. Дані опалювальні приладиможуть експлуатуватися при найбільшому робочому тиску. Їх недолік – це велика вага та невідповідність дизайну приміщення. Вищезгадані радіатори застосовуються в системах з поганою підготовкою теплоносія. Вони досить недорогі за ціною.

4.2 Газове опалення

Наступний за частотою застосування в Росії вид опалення заміського будинку- газовий. Пристосовані для спалювання газу опалювальні прилади в цьому випадку встановлюються безпосередньо в приміщеннях, що обігріваються.

Газові печіекономічні та мають високі теплотехнічні показники. Відмінна особливістьтаких печей – рівномірність нагріву зовнішньої поверхні. Як додаткові джерела тепла використовують газові каміни, які також надають особливого комфорту інтер'єру.

Гідність газового опаленняполягає, перш за все, щодо низької вартості природного газу. Його використання дозволяє автоматизувати процес горіння палива, значно підвищує ефективність опалювального обладнання, знижує витрати на експлуатацію. Але воно вибухонебезпечне і неприпустиме для самостійного виготовленнята монтажу.

4.3 Повітряне опалення

Системи повітряного опалення розрізняють залежно від способу створення циркуляції повітря: гравітаційні та вентиляторні. Гравітаційна повітряна системаопалення заснована на різниці густини повітря при різних температурах. У процесі прогріву виникає природна циркуляціяповітря у системі. У вентиляторній системі використовується електричний вентилятор, який підвищує тиск повітря та розподіляє його по повітроводам та приміщенням (примусова механічна циркуляція).

Повітря нагрівається в калориферах, що підігріваються зсередини водою, парою, електрикою або гарячими газами. Калорифер розміщується або в окремій вентиляторній камері ( центральна системаопалення) або безпосередньо в приміщенні, яке опалюється (місцева система).

Відсутність теплоносія, що замерзає, робить вдалим цей вид опалення для будинків з непостійним використанням. Повітряне опалення швидко прогріє будинок, а автоматичні регулятори підтримуватимуть задану температуру. До недоліків такого опалення можна віднести хіба що небезпека поширення шкідливих речовин, що рухається повітрям.

4.4 Електричне опалення

Системи прямого стаціонарного електроопалення дуже надійні, екологічно чисті та безпечні. Електрикою обігрівається до 70% малоповерхових будинків у країнах Скандинавії та Фінляндії. Обладнання для електроопалення можна розділити на 4 групи: - настінні електроконвектори; - стельові обігрівачі;

Завдяки такому розмаїттю легко вибрати потрібний варіант для кожного конкретного приміщення. Витрати обладнання та експлуатацію електросистем дуже низькі. Системи можуть автоматично вмикатися та вимикатися для підтримки температури на заданому рівні. Скажімо, знижувати її до мінімуму на час вашої відсутності. Ця функція суттєво економить витрати на електроенергію. Зростання цін на різні видипалива роблять електроопалення дуже привабливим для власників приватних будинків. Мінусом систем опалення є те, що доведеться встановлювати додаткове обладнання для забезпечення будинку гарячою водою. Крім того, у нас все ще трапляються тривалі відключення електроенергії, і власникам такої системи слід продумати додаткове джерело опалення – про всяк випадок.

4.5 Трубопроводи

Трубопроводи для підведення теплоносія до опалювальних приладів можуть бути виготовлені зі сталевих водогазопровідних труб, мідних труб і полімерних матеріалів ( металопластикові труби, поліпропіленові трубита труби з поперечно шитого поліпропілену). Магістралі зі сталевих труб не підходять для прихованого підведення до радіаторів. Решту труб можна «ховати» під оздоблювальними матеріалами з дотриманням певних технологій монтажу системи. Ще необхідно відзначити, що не допускається монтаж системи опалення з мідних труб, якщо в якості опалювальних приладів вибрані алюмінієві радіатори секційні.

4.6 Котельне обладнання

Як правило, опалення міського житла забезпечується від централізованих котелень та міських тепломереж, у той час як опалення заміських будинківв основному здійснюється від власних (автономних) джерел тепла і лише зрідка від котельні, що працює на групу будівель.

Ринок котельного устаткування Росії досить насичений. Практично всі провідні західні фірми, що виробляють котельне обладнання, мають у нас свої представництва. Російські котли хоч і широко представлені на ринку, але конкуренції з імпортними зразками за споживчими якостями поки що не витримують. У той же час практично всі західні виробники розробляють і постачають російський риноккотли, адаптовані до наших умов:

· багатопаливні котли;

· газові котли, які працюють без електрики.

Багатопаливні котли

Практично всі фірми випускають котли, що працюють на рідкому паливі та газі, а деякі фірми додають опцію твердого палива. Багатопаливні котли, в силу конструкції пальника досить шумні.

Газові котли, що працюють без електрики

Зараз основна маса котлів призначена для роботи в системах опалення з примусовою циркуляцією теплоносія, і в типовому для Росії випадку відключення електроенергії котел просто зупиняється і не працює поки що немає електрики.

Системи управління котельнею

Система управління котельним обладнанням залежно від призначення котельні (тільки опалення однієї будівлі, опалення та гаряче водопостачання, наявність контурів теплої підлоги, опалення та ГВП декількох будівель), може змінюватись від найпростішої, виконаної на термостатичних регуляторах, до складної з мікропроцесорним регулюванням.

5. Перспективи розвитку теплопостачання у Росії

До основних чинників, визначальних перспективи розвитку теплопостачання у Росії, слід зарахувати:

1. Курс на реструктуризацію єдиної енергетичної системи із формуванням 3-рівневої системи підприємств: виробники тепла, теплові мережі та продавці енергії. Реструктуризація супроводжуватиметься переділом власності у енергетичному комплексіна користь приватного підприємництва. Очікується залучення великих інвестицій, зокрема з-за кордону. У разі реструктуризація торкнеться «велику» енергетику.

2. Житлово-комунальна реформа, пов'язана зі скороченням та зняттям дотацій населенню в оплаті комунальних послуг, у тому числі теплової енергії.

