Расчет систем горячего водоснабжения заключается в определении диаметров трубопроводов подающего и циркуляционного, подбора водонагревателей (теплообменников), генераторов и аккумуляторов тепла (при необходимости), определении потребного напора на вводе, подборе повысительных и циркуляционных насосов, если они необходимы.

Расчет системы горячего водоснабжения состоит из следующих разделов:

Определяются расчетные расходы воды и тепла и на основании этого мощность и размеры водонагревателей.

Производится расчет подающей (распределительной) сети в режиме водоразбора.

Сеть горячего водоснабжения рассчитывается в режиме циркуляции; определяются возможности использования естественной циркуляции, и при необходимости определяются параметры и производится подбор циркуляционных насосов.

В соответствии с индивидуальным заданием на курсовое и дипломное проектирование может быть произведен расчет баков-аккумуляторов, сети теплоносителя.

2.2.1. Определение расчетных расходов горячей воды и тепла. Подбор водонагревателей

Для определения поверхности нагрева и дальнейшего подбора водонагревателей требуются часовые расходы горячей воды и тепла, для расчета трубопроводов – секундные расходы горячей воды.

В соответствии с п.3 СНиП 2.04.01-85 секундные и часовые расходы горячей воды определяются по тем же формулам, что и для холодного водоснабжения.

Максимальный секундный расход горячей воды на любом расчетном участке сети определяется по формуле:

- секундный расход горячей воды одним прибором, который определяется:

отдельным прибором – согласно обязательному приложению 2 ;

различными приборами, обслуживающими одинаковых потребителей – по приложению 3 ;

различными приборами, обслуживающими различных водопотребителей, - по формуле:

, (2.2)

- секундный расход горячей воды, л/с, одним водоразборным прибором для каждой группы потребителей: принимается по приложению 3 ;

N i – число водоразборных приборов для каждого вида водопотребителей;

- вероятность действия приборов, определенная для каждой группы водопотребителей;

a – коэффициент, определяемый по приложению 4 в зависимости от общего числа приборов N на участке сети и вероятности их действия Р, которая определяется по формулам:

а) при одинаковых водопотребителях в зданиях или сооружении

, (2.3)

где
- максимальный часовой расход горячей воды в 1 л одним водопотребителем, принимается по приложению 3 ;

U – число потребителей горячей воды в здании или сооружении;

N – число приборов, обслуживаемых системой горячего водоснабжения;

б) при отличающихся группах водопотребителей в зданиях различного назначения

, (2.4)

и N i - величины, относящиеся к каждой группе потребителей горячей воды.

Максимальный часовой расход горячей воды, м 3 /ч, определяется по формуле:

, (2.5)

- часовой расход горячей воды одним прибором, который определяется:

а) при одинаковых потребителях – по приложению 3 ;

б) при различных потребителях – по формуле

, л/с (2.6)

и
- величины, относящиеся к каждому виду потребителей горячей воды;

величина определяется по формуле:

, (2.7)

- коэффициент, определяемый по приложению 4 в зависимости от общего числа приборов N в системе горячего водоснабжения и вероятности их действия P.

Средний часовой расход горячей воды , м 3 /ч, за период (сутки, смена) максимального водопотребления т.ч, определяется по формуле:

, (2.8)

- максимальный суточный расход горячей воды в 1 л одним водопотребителем, принимается по приложению 3 ;

U – количество потребителей горячей воды.

Количество тепла (тепловой поток) за период (сутки, смена) максимального водопотребления на нужды горячего водоснабжения с учетом теплопотерь определяется по формулам:

а) в течение максимального часа

б) в течение среднего часа

и - максимальный и средний часовой расход горячей воды в м 3 /ч, определяемые по формулам (2.5) и (2.8);

t с – расчетная температура холодной воды; при отсутствии данных в здании t принимается равной +5ºС;

Q ht – потери тепла подающими и циркуляционными трубопроводами, кВт, которые определяются расчетом в зависимости от длин участков трубопроводов, наружных диаметров труб, разности температур горячей воды и окружающей трубопровод среды и коэффициента теплопередачи через стенки труб; при этом учитывается КПД теплоизоляции труб. В зависимости от этих величин потери тепла приводятся в различных справочных пособиях.

При расчетах в курсовых проектах потери тепла Q ht подающими и циркуляционными трубами допускается принимать в размере 0,2-0,3 от количества тепла, потребного для приготовления горячей воды .

