Для описания характеристик неравномерности «горячего» водопотребления вводится коэффициент часовой неравномерности потребления горячей воды, который в формуле обозначается как Кч и влияет на:
- предпочтительный метод регуляции отпуска тепла,
- итоговую формулу расчётов объёмов водоснабжения.
Формула Кч (Kh) и её составляющие
Значение коэффициента для разных интервалов времени определяется как отношение минимального или максимального водопотребления к среднему. Так для часового интервала (м3/ч) соответствуют
- qч max = Kч max*Qсут max/24
- qч min = Kч min*Qсут min/24,
где Кч водопотребления определяют как результат выражений:
- Kч max = amax * bmax
- Kч min = amin * bmin
В качестве составляющих формул:
- a – соответствует коэффициенту, учитывающему степень благоустройства различных зданий (amin = 0,4-0,6, amax = 1,2-1,4). При этом для высокой степени благоустроенности зданий принимаются меньшее значение amax и большие amin.
- b – соответствует коэффициенту, учитывающему число жителей населенного пункта.
В вычислении фактического Кч с учётом суточного и часового водорасхода на ГВС по формуле:
Кч = 24 * G max час/ G ср. сут. = Q max ГВС/ Q ср. ГВС
- G max час – максимально-часовая нагрузка горячего водоснабжения т/час – расход воды, который рассчитывается, исходя из расчётной нагрузки на жилой район Q max ГВС,
- G ср. сут. – усреднённый водорасход на ГВС в т/сутки в том месяце, для которого производятся вычисления.
Фактический Кч может заметно отличаться от табличных значений. Кроме этого, нормативный, указанный в таблице коэффициент часовой неравномерности потребления горячей воды, различается в разы для различного вида и назначения зданий, режима работы, степени благоустроенности жилых сооружений, числа жителей, местных условий, и др.. (Наличие различного вида экономителей расхода – например, http://water-save.com/ – в расчёт не принимается). Так, например, Кч для жилых сооружений квартирного типа приблизительно равен 2,0, а для промышленных предприятий – 9,6.
В нормах по проектированию в качестве среднего рекомендуемого значения используется Кч = 2,4. Однако если в качестве объекта расчёта представлена большая группа зданий коэффициент 2,4 желательно применять как минимально возможный. В зависимости числа жителей его значения в жилых зданиях могут колебаться от 2,25 (10000 человек) до 4,45 (150 человек).
Приведённые ниже таблицы наглядно демонстрируют эту разницу:
Исходя из графиков отношения максимально-часового к среднечасовому расходу, а также на основании численности населения, норм водопотребления, определяется полное расчётное количество ресурса, которое необходимо подать во время потенциально-наибольшего водопотребления.
Методика вычисления Кч (Kh) горячей воды
При несвязанном регулировании теплоподачи на ГВС и отопление теплообменные аппараты и трубопроводы наружных теплосетей рассчитываются на часовые расходы горячей воды и теплоты в максимальных значениях. С помощью Кч (K h) этот водорасход определяется через среднесуточное нормативное водопотребление. Поскольку следующие зависимости не требуют обращения к существующим справочным таблицам, они могут с пользой применяться в практике проектирования.
Кh = Кnp (q h ru/q h hr,m)
В этом выражении:
Кnp = A*
- при NP<100 A = 0,979+0,21/(NP) 0,5
- при NP>100 A = 1
- q h ru – л/ч, водорасход при ГВС на 1 потребителя для часового интервала наибольшего водопотребления,
- q h hr, m – л/ч, среднечасовой водорасход при ГВС на 1 потребителя в недельном интервале отопительного периода,
- q h hr, mh = q h um /24, в котором q h um – л/сут., водорасход при ГВС на 1 потребителя средний в недельном интервале отопительного периода.