3. Стабільне зростання економіки у будівельному комплексі.

4. Інтеграція до економіки країни передових теплоенергетичних технологій країн.

5. Перегляд нормативно-правової бази теплоенергетики з урахуванням інтересів великих інвесторів.

6. Наближення внутрішніх ціни паливно-енергетичні ресурси до світовим. Формування на внутрішньому ринку «дефіциту» паливних ресурсів експортного потенціалу, насамперед – природного газу та нафти. Збільшення частки вугілля та торфу у паливному балансі країни.

7. Формування балансу муніципальних та ринкових механізмів організації та управління теплопостачанням регіонів.

8. Становлення сучасних обліково-білінгових систем на ринку виробництва, постачання та споживання теплової енергії.

Висновок

Росія належить до країн із високим рівнем централізації теплопостачання. Енергетична, екологічна та технічна перевага централізованого теплопостачання над автономною в умовах монополії державної власності вважалася апріорною. Автономне та індивідуальне теплопостачання окремих будинків було виведено за рамки енергетики та розвивалося за залишковим принципом.

У системі централізованого теплопостачання велике поширення набули ТЕЦ – підприємства з комбінованого вироблення електроенергії та теплоти. Технологічно ТЕЦ орієнтовані на пріоритет електропостачання, попутно вироблене тепло затребуване в холодну пору року, що скидається в навколишнє середовище – в теплий період. Гармонізувати режими виробництва теплової та електричної енергії з режимами їх споживання вдається далеко не завжди. Проте високий рівень великої енергетики визначив «технологічну незалежність» і навіть певний експортний потенціал країни, чого не можна сказати про малу теплоенергетику. Низькі ціни на паливні ресурси, економічно не обґрунтована ціна теплової енергії не сприяли розвитку технологій малого котлобудування.

Теплопостачання є важливою галуззю нашого життя. Воно приносить тепло в наш будинок, забезпечує затишок та комфорт, а також гаряче водопостачання необхідне щодня у сучасному світі.

Сучасні системи теплопостачання значно економлять ресурси, зручніші в експлуатації, відповідають санітарно-гігієнічним вимогам, менш габаритні та виглядають естетичніше.

Список використаної літератури

1. http://www.rosteplo.ru

2. http://dom.ustanovi.ru

3. http://www.boatanchors.ru

4. http://whttp://www.ecoteplo.ru

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму, розташовану нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru/

Вступ

Теплоспоживання промислових підприємств становить більшу частину загального теплового споживання. З кожним роком зростає частка централізованого теплопостачання промислових підприємств від теплоелектроцентралей, що дає змогу ліквідувати велику кількість промислових котелень і тим самим знизити забруднення атмосфери викидами продуктів згоряння.

Промислові підприємства отримують пару для технологічних потреб та гарячу воду як для технології, так і для опалення та вентиляції. Велике значення мають теплові мережі, парові та водяні, якими транспортуються пара та гаряча вода до споживачів. Надзвичайно важлива система повернення конденсату технологічної пари на ТЕЦ. Виробництво тепла для промислових підприємств потребує великих витрат палива, що спалюється в топках парогенераторів теплоелектроцентралей та котелень.

Для ТЕЦ в. котельних, мережевих районів підвищення якості праці означає досягнення бездефектності роботи. Для цього треба виконувати цілу систему заходів, до яких належать підвищення кваліфікації, тренування персоналу, система профілактичних ремонтів.

Ефективність виробництва забезпечується високими його техніко-економічними показниками, серед яких найважливіші – питомі витрати пального на відпущену теплоту та електроенергію.

Теплове споживання - це використання теплової енергії для різноманітних комунально-побутових та виробничих цілей (опалення, вентиляція, кондиціювання повітря, душі, лазні, пральні, різні технологічні установки, що використовують тепло і т.д.).

При проектуванні та експлуатації систем теплопостачання необхідно враховувати наступне: а) вид теплоносія (вода чи пара); б) параметри теплоносія (температура та тиск); в) максимальна годинна витрата теплоти; г) зміна споживання теплоти протягом доби (добовий графік); д) річна витрата теплоти; е) зміна споживання теплоти протягом року (річний графік); ж) характер використання теплоносія у споживачів (безпосередній забір його з теплової мережі або лише відбір теплоти).

Споживачі теплоти висувають до системи теплопостачання різні вимоги. Незважаючи на це, теплопостачання має бути надійним, економічним та якісно задовольняти всіх теплових споживачів.

Споживачів теплоти можна поділити на дві групи: сезонні споживачі; б) цілорічні споживачі.

Сезонні споживачі використовують теплоту не цілий рік, а лише протягом якоїсь його частини (сезону), при цьому витрата теплоти та її зміна за часом залежать головним чином від кліматичних умов (температури зовнішнього повітря, сонячного випромінювання, швидкості та напряму вітру, вологості повітря). Основне значення має температура зовнішнього повітря; впливом інших кліматичних факторів па витрата теплоти часто нехтують.

Сезонними споживачами теплоти є: а) опалення; б) вентиляція (з підігрівом повітря у калориферах); в) кондиціювання повітря (отримання повітря певної якості, чистоти, температури та вологості).

Цілорічні споживачі використовують теплоту протягом усього року. До цієї групи належать: а) технологічні споживачі теплоти; б) гаряче водопостачання комунально-побутових споживачів.

Якщо у сезонних споживачів витрата теплоти практично залежить від одного фактора – температури зовнішнього повітря, то у цілорічних споживачів – від багатьох різних факторів. Так, технологічне споживання теплоти залежить від технології виробництва, виду продукції, типу устаткування, режиму роботи підприємства і т.д. Кліматичні умови дуже мало впливають на витрату теплоти цілорічних споживачів.

Цілорічні споживачі забезпечують найбільш економічну роботу ТЕЦ протягом усього року, у той час як сезонне навантаження через нерівномірність її річного графіка і особливо через наявність літнього провалу призводить до зниження економічності ТЕЦ.