В этом случае формулы (2.9) и (2.10) примут вид:

а) , кВт (2.11)

б) , кВт (2.12)

Меньший процент теплопотерь принимается для систем без циркуляции. В большинстве гражданских зданий используются скоростные секционные водонагреватели с переменной производительностью, т.е. с регулируемым потребителем теплоносителя. Такие водонагреватели не требуют баков-аккумуляторов тепла и рассчитываются на максимальный часовой тепловой поток
.

Подбор водонагревателей заключается в определении поверхности нагрева змеевиков по формуле:

, м 3 (2.13)

К – коэффициент теплопередачи водонагревателя, принимается по таблице 11.2 ; для скоростных водоводяных водонагревателей с латунными нагревательными трубками величина к может приниматься в пределах 1200-3000 Вт/м кв, ºС, причем меньшая принимается для приборов с меньшим диаметром секций;

µ - коэффициент снижения теплопередачи через теплообменную поверхность из-за отложений на стенках (µ=0,7);

- расчетная разность температур теплоносителя и нагреваемой воды; для противоточных скоростных водонагревателей
º определяется по формуле:

, ºС (2.14)

Δt б и Δt м – большая и меньшая разность температур теплоносителя и нагреваемой воды по концам водонагревателя.

Параметры теплоносителя в зимний расчетный период, когда работают отопительные сети зданий, принимаются в подающем трубопроводе 110-130 ºС и в обратном -70, параметры нагреваемой воды в этот период t c = 5ºC и t c = 60…70 ºC. В летний период теплосеть работает только для приготовления горячей воды; параметры теплоносителя в этот период в подающем трубопроводе 70…80 ºC и в обратном 30…40 ºC, параметры нагреваемой воды и t c = 10…20 ºC и и t c = 60…70 ºC.

При расчете поверхности нагрева водонагревателя может случиться, что определяющим будет летний период, когда температура теплоносителя ниже.

Для емкостных водонагревателей расчет за разность температур определяется по формуле:

, ºC (2.15)

t н и t к – начальная и конечная температура теплоносителя;

t h и t c – температура горячей и холодной воды.

Однако емкостные водонагреватели применяются для производственных зданий. Они занимают много места, в этих случаях могут устанавливать вне помещений.

Коэффициент теплопередачи для таких водонагревателей, согласно таблице 11.2 , составляет 348 Вт/м 2 ºC.

Определяется потребное число стандартных секций водонагревателей:

, шт (2.16)

F – расчетная поверхность нагрева водонагревателя, м 2 ;

f – поверхность нагрева одной секции водонагревателя, принимается по приложению 8 .

Потери напора в скоростном водонагревателе можно определять по формуле:

, м (2.17)

n – коэффициент, учитывающий зарастание трубок, принимается по опытным данным: при их отсутствии при одной чистке водонагревателя в год n=4;

m – коэффициент гидравлического сопротивления одной секции водонагревателя: при длине секции 4 м m=0,75, при длине секции 2 м m=0,4;

n в – число секций водонагревателя;

v – скорость движения нагреваемой воды в трубках водонагревателя без учета их зарастания.

, м/с (2.18)

q h – максимальный секундный расход воды через водонагреватель, м/с;

W общ – общая площадь живого сечения трубок водонагревателя определяется по числу трубок, принимаемому по приложению 8 и диаметру трубок, принимаемому 14 мм.

Средняя часовая тепловая нагрузка горячего водоснабжения потребителя тепловой энергии Q hm , Гкал/ч, в отопительный период определяется по формуле:

Q hm =/T(3.3)

a= 100 л/сут - норма затрат воды на горячее водоснабжение;

N =4 - количество человек;

Т = 24 ч – продолжительность функционирования системы горячего водоснабжения абонента в сутки, ч;

t c - температура водопроводной воды в отопительный период, °С; при отсутствии достоверной информации принимаетсяt c = 5 °С;

Q hm =100∙4∙(55-5)∙10 -6 /24=833,3∙10 -6 Гкал/ч= 969 Вт

3.3 Общий расход теплоты и расход газа

Для проектирования выбирается котел двухконтурный. При расчете расхода газа учитывается, что котел на отопление и ГВС работает раздельно, то есть при включении контура ГВС контур отопления отключается. Значит общий расход теплоты будет равен максимальному расходу. В данном случае максимальный расход теплоты на отопление.