В целом для объекта найти произведение NP, применяющееся в качестве математического ожидания числа включенных одновременно сантехнических приборов, позволяет выражение:
NP = q h ru U / q o , hr
В этом выражении:
- N – общее число сантехнических приборов на объекте,
- P – вероятность включения для водоразборных устройств,
- U – число на объекте водопотребителей горячей воды,
- q o, hr – величина л/ч, которая показывает часовой водорасход одним сантехническим прибором (т. н. диктующим).
Вероятность того, что, в этом случае, фактический расход будет не больше произведения водорасхода одним сантехническим прибором на параметр NP равняется 0,5. Однако для определения Кч (коэффициента часовой неравномерности) прямого значения величины P и N не имеют, а имеет значение их произведение NP , которое входит в расчетные соотношения. При существующих в данный момент нормативных расходах горячей воды, величина P, как правило, не превышает 0,1. При этом значения N<200 встречаются чаще на небольших объектах нежилого назначения.
На протяжении всего 2004 г. в нашу организацию поступали заявки на разработку технических предложений по котельным для теплоснабжения жилых и общественных зданий, в которых нагрузки на горячее водоснабжение сильно отличались (в меньшую сторону) от тех, которые запрашивались ранее для идентичных потребителей. Это послужило поводом для анализа методик определения нагрузок на горячее водоснабжение (ГВС), которые приведены в действующих СНиПах, и возможных ошибок, возникающих при их применении на практике.
Е.О. СИБИРКО
В настоящее время порядок определения тепловых нагрузок на ГВС регламентируется нормативным документом СНиП 2.04.01–85* «Внутренний водопровод и канализация зданий».
Методика определения расчетных расходов горячей воды (максимального секундного, максимального часового и среднего часового) и тепловых потоков (тепловой мощности) в течение часа при среднем и при максимальном водопотреблении в соответствии с разделом 3 СНиП 2.04.01–85* основывается на расчете соответствующих расходов через водоразборные приборы(или группы однотипных приборов с последующим усреднением) и определении вероятности их одновременного использования.
Все служебные таблицы с данными по различным удельным нормам расхода и т.п., приведенные в СНиПе, применяются только для расчета расхода через отдельные приборы и вероятности их действия. Они не применимы для определения расходов исходя из количества потребителей, путем умножения количества потребителей на удельный расход! Именно в этом заключается основная ошибка, допускаемая многими расчетчиками при определении тепловой нагрузки на ГВС.
Изложение методики расчета в 3мразделе СНиП 2.04.01–85* не отличается простотой. Введение многочисленных надстрочных и подстрочных латинских индексов (образованных от соответствующих терминов в английском языке) еще больше затрудняет понимание смысла расчета. Не совсем понятно, зачем это сделано в российском СНиПе, - ведь далеко не все владеют английским и с легкостью ассоциируют индекс «h » (от английского hot - горячий), индекс «c » (от английского cold - холодный) и «tot »(от английского total - итог) с соответствующими русскими понятиями.
Для иллюстрации стандартной ошибки, встречающейся в расчетах потребности тепла и топлива, приведу простой пример. Необходимо определить нагрузку ГВС для 45квартирного жилого дома при числе жителей 114 человек. Температура воды в подающем трубопроводе ГВС - 55°С, температура холодной воды в зимний период -5°С. Для наглядности предположим, что в каждой квартире установлено по две однотипных водоразборных точки (мойка на кухне и умывальник в ванной).
Вариант I расчета - неправильный(мы неоднократно сталкивались с таким способом расчета):
По таблице «Нормы расхода воды потребителями» обязательного Приложения 3 СНиП 2.04.01–85* определяем для«Жилых домов квартирного типа: с ваннами длиной от 1500 до 1700 мм, оборудованных душами» расход горячей воды на одного жителя в час наибольшего водопотребления равен q hhr, u = 10 л/ч.Далее все, казалось бы, совсем просто. Общий расход горячей воды на дом в час наибольшего водопотребления исходя из количества жителей 114 человек: 10 . 114 = 1140 л/ч.