Намічене в нашій країні подальший розвиток гарячого водопостачання, кондиціювання повітря та холодильного господарства не тільки покращить побутові умови населення, а й позитивно позначиться на економічності систем теплопостачання.

1. Графік центрального якісного регулювання

Одним з основних способів регулювання відпуску теплоти джерелом централізованого теплопостачання є вироблення тепла з оптимальними, найбільш вигідними параметрами (якісне регулювання відпустки теплоти). Для визначення таких оптимальних параметрівтеплоносія будується графік температур.

Побудова графіка заснована на визначенні залежності температури мережної води в магістралі, що подає і зворотній, від температури зовнішнього повітря.

Розрахунок температур теплоносія в магістралі, що подає і зворотній, теплової мережі при різних температурах зовнішнього повітря ведеться за формулами:

де t в.р - розрахункова температура повітря всередині приміщення, про З приймаємо за додатком 3

Дt - температурний напір нагрівального приладу, С

де фе - розрахункова температура води, що надходить в опалювальні прилади (після змішування в елеваторі), про С, рівна

де а - коефіцієнт змішування, що дорівнює відношенню кількості зворотної води, що підмішується елеватором до кількості води, що надходить з тепломережі (приймається а = 1 ... 2,5)

Дф - розрахунковий перепад температур води в теплій мережі при зовнішній опалювальній температурі, С:

Дф = ф п?ф про = 140? 70 = 70

та - розрахунковий перепад температур у місцевій системі опалення, про С

і = ф е -ф про = 93,33-70 = 23,33

t н.о – розрахункова температура зовнішнього повітря для проектування опалення, про З, визначаємо за таблицею 1.3 для м. Казань, t н.о = ?29.

t? н - прийняті довільні значення температур зовнішнього повітря в діапазоні температур від t н.о до t в.

Приt? н= t н.о= ? -29 оЗ

Подальший розрахунок ведемо аналогічно, задаючи температури зовнішнього повітря t? н = -12, -10, -8, …, +8 про C. Розрахунок зводимо до таблиці 1.

Таблиця 1 - Побудова графіка ЦКР

З отриманих даних будуємо графік центрального якісного регулювання.

2. Визначення розрахункових витрат тепла

Для визначення розрахункових витрат тепу складемо таблицю характеристик будівель, що входять до складу промислового підприємствадля якого ведеться проектування системи теплопостачання.

Таблиця 2 - Характеристика будівель

Визначаємо розрахункове опалювальне навантаження Q о, Вт

Q про =q o V (t в.р?t н.о),(5)

де q про - Питома опалювальна характеристика будівлі, Вт / (м 3 К);

V - будівельний об'єм будівлі за зовнішнім обміром, м3.

t в.р – розрахункова температура повітря, всередині приміщення, про С;

t н.о - температура зовнішнього повітря для проектування опалення, про З

Q А о. max =0,298 18750 (18+29)=262612,5

Q Б о. max =0,45 8000 (16+29)=162000

Q 3 о. max =0,448 37500 (16+29)=756000

Q З о. max =0,448 37500 (16+29)=756000

Q І о. max =0,38 50000 (18+29)=893000

Основне завдання опалення полягає у підтримці температури приміщень на заданому рівні. Для цього необхідне збереження рівноваги між тепловими втратами будівлі та теплопритокою. Таким чином, при визначенні розрахункової витрати теплоти на опалення промислових будівель необхідно враховувати величину внутрішніх тепловиділень від технологічного обладнання цехів, які бувають досить стійкі і нерідко становлять істотну частку опалювального навантаження, а також втрати інфільтрацією, що досягають 25-30% тепловтрат через зовнішні огородження. Отже,

Q? о. max = м ​​Q o . max - Q вн, (6)

де м – коефіцієнт інфільтрації; для громадських будівель приймають м = 1, для промислових будівель м = 1,25 ... 1,3;

Q вн? внутрішні тепловиділення, Вт;

Q? А о. max =1 262612,5 = 262612,5

Q? б о. max =1 162000-90000=72000

Q? З о. max =1,3 756000=982800

Q? з о. max =1,3 756000=982800

Q? та о. max =1,3 893000=1160900

Q ст. max =q в V (t в.р?t н.в),(7)

де q - питома витрата теплоти на вентиляцію, Вт/(м 3 К);

t н.в? розрахункова температура зовнішнього повітря для проектування вентиляції, С; для м. Казань за таблицею 1.3 t н. = -18 про

Для зниження розрахункової витрати теплоти на вентиляцію мінімальна зовнішня температура, за якою розраховуються вентиляційні установки, t н.в приймається, як правило, вище за розрахункову температуру для опалення t н.о. За діючими нормами розрахункова температура зовнішнього повітря для проектування вентиляції визначається як середня температура найхолоднішого періоду, що становить 15% тривалості всього опалювального періоду. Винятком є ​​лише промислові цехи з великим виділенням шкідливостей, котрим t н.в. приймається рівною t н.о (до таких цехів належать чавуноливарний, сталеливарний, термічний, ковальський, мідноливарний, цех металевих покриттів)

Q А ст. max =0,113 18750 (18+18)=76275

Q б в. max =0,8 8000 (16+18)=217600

Q З ст. max =0,15 37500 (16+18)=191250

Q з ст. max =0,15 37500 (16+18)=191250

Q та в. max =0,1 50000 (18+18)=180000

де 1,2 - коефіцієнт, що враховує охолодження гарячої водив абонентських системах гарячого водопостачання;

m – кількість душів, шт;

а - норма витрати гарячої води у душі, а=60 л/чел;

t см1 - температура суміші гарячої та холодної води у душі t см1 =37 про З;

t х.в - температура холодної водопровідної води t х.в = 5 про З;

n – кількість умивальників, шт;

b - норма витрати гарячої води на умивальник, b = 5 л/год;

t см2 - температура суміші гарячої та холодної води у умивальнику t см2 =35 про З;

з р - теплоємність води з р = 4,19 кДж/(кг К);

Усі розрахунки теплових навантажень зводимо до таблиці 3

Таблиця 3 - Розрахункові теплові навантаження підприємства

3. Побудова графіків витрати теплоти

Графік витрат тепла за окремими видами теплоспоживання та сумарний графік витрати теплоти будуються за трьома точками, що відповідають трьом середньодобовим температурам зовнішнього повітря: t н, t н.в і t н.о.