1. ∑Q = Q omax = 6109 ккал/ч

2. Определим расход газа по формуле:

V =∑Q /(η ∙Q н р), (3.4)

где Q н р =34 МДж/м 3 =8126 ккал/м 3 - низшая теплота сгорания газа;

η – КПД котла;

V = 6109/(0,91/8126)=0,83 м 3 /ч

Для коттеджа выбираем

1. Котел двухконтурный АОГВ-8, тепловая мощность Q=8 кВт, расход газа V=0,8 м 3 /ч, номинальное входное давление природного газа Рном=1274-1764 Па;

2. Плита газовая, 4-х конфорочная, ГП 400 МС-2п, расход газа V=1,25м 3

Общий расход газа на 1 дом:

Vг =N∙(Vпг ∙Kо +V2-котла ∙ К кот), (3.5)

где Kо=0,7-коэффициент одновременности для газовой плиты принимаемый по таблице в зависимости от количества квартир;

К кот =1- коэффициент одновременности для котла по таблице 5 ;

N-количество домов.

Vг =1,25∙1+0,8∙0,85 =1,93 м 3 /ч

Для 67 домов:

Vг =67∙(1,25∙0,2179+0,8∙0,85)=63,08 м 3 /ч

3.4 Расчетные тепловые нагрузки школы

Расчет нагрузок на отопление

Расчетную часовую тепловую нагрузку отопления отдельного здания определяем по укрупненным показателям:

Q o =η∙α∙V∙q 0 ∙(t п -t o)∙(1+K и.р.)∙10 -6 (3.6)

где - поправочный коэффициент, учитывающий отличие расчетной температуры наружного воздуха для проектирования отопленияt o отt o = -30 °С, при которой определено соответствующее значение, принимается по приложению 3 , α=0,94;

V- объем здания по наружному обмеру,V=2361 м 3 ;

q o - удельная отопительная характеристика здания приt o = -30 °, принимаемq o =0,523 Вт/(м 3 ∙◦С)

t п - расчетная температура воздуха в отапливаемом здании, принимаем 16°С

t о - расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления (t о =-34◦С)

η- КПД котла;

K и.р - расчетный коэффициент инфильтрации, обусловленной тепловым и ветровым напором, т.е. соотношение тепловых потерь зданием с инфильтрацией и теплопередачей через наружные ограждения при температуре наружного воздуха, расчетной для проектирования отопления. Рассчитывается по формуле:

K и.р =10 -2 ∙ 1/2 (3.7)

где g- ускорение свободного падения, м/с 2 ;

L-свободная высота здания, принимаем равной 5 м;

ω - расчетная для данной местности скорость ветра в отопительный период, ω=3м/с

K и.р =10 -2 ∙ 1/2 =0,044

Q o =0,91∙0,94∙2361∙(16+34)∙(1+0,044)∙0,39 ∙10 -6 =49622,647∙10 -6 Вт.

Расчет нагрузок на вентиляцию

При отсутствии проекта вентилируемого здания расчетный расход те плоты на вентиляцию, Вт [ккал/ ч], определятся по формуле для укрупненных расчетов:

Q в = V н ∙q v ∙(t i - t о), (3.8)

где V н - объем здания по наружному обмеру, м 3 ;

q v - удельная вентиляционная характеристика здания, Вт/(м 3 ·°С) [ккал/(ч·м 3 ·°С)], принимается по расчету; при отсутствии данных по табл. 6 для общественных зданий ;

t j , - средняя температура внутреннего воздуха вентилируемых помещений здания, 16 °С;

t о, - расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, -34°С,

Q в = 2361∙0,09(16+34)=10624,5

где M – расчетное количество потребителей;

a – норма расхода воды на горячее водоснабжение при температуре

t г = 55 0 С на одного человека в сутки, кг/(сут×чел);

b – расход горячей воды с температурой t г = 55 0 С, кг (л) для общественных зданий, отнесенный к одному жителю района; при отсутствии более точных данных рекомендуется принимать b = 25 кг в сутки на одного человека, кг/(сут×чел);

c p ср =4,19 кДж/(кг×К) – удельная теплоемкость воды при ее средней температуре t ср = (t г -t х)/2;

t х – температура холодной воды в отопительный период (при отсутствии данных принимается равной 5 0 С);

n c – расчетная длительность подачи теплоты на горячее водоснабжение, с/сут; при круглосуточной подаче n c =24×3600=86400 с;

коэффициент 1,2 учитывает выстывание горячей воды в абонентских системах горячего водоснабжения.

Q гвс =1,2∙300∙ (5+25) ∙ (55-5) ∙4,19/86400=26187,5 Вт

Введение:

Тема расчета платы за коммунальные ресурсы одна из наиболее сложных. Тем, кто ранее с проблемой не сталкивался, сразу разобраться трудно, да и времени на это как бы нет.

Однако попробуем.