Тогда, расход тепла в час наибольшего водопотребления будет равен:
где U - число жителей в доме; г -плотность воды, 1 кг/л; с - теплоемкость воды, 1 ккал/(кг °С); t h - температура горячей воды, 55°С; t с - температура холодной воды, 5°С.
Котельная, реально построенная на основании данного расчета, явно не справлялась с нагрузкой ГВС в моменты пиковых разборов горячей воды, о чем свидетельствуют многочисленные жалобы жителей этого дома. Где же здесь ошибка? Она заключается в том, что если внимательно прочитать раздел 3 СНиП 2.04.01–85*, то выясняется, что показатель q hhr, u, приведенный в Приложении 3, используется в методике расчета только для определения вероятности действия санитарно-технических приборов, а максимальный часовой расход горячей воды определяется совсем иначе.
Вариант расчета II - в строгом соответствии с методикой СНиПа:
1. Определяем вероятность действия прибора.
,
где q hhr,u = 10 л - согласно Приложению 3 для данного вида водопотребителей; U = 114 человек - число жителей в доме; q h0 = 0,2 л/с - в соответствии с п. 3.2 для жилых и общественных зданий, допускается принимать это значение при отсутствии технических характеристик приборов; N - число санитарно-технических приборов с горячей водой, исходя из принятых нами двух точек водоразбора в каждой квартире:
N = 45 . 2 = 90 приборов.
Таким образом, получаем:
Р = (10 x 114)/(0,2 x 90 x 3600) = 0,017.
2. Теперь определим вероятность использования санитарно-технических приборов (возможность подачи прибором нормированного часового расхода воды) в течение расчетного часа:
,
где P
- вероятность действия прибора, определенная в предыдущем пункте, - P
= 0,017; q
h0 = 0,2 л/с - секундный расход воды, отнесенный к одному прибору (также уже использовался в предыдущем пункте); q
h0,hr - часовой расход воды прибором, в соответствии с п. 3.6 при отсутствии технических характеристик конкретных приборов допускается принимать q
h0,hr = 200 л/ч, тогда:
.
3. Так как P h меньше 0,1, применяем далее табл. 2 Приложения 4, по которой определяем:
при 
.
4. Теперь мы можем определить максимальный часовой расход горячей воды:
.
5. И, наконец, определяем максимальную тепловую нагрузку ГВС (тепловой поток за период максимального водопотребления в течение часа максимального потребления):
,
где Q ht - тепловые потери.
Учтем тепловые потери, приняв их за5% от расчетной нагрузки.
.
Мы получили результат более чем в два раза превышающий результат первого расчета! Как показывает практический опыт, этот результат намного ближе к реальным потребностям в горячей воде для 45квартирного жилого дома.
Можно привести для сравнения результат расчета по старой методике, которая приводится в большинстве справочной литературы.
Вариант III. Расчет по старой методике. Максимально часовой расход тепла на нужды горячего водоснабжения для жилых зданий, гостиниц и больниц общего типа по числу потребителей (в соответствии со СНиП IIГ.8–62) определялся следующим образом:
,
где k ч - коэффициент часовой неравномерности потребления горячей воды, принимаемый, например, по табл. 1.14справочника «Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей» (см. табл. 1);n 1 - расчетное число потребителей; б - норма расхода горячей воды на1 потребителя, принимается по соответствующим таблицам СНиПа IIГ.8–62и для жилых зданий квартирного типа, оборудованных ванными длиной от 1500до 1700 мм, составляет 110–130 л/сутки;65 - температура горячей воды, °С; t х - температура холодной воды, °С, принимаем t х = 5°С.
Таким образом, максимально часовой расход тепла на ГВС будет равен:
.
Легко заметить, что данный результат почти совпадает с результатом, полученным по действующей методике.