При цьому необхідно врахувати, що в будинках, що мають внутрішні тепловиділення, початок опалювального сезону відбувається при нижчій температурі t н, про С

Для визначення недостатніх теплових навантажень опалення та вентиляції використовують такі формули перерахунку теплових навантажень:

Розрахунок проводимо окремо для кожної будівлі для температур зовнішнього повітря +8 про З, +5,2 про, +4,65 про C, 0 про, -2 про, -14 про З наступним підсумовуванням за типами навантаження.

Результати розрахунку зводимо до таблиці 4.

Таблиця 4 - Розрахунок навантажень для побудови графіка теплоспоживання

Теплове навантаження на гаряче водопостачання - цілорічний, протягом опалювального періоду умовно приймається постійною, незалежною від температури зовнішнього повітря. Тому графік витрати теплоти на гаряче водопостачання є прямою, паралельною осі абсцис.

У літній період (діапазон тривалості стояння t н від n про до n=8400год) теплові навантаження на опалення та вентиляцію відсутні, навантаження на гаряче водопостачання становитиме 80% від зимового навантаження на ГВП

Права частина графіка є залежністю сумарного теплового навантаження, що відповідає певним середньодобовим температурам зовнішнього повітря (з лівої частини графіка), від тривалості стояння цих температур (числа годин за опалювальний період із середньодобовими температурами зовнішнього повітря рівними і нижче даних).

Для побудови правої частини графіка визначаємо тривалість стояння температур для м. Казань

Таблиця 5 – Тривалість стояння температур зовнішнього повітря

З отриманих даних будуємо річний графік витрати тепла за тривалістю теплових навантажень.

4. Визначення розрахункових витрат мережної води

теплота мережева вода опалювальний

Розрахункові витрати мережної води визначаємо окремо для кожного виду навантаження

Розрахункова витрата мережі на опалення G о, кг/с

де ф п, ф про - температури мережної води в трубопроводі, що подає і зворотному при температурі t н.о;

с - теплоємність води, кДж/(кг К)

Розрахункова витрата мережної води на вентиляцію G в кг/с

де ф? п, ф? про - температури мережної води в трубопроводі, що подає і зворотному, при температурі t н.в (крім будівель В, Г, Д, Е, Н, П для яких розрахункові витрати мережевої води розраховуються при температурі t н. теплоти

Розрахункова витрата мережевої води на гаряче водопостачання G гв, кг/с

де ф? п, ф? про - температури мережної води в трубопроводі, що подає і зворотному при температурі t н.і; визначаємо з графіка ЦКР відпустки теплоти

Розрахункові витрати мережної води для кожної будівлі зводимо до таблиці 6.

Таблиця 6 - Розрахункові витрати мережної води

Для побудови графіків витрати води, крім розрахункових, тобто. максимальних, за тими ж формулами, визначаються інші характерні значення витрат мережної води.

Розрахунок подаємо у таблиці 7

Таблиця 7 – Витрата мережної води залежно від t зовнішнього повітря

На підставі отриманих будуємо графіки витрат мережної води для кожного виду навантаження по всіх будинках, а також сумарний графік витрат мережної води за всіма видами навантаження

5. Гідравлічний розрахунок теплової мережі

Основним завданням гідравлічного розрахунку є визначення діаметрів трубопроводів, а також втрат тиску на ділянках теплових мереж. Гідравлічний розрахунок закритої системитеплопостачання виконується для трубопроводу, що подає, приймаючи діаметр зворотного трубопроводу і падіння тиску в ньому таким же, як і в подавальному.

Перед виконанням гідравлічного розрахунку розробляють розрахункову схему теплових мереж. На ній проставляють номери ділянок (спочатку по головній магістралі, а потім за відгалуженнями), витрати теплоносія, кг/с, довжини ділянок, м. Головною магістраллю є найбільш протяжна та навантажена гілка мережі від джерела теплоти (точки підключення) до найбільш віддаленого споживача.

Розрахунок складається з двох етапів: попереднього та перевірочного

5.1 Попередній розрахунок

Визначаємо коефіцієнт, що враховує частку втрат тиску в місцевих опорах

де G – витрата теплоносія на ділянці, кг/с.

Попередньо визначаємо орієнтовні втрати тиску R л, Па/м

де Др н - величина питомих втрат на тертя, Па/м, приймаємо відповідно до рекомендацій:

На ділянках головної магістралі 20-40 але не більше 80 Па/м;

На відгалуженнях - по перепаду тисків, але не більше 300 Па/м

Діаметр трубопроводу визначаємо за формулою

де - Коефіцієнт, що визначається за додатком 7 ; для труб з еквівалентною шорсткістю k е =0,0005;

G - витрата теплоносія на ділянці, кг/с

Дані, отримані в результаті розрахунку, зводимо до таблиці 8

Таблиця 8 - Попередній гідравлічний розрахунок

Вважаючи, що щільність води 1000 кг/м 3 перевіримо швидкість води в трубопроводі, яка не повинна перевищувати 3,5 м/с

5.2 Перевірочний розрахунок

Після встановлення діаметрів теплопроводів проводиться розробка монтажної схеми, яка полягає у розстановці на трасі теплових мереж нерухомих опор, компенсаторів та запірно-регулюючої арматури. На ділянках між вузловими камерами, т. е. камерами у вузлах відгалужень, розміщують нерухомі опори, відстань між якими залежить від діаметра теплопроводу, типу компенсатора та способу прокладання теплових мереж. У кожній вузловій камері встановлюють нерухому опору. На ділянці між двома нерухомими опорами передбачають компенсатор. Повороти траси тепломережі під кутом 90-130° використовують для самокомпенсації температурних подовжень, а місцях поворотів під кутом понад 130° встановлюються нерухомі опори. Нерухливі опори розташовують на теплопроводах більшого діаметра, запірну арматуру встановлюють усім відгалуженнях і магістральних ділянках через одно-два відгалуження. У камерах на відгалуженнях до окремих будівель при діаметрі відгалужень до 50 мм та довжині до 30 м запірну арматуру не можна встановлювати. При цьому має передбачатися арматура, що забезпечує відключення групи будівель із сумарним тепловим навантаженням до 0,6 МВт.