Для расчетов применяются ПП РФ №354 (порядок и методики на все случаи жизни), ПП РФ №307 (только для отопления и только до 1 июля 2016 года, далее действует ПП РФ №354), ПП РФ №306 (нормативы).

Текст документов сложный, массовому плательщику практически недоступный. Нет четкой системы в обозначениях физических величин, что может запутать читателя, отсутствуют наименования физических величин, применяемых в расчетных формулах и пояснения. Как будто для себя писали. Типа сами знаем, а остальным знать необязательно.

И еще одно начальное замечание. Господа из УК и от Застройщика часто выказывают великую радость относительно «энергоэффективности» новостроек, в частности нашего района.

Сущностью энергоэффективности является жесткий учет всех коммунальных ресурсов и меры по их экономии. Посмотрим в ходе обсуждения насколько обоснована такая «радость».

Поскольку у нас система ГВС закрытая, то есть нецентрализованная, то для расчетов применяется соответствующий раздел ПП РФ №354 (приложение 2 раздел IV), когда производство коммунальной услуги, в данном случае ГВС, осуществляется исполнителем (УК) на нашем с Вами оборудовании ИТП из состава общего имущества.

Относительно этого самого понятия «производство» ГВС исполнителем пока вдаваться в подробности не будем. Это отдельная довольно «мутная» и спорная тема, кто как и что на самом деле производит.

Заметим только то, что согласно ПП РФ №354, п.54 Правил четко определено, что плата за содержание общего имущества (оборудования ИТП, где исполнитель услуги нагревает воду для ГВС) взимается отдельно. То есть «производственные» - эксплуатационные расходы на это общее имущество входят в состав платежа за содержание и ремонт общего имущества и не включаются в калькуляцию платежа за ГВС .

Итак, что надо учесть для расчета платы за ГВС?

Общий расход холодной питьевой воды (по линии ХВС), подаваемой на нагрев для ГВС.

Общий расход тепловой энергии, отбираемой в бойлерах у теплоносителя из системы централизованной поставки тепловой энергии (отопления).

Казалось все просто. Поделил общий расход тепла (нагрев) на общий объем холодной воды, которая израсходована для ГВС и порядок. Получил удельный расход тепла на кубометр горячей воды.

Однако в наших квитанциях нет учета суммарного объема по ХВС и ГВС раздельно.

А данные индивидуального потребления по ГВС и ХВС применять нельзя из-за систематической погрешности измерений квартирных счетчиков. Потому введено понятие ОДН для устранения этой систематической погрешности и точного суммарного учета расхода воды за весь дом общим домовым счетчиком.

В этом смысле ПП РФ №354 изложено не вполне корректно и походу уже давно устарело местами, когда в основу расчетов предлагается положить суммарные показания ИПУ, если нет общего домового счетчика, но при этом авторы нормативного текста совсем забыли о систематической погрешности квартирных ИПУ (зона нечувствительности ИПУ на малых расходах воды).

По смыслу закона «Об энергосбережении…» первое, что должно быть сделано – это установлены общие домовые приборы учета, а где нет технической возможности ввиду конструкции дома, техническая возможность должна быть создана путем реконструкции (пристроя) помещения для монтажа узлов учета коммунальных ресурсов.

Общий домовой учет коммунальных ресурсов не выгоден коммунальщикам, потому и саботируют процесс. В «мутной воде» мухлевать легче.

Так же походу у нас в ИТП нет и отдельного учета расхода тепловой энергии, которая расходуется на нагрев ГВС. По крайней мере это не видно из содержания сведений, приведенных в квитанции.

А как же супер пупер энергоэффективный ИТП? Не слишком ли это просто для супер пупер энергоэффективного ИТП с «космическими технологиями»?

Установили один общий счетчик ХВС и один общий счетчик тепловой энергии на весь блок и довольны как слоны?

А по Закону приборами учета должен быть оборудован каждый отдельный дом.

Чем он отличается тогда наш ИТП от обычного теплоузла старого советского дома?

Зачем нам «по ушам ездят» который год про энергоэффективность?

Походу за тем, чтобы какой-нибудь проходимец - «денежный насос» по энергосервисному договору «авторитетно» заявил, что нам надо установить приборы учета для повышения энергоэффективности.

Нам и так ясно, что нужен всеобъемлющий учет коммунальных ресурсов.

Кто мешал поставить двухканальный счетчик тепловой энергии? Тяжело было воткнуть счетчик для учета расхода подпиточной воды для системы ГВС?

А если они все же есть, то почему их показания в расчетах не используют и в квитанциях не указывают?