Визначаємо дійсне лінійне питоме падіння тиску R? л, Па/м:

де A b R - коефіцієнт, що визначається за додатком 7

A b R =13,62 10- 6

Визначаємо еквівалентну довжину місцевих опорів, м

де А? - Коефіцієнт, що визначається за додатком 7

Уо - сума коефіцієнтів місцевих опорів, встановлених на ділянці.

ділянку 1:

Уо = 1 +1,7 +0,5 = 3,2

ділянка 2:

Трійник-прохід, засувка, П-обр. компенсатор із гладкими відводами

Уо = 1 +1,7 +0,5 = 3,2

ділянку 3:

Трійник-прохід, засувка (2 шт), відведення зварного двошовне 90 про,

П-обр. компенсатор із гладкими відводами

Уо = 1 +2 0,5 +0,6 +1,7 = 4,3

дільниця 4:

Уо = 1,5 +2 0,5 = 2,5

ділянку 5:

Трійник-відгалуження, засувка (2 шт)

Уо = 1,5 +2 0,5 = 2,5

ділянка 6:

Трійник-відгалуження, засувка (2 шт)

Уо = 1,5 +2 0,5 = 2,5

ділянка 7:

Трійник-відгалуження, засувка (2 шт)

Уо = 1,5 +2 0,5 = 2,5

Потім визначаємо втрати тиску на ділянці, Па

Після визначення втрат тиску на кожній ділянці тепломережі розраховуємо напори в подає Н п i і зворотному Н про i трубопроводах, а також напір Н р i, що розташовується, в кінці кожної ділянки.

В кінці першої ділянки для подає магістралі Н п1 Па визначається за формулою:

Н п1 = Н н-Др 1 (22)

деН н - тиск в магістралі, що подає, в точці підключення

Для наступних ділянок за початковий тиск приймається кінцевий тиск тієї ділянки, з якої виходить.

Тиск на початку першої ділянки для зворотної магістралі Н о1 , м.вод.ст., визначається за формулою:

Н о1 = Н к + Др 1 (23)

деН до - тиск у зворотній магістралі в точці підключення

Для наступних ділянок за кінцевий тиск приймається початковий тиск тієї ділянки, з якої виходить.

Натиск на ділянці Н р, Па

Н р i =Н п i +Н про i (24)

Розрахунок зводимо до таблиці 9

Таблиця 9 - Перевірочний розрахунок теплової мережі

При ув'язуванні відгалужень діаметри трубопроводу кожному ділянці підбираються те щоб втрати тиску, Др, на відгалуженнях були приблизно однаковими. Для цієї схеми повинні виконуватися такі умови

Др 3 = Др 6 = Др 7 (1216,02 = 1085,01 = 1125,36)

Др 4 = Др 5 = Др 2-7 (3615,77 = 3483,9 = 3593,7)

Нев'язка між найбільшим та найменшим значенням першої рівності становить:

Нев'язка між найбільшим і найменшим значенням другої рівності:

Оскільки різниця вбирається у 10%, вважаємо, що необхідні рівності виконуються.

6. Побудова п'єзометричного графіка

Після виконання гідравлічного розрахунку водяних теплових мереж приступають до побудови графіка тисків для розрахункової магістралі та характерних відгалужень. Натиск, відрахований від осі прокладки теплопроводу, називається п'єзометричним, а графік тисків - п'єзометричним графіком.

П'єзометричний графік дозволяє: визначити натиски в трубопроводі, що подає і зворотному, а також напір, що розташовується в будь-якій точці теплової мережі; з урахуванням рельєфу місцевості, наявного напору і висоти будівель вибрати схеми приєднання споживачів; підібрати авторегулятори, сопла елеваторів, дросельні пристрої для місцевих систем теплоспоживання; підібрати мережеві та підживлювальні насоси.

П'єзометричні графіки будуються для гідростатичного та гідродинамічного режимів системи теплопостачання. За початок координат приймають нижчу позначку горизонталей рельєфу місцевості. У прийнятих масштабах зображується рельєф місцевості вздовж теплотраси та висоти приєднаних будівель. Будують лінію статичного напору, величина якого має бути вищою за місцеві системи теплоспоживання не менше ніж на 5 м, забезпечуючи їх захист від "оголення", і в той же час повинна бути менше на 10 м (або більше) величини максимального робочого напору для місцевих систем .

Величина максимального робочого напору місцевих систем теплоспоживання становить: для систем опалення зі сталевими нагрівальними приладами та для калориферів – 80 м; для систем опалення з чавунними радіаторами- 60 м; для незалежних схем приєднання з поверхневими теплообмінниками – 100 м.

Гідростатичний напір у системах теплопостачання при теплоносіях воді повинен визначатися для температури мережної води, що дорівнює 100 °С.

Потім починають побудови графіків напорів для гідродинамічного режиму. По осі ординат спочатку відкладають різницю між нижчою відміткою рельєфу місцевості та відміткою осі теплопроводу в камері підключення промпідприємства до магістральних мереж, потім величини початкового та кінцевого напорів тепломережі в цій камері (Н п і Н о). Після цього будуються графіки напорів подавальної та зворотної ліній теплової мережі на підставі даних табл. 9.

Під п'єзометричним графіком розташовують спрямлену однолінійну схему теплотраси з відгалуженнями, вказують номери і довжини ділянок, діаметри трубопроводів, витрати теплоносія, напори в вузлових точках.

Для побудови п'єзометричного графіка початкове, Н п, кінцеве, Н і розташовується, Н р тиску на ділянках, переводимо в м.вод.ст. за формулою:

де g - прискорення вільного падіння, м / с 2 g = 9,81;

с - щільність води, кг/м 3 прийнята рівною 1000.

Тиск в подавальному, h н, м.вод.ст., і зворотному, h до, м.вод.ст, трубопроводі в точці підключення

Результати перекладу зведемо до таблиці 10

7. Вибір схем приєднання будівель до теплової мережі

Вибір схем приєднання систем опалення до теплової мережі роблять виходячи з п'єзометричного графіка.

В даному випадку будівлю А необхідно підключити за незалежною схемою, так як його абсолютна відмітка вище за лінію напору в зворотному трубопроводі. Інші будівлі можуть бути підключені до системи за залежною схемою з елеватором, так як наявний напір у системі більше 15 м.вод.ст., проте при врахуванні сучасних тенденцій теплопостачання найкращим буде підключення їх за залежною схемою з насосним змішуванням.

8. Гідравлічний розрахунок паропроводів

Завданням гідравлічного розрахунку паропроводів є визначення діаметрів трубопроводів і втрат тиску по ділянках, виходячи з витрати пари, що перепаду тиску (різниці тиску на початку Р н і кінці Р до паропроводу) з урахуванням зміни щільності пари внаслідок падіння тиску і зміни температури пари за рахунок втрат теплоти у навколишнє середовище.

Для гідравлічного розрахунку розробляється розрахункова та монтажна схема паропроводів за аналогією зі схемами теплової мережі.

Розрахунок складається з попереднього та перевірочного

8.1 Попередній розрахунок

У попередньому розрахунку вважають, що втрати тиску за довжиною паропроводу відбуваються поступово. Тоді середнє питоме падіння тиску R, Па/м знаходять за формулою

де Р н, Р к - тиск пари на початку і в кінці паропроводу Па;

У?- Довжина паропроводу (від камери підключення до самого віддаленого споживача), м;

б ср - середній коефіцієнт місцевих втрат тиску

Для паропроводу, що складається з ділянок з різними витратами пари, визначається:

де б i,? i - коефіцієнт місцевих втрат тиску та довжина ділянки

де G - витрата пари на розглянутій ділянці, т/год;

z - коефіцієнт, рівний для парових мереж 0,05...0,1; приймаємо z = 0,07

Орієнтовне падіння тиску пари на ділянці, Па

Тиск пара в кінці розрахункової ділянки, Па

Гідравлічний розрахунок паропроводів виробляють за середньою щільністю пари на розрахунковій ділянці, кг/м 3

де з н, з к - щільність пари на початку і в кінці ділянки, що визначається за відповідним тиском і температурою пари, кг/м 3 .

У попередньому розрахунку падіння температури перегрітої пари на кожні 100 м приймають Дф = 2,0 ... 2,5 про С.

Температура пари в кінці розрахункової ділянки, про С

Середня температура пари на ділянці, про С

Діаметр паропроводу, м

де - Коефіцієнт, що визначається за додатком 7 ; для труб з еквівалентною шорсткістю k е =0,0002

Дані, отримані в результаті розрахунку, зводимо до таблиці 11

Таблиця 11 - Початковий розрахунок падіння тиску паропроводом

Так як немає вказівок про температуру перегріву пари, вважаємо, що спочатку суха пара насичена.

Визначимо діаметри паропроводів, подавши розрахунок у вигляді таблиці 12

Таблиця 12 - Визначення діаметрів паропроводу

Умови задовольняються, отже, діаметри паропроводів ділянками підібрані правильно.

8.2 Перевірочний розрахунок

За аналогією з гідравлічним розрахункомтеплової мережі, визначається стандартний діаметр паропроводу та складається його монтажна схема.

Місцеві опори для кожної ділянки визначаємо за монтажною схемою:

ділянку 1:

Трійник-прохід, засувка, П-обр. компенсатор із гладкими відводами

Уо = 1 +1,7 +0,5 = 3,2

ділянка 2:

Трійник-прохід, засувка (2 шт), П-обр. компенсатор з гладкими відводами, відведення зварного двошовне 90 про

Уо = 1 +1,7 +0,5 2 +0,6 = 4,3

ділянку 3:

Трійник-відгалуження, засувка (2 шт)

Уо = 1,5 +2 0,5 = 2,5

дільниця 4:

Трійник-відгалуження, засувка (2 шт)

Уо = 1,5 +2 0,5 = 2,5

Чи знаходимо дійсні значення питомих втрат тиску R? л, Па/м:

де A R - коефіцієнт, що визначається за додатком за дод. 7; для труб з еквівалентною шорсткістю k е =0,0002 A R =10,6 10- 3

За формулами (20)-(21) визначимо еквівалентну довжину місцевих опорів та тиск пари наприкінці розрахункової ділянки.

Величину А? визначаємо за додатком 7 для труб з еквівалентною шорсткістю k е =0,0002 А? =76,4.

Визначення дійсних втрат тиску на кожній ділянці подаємо у вигляді таблиці 13

Таблиця 13 - Визначення дійсних втрат тиску

Дійсна температура пари наприкінці розрахункової ділянки визначається за формулою

де q i - питомі втрати теплоти ізольованим паропроводом, Вт/м, визначаються за додатком 9

з i - питома теплоємність пари, що відповідає середньому тиску пари на ділянці, кДж/(кг К);

G i - витрата пари на ділянці, т/год

Розрахунок подаємо у вигляді таблиці 14

Таблиця 14 - Визначення температури пари наприкінці ділянки

Перерахунку не потрібно, оскільки при вибраних діаметрах дотримується швидкісний режим, що рекомендується. При розрахунку отримано, що на кінцевих ділянках можливе випадання конденсату (ф до i нижче за температуру насичення пари, що відповідає тиску Р до i), тому по всій трасі необхідно встановити конденсатовідвідники.

9. Гідравлічний розрахунок конденсатопроводу

Гідравлічний розрахунок конденсатопроводу проводиться аналогічно до трубопроводів водяних теплових мереж.

Діаметр конденсатопроводу визначають за витратою конденсату та питомим падінням тиску по довжині R л, яке повинно бути не більше 100 Па/м.

Насамперед роблять розрахунок основний розрахункової магістралі, потім розраховують інші ділянки з обов'язковою ув'язкою всіх відгалужень.

9.1 Попередній розрахунок конденсатопроводу

Розрахунок ведемо за формулами, наведеними у пункті 5.1 на підставі розрахункової схеми.

Визначаємо за додатком 7; для труб з еквівалентною шорсткістю k е =0,0002

Дані, отримані в результаті розрахунку, зводимо до таблиці 15

Таблиця 15 - Попередній розрахунок конденсатопроводу

9.2 Перевірочний розрахунок конденсатопроводу

Розрахунок ведемо за формулами, наведеними у пункті 5.2

Коефіцієнти A b R , А? визначаємо за додатком 7

A b R =10,92 10- 6

За монтажною схемою визначаємо місцеві опори для кожної ділянки:

ділянку 1:

Трійник-прохід, засувка, П-обр. компенсатор із гладкими відводами

Уо = 1,5 +1,7 +0,5 = 3,7

ділянка 2:

Трійник-прохід, засувка (2 шт.), П-обр. компенсатор з гладкими відводами, відведення зварного двошовне 90 про

Уо = 1,5 +1,7 +0,5 2 +0,6 = 4,8

ділянку 3:

Трійник-відгалуження, засувка (2 шт)

Уо = 2 +2 0,5 = 3,0

ділянку 3:

Трійник-відгалуження, засувка (2 шт)

Уо = 2 +2 0,5 = 3,0

Результати розрахунку зводимо до таблиці 16

Таблиця 16 - Перевірочний розрахунок конденсатопроводу

10. Побудова поздовжнього профілю теплової мережі

Трасою теплових мереж будується поздовжній профіль. На поздовжньому профілі показують: позначки поверхні землі (проектні – суцільною лінією, існуючі – штриховий); перетинаються інженерні мережіта споруди; позначки низу труби теплової мережі, дна та стелі каналу; глибину закладання теплопроводу; ухил та довжину ділянок теплової мережі; діаметр теплопроводу та тип каналу; крім того, дається розгорнутий план траси із зазначенням кутів повороту, відгалужень, нерухомих опор, компенсаторів та теплових камер. При надземному способі прокладки даються позначки верху несучої конструкції та низу теплопроводу.

Ухил теплопроводу незалежно від способу прокладання повинен становити не менше ніж 0,002. Кількість сполучень ділянок із зворотними ухилами має бути по можливості найменшою.

У самих нижчих точкахтеплопроводу передбачають дренажні випуски, а у вищих – повітряники, які розміщуються у камерах.

Згідно з ТКП 45-4.02-182-2009 (02250) Теплові мережізаглиблення теплових мереж від поверхні землі до верху перекриття каналів має бути не менше 0,5 м, до верху перекриття камер – не менше 0,3 м, до верху оболонки теплопроводу при безканальній прокладці – не менше 0,7 м. Висота надземної прокладки теплопроводів від поверхні землі до низу ізоляційної конструкції має бути не менше 0,5 м, в окремих випадках допускається зменшення цієї відстані до 0,35 м.

11. Тепловий розрахунок

Завданням теплового розрахунку в роботі є визначення товщини теплоізоляційного шару за формулою:

де d - зовнішній діаметртрубопроводу, м;

л і - коефіцієнт теплопровідності теплоізоляційного шару, Вт/(м о С);

R - термічний опір шару ізоляції, (м про С)/Вт;

Відповідно до вихідних даних для теплової мережі:

теплова ізоляція - бітумоперліт (лі =0,12 Вт/(м о С))

прокладка тепломережі - безканальна

Термічний опір шару ізоляції:

де R сум - сумарний термічний опір шару ізоляції та інших додаткових термічних опорів на шляху теплового потоку (м про С)/Вт

де t w - середня за період експлуатації температура теплоносія, про

для лінії подачі - 90

для зворотної лінії – 70

t е - середньорічна температура довкілля, про З; при безканальній прокладці – середньорічна температура ґрунту; для м. Казань t гр = +1 про З;

q е - нормативна лінійна щільність теплового потоку, Вт/м

Друга складова залежить від способу прокладання теплової мережі.

При підземній канальній прокладці:

R п.с - термічний опір поверхні ізоляційного шару, м °С/Вт, що визначається за формулою:

б е - коефіцієнт тепловіддачі з поверхні теплової ізоляції в повітря, Вт/(м 2 °С), який приймається при прокладанні в каналах е = 8 Вт/(м 2 °С).

Термічний опір поверхні каналу (R п.к) , м °С/Вт, визначається:

d в.е. - внутрішній еквівалентний діаметр каналу, м

Термічний опір стінки каналу (R до), м °С/Вт, визначається:

л ст - теплопровідність стінки каналу, для залізобетону л ст = 2,04 Вт/(м 2 ° С);

d н.е. - Зовнішній еквівалентний діаметр каналу, що визначається за зовнішніми розмірами каналу,м.

Розрахунок ведеться для кожного трубопроводу окремо

Опір ґрунту:

де гр - коефіцієнт теплопровідності ґрунту, приймаємо згідно

2,5 Вт/(м о С)

h - глибина закладення осі теплопроводу, h = 1м

d не - зовнішній еквівалентний діаметр, приймаємо умовно рівним діаметру теплопроводу спільно з граничною товщиною ізоляції для цих умов.

Додатковий термічний опір, що враховує взаємний вплив труб при безканальній прокладці:

Для трубопроводу, що подає:

Для зворотного трубопроводу:

де b - відстань між осями трубопроводів, м; прийняте в залежності від їх діаметрів умовного проходу за табл.11.1

Спочатку розрахуємо сумарний термічний опір шару ізоляції та інших додаткових термічних опорів по дорозі теплового потоку. Розрахунок подаємо у вигляді таблиці 17

Таблиця 17 Сумарний термічний опір шару ізоляції

Розрахуємо значення другої складової та загальний опір теплової ізоляції, розрахунок подаємо у вигляді таблиці 18.

Таблиця 18. Розрахунок загального опору теплової ізоляції

Тепер розрахуємо товщину теплової ізоляції та підберемо стандартні значення. Розрахунок подаємо у вигляді таблиці 19

Таблиця 19. Розрахунок товщини теплової ізоляції.

Так як у завданні на курсову роботу немає вказівок щодо прокладання мереж пари та конденсату, то приймаємо для розрахунку найбільш поширений для підприємств спосіб прокладання технологічних паропроводів – надземне прокладання.

Розрахунок товщини шару ізоляції їдемо за формулою (37)

t w - середня за період експлуатації температура теплоносія

t e - середньорічна температура навколишнього середовища, для повітряної прокладки мереж приймаємо середню за період експлуатації температуру навколишнього середовища: t е =4,1 про С

При повітряному прокладанні траси отримуємо:

де б о - коефіцієнт теплопередачі з поверхні теплової ізоляції в навколишнє повітря, приймаємо рівним б о =26 Вт/(м о С)

d - зовнішній діаметр трубопроводу, м

Для ізоляції приймаємо мінеральну вату з теплопровідністю 0,08 Вт/(м о С). Визначення товщини теплової ізоляції для паропроводу подаємо у вигляді таблиці 20.

Таблиця 20. Визначення товщини теплової ізоляції для паропроводу

Визначення товщини теплової ізоляції для конденсатопроводу подаємо у вигляді таблиці 21

Таблиця 21. Визначення товщини теплової ізоляції для конденсатопроводу

Література

1. Джерела та системи теплопостачання промислових підприємств: метод. вказівки до курсової роботи та практ. заняттям з одного. дисципліни для студентів спеціальностей 1-43 01 05 "Промислова теплоенергетика" та 1-43 01 07 "Технічна експлуатація енергообладнання організацій" дн. та заоч. форм навчання/І.Р. Погарцев, Т.С. Юфанова, Є.М. Зорькіна.- Гомель: ДДТУ ім. П.О. Сухого, 2008.-39с.

2. Довідник проектувальника. Проектування теплових мереж/під ред. А.А. Ніколаєва.- Москва: Будвидав, 1965. - 360 с.

3. Соколов Є.Я. Теплофікація та теплові мережі: навч. для вузів/Е.Я. Соколів. - 7-ме вид. - Москва: Вид-во МЕІ, 2001. - 472 с.

4. В.І Манюк, Я.І. Каплінський, Е.Б Хіж, А.І. Манюк, В.К. Ільїн Налагодження та експлуатація водяних теплових мереж/ Довідник. 3-тє вид.- Стройиздат, Москва, 1988

5. ТКП 45.4.02-182-2009 (02250) Теплові мережі/ Міністерство архітектури та будівництва Республіки Білорусь Мінськ 2010

Розміщено на Allbest.ru

Подібні документи

Розрахункові теплові навантаження району. Вибір системи регулювання відпуску тепла. Побудова графіка відпустки теплоти. Визначення розрахункових витрат мережі. Підбір компенсаторів та розрахунок теплової ізоляції. Підбір мережевих та підживлювальних насосів.

курсова робота , доданий 10.12.2010


Побудова графіків регулювання відпуску теплоти. Визначення витрат мережі аналітичним методом. Втрати напору у будинковій системі теплоспоживання. Гідравлічний розрахунок трубопроводу теплових мереж. Підбір підживлювального та мережевого насоса.

курсова робота , доданий 14.05.2015


Параметри зовнішнього повітря. Розрахунок навантажень споживачів теплоти. Вибір системи теплопостачання. Визначення витрат мережної води. Побудова п'єзометричного графіка. Температурний графік регулювання закритої незалежної системитеплопостачання.

курсова робота , доданий 23.05.2014


Способи розрахунку витрати теплоти на гаряче водопостачання. Показники технологічного теплоспоживання. Визначення витрати теплоти на опалення та вентиляцію будівель. Побудова річного графіка теплового навантаження підприємства автомобільного транспорту.

курсова робота , доданий 09.02.2011


Характеристика об'єктів теплопостачання. Розрахунок теплових потоків на опалення, на вентиляцію та на гаряче водопостачання. Побудова графіка витрати теплоти. Визначення розрахункових витрат теплоносія у тепловій мережі. Розрахунок магістралі теплової мережі.

курсова робота , доданий 14.08.2012


Оцінка розрахункових теплових навантажень, побудова графіків витрат теплоти. Центральне регулювання відпуску теплоти, теплове навантаження на опалення. Розробка генерального плану теплової мережі. Вибір насосного обладнання для системи теплопостачання.

курсова робота , доданий 13.10.2012


Визначення витрати тепла на опалення та гаряче водопостачання. Побудова річного графіка теплового навантаження. Упорядкування схеми теплової мережі. Гідравлічний розрахунок водяної теплової мережі. Вибір теплофікаційного обладнання та джерела теплопостачання.

курсова робота , доданий 11.04.2015


Визначення річної та годинної витрати тепла на опалення та на гаряче водопостачання. Визначення втрат у зовнішніх теплових мережах, когенерації. Графік центрального якісного регулювання тепла. Вибір та розрахунок теплообмінників, котлів та насосів.

дипломна робота , доданий 21.06.2014


Виробничо-технологічні споживачі пари, гарячої води. Відпустка теплоти по мережній воді. Вибір парових турбін. Розрахункові, річні та середні теплові навантаження. Побудова графіка навантаження за тривалістю. Вибір основного устаткування ТЕЦ

курсова робота , доданий 09.06.2015


Визначення розрахункових теплових навантажень району міста. Побудова графіків витрати теплоти. Регулює відпуск теплоти. Розрахункові витрати теплоносія у теплових мережах. Гідравлічний та механічний розрахунок водяних теплових мереж, підбір насосів.