Применение нормы расхода горячей воды на одного жителя в час наибольшего водопотребления (например, для«Жилых домов квартирного типа с ваннами длиной от 1500 до 1700 мм» q
hhr == 10 л/ч), приведенного в обязательном Приложении 3 СНиП 2.04.01–85* «Внутренний водопровод и канализация зданий», неправомерно для определения расхода тепла на нужды ГВС путем умножения его на количество жителей и разность температур (энтальпий) горячей и холодной воды. Данный вывод подтверждается как приведенным примером расчета, так и прямым указанием на это в учебной литературе. Например, в учебнике для ВУЗов «Теплоснабжение» под ред. А.А. Ионина (М.: Стройиздат, 1982)на стр. 14 читаем: «…Максимальный часовой расход воды G
ч. max нельзя смешивать с приводимым в нормах расходом воды в час наибольшего водопотребления G
и.ч. Последний как некоторый предел применяется для определения вероятности действия водоразборных приборов и становится равным G
ч. max только при бесконечно большом числе водоразборных приборов». Расчет по старой методике дает гораздо более точный результат при условии применения суточных норм расхода горячей воды по нижней границе диапазонов, приведенных в соответствующих таблицах старого СНиПа, чем «упрощенный» расчет, который выполняют многие расчетчики с использованием действующего СНиП.
Данные из таблицы Приложения 3СНиП 2.04.01–85* необходимо применять именно для расчета вероятности действия водоразборных приборов, как того требует методика, изложенная в разделе 3 данного СНиПа, а затем определять бhr и вычислять расход тепла на нужды ГВС. В соответствии с примечанием в пункте 3.8 СНиП 2.04.01–85*,для вспомогательных зданий промышленных предприятий значение q
hr допускается определять как сумму расходов воды на пользование душем и хозяйственно-питьевые нужды, принимаемых по обязательному Приложению 3 по числу водопотребителей в наиболее многочисленной смене.
Здравствуйте, друзья! Для характеристик неравномерности потребления горячей воды используется такой термин, как коэффициент часовой неравномерности Kч. Коэффициент часовой неравномерности определяется по формуле: Kч = Qmax гвс/Qср гвс = 24*Gmax час/Gср сут. Вообще надо сказать, что коэффициент часовой неравномерности величина важная и нужная. Он влияет на выбор метода регулирования отпуска тепла, а также участвует в формуле расчета объемов потребления горячей воды. Зачастую в расчетах подставляют в формулу нормативное значение Kч, равное 2,4. Вообщем да, эта цифра рекомендуется в нормах по проектированию, поэтому не будем оспаривать ее правильность. Но мое мнение по поводу цифры, если расчет ведется на большую группу зданий, то Кч = 2,4 это минимальное значение коэффициента часовой неравномерности.
Если посмотреть таблицу, где приведены значения Кч для различных видов зданий, то можно заметить, коэффициент часовой неравномерности может существенно отличаться для различных групп зданий. Такую таблицу можно, в частности, посмотреть в книге «Водяные тепловые сети, Справочное Пособие» Н.К. Громов, И.В.Беляйкина, В.П.Витальев, 1988 г., таблица 7.2., стр.86. Скачать это пособие можно в Интернете в свободном доступе. Замечаем, что Кч для жилых зданий квартирного типа равен приблизительно 2,0, а для цехов промышленных предприятий Кч = 9,6. Такой вот разбег по значениям.
Рассмотрим, как рассчитывается фактический коэффициент часовой неравномерности. Возьмем фактические цифры по прибору учета тепловой энергии в ЦТП (центральном тепловом пункте). Я взял фактические цифры за отопительный сезон по теплосчетчику ЦТП, который считает показания тепловой энергии на жилой район. Нагрузка на горячее водоснабжение для района составляет Qmax гвс = 14,986 Гкал/час. В районе, кроме жилых многоквартирных домов расположены также три детских сада, аптека, сберкасса, магазины, стоматологическая поликлиника. Ниже приведены эти цифры расходов воды:
Январь, G1 (расход в подаче) = 241829,55 тн; G2 (расход в обратке) = 214615,00 тн; Gгвс (расход на ГВС) = 27214,55 тн.
Февраль, G1 (расход в подаче) = 219253,30 тн; G2 (расход в обратке) = 191136,40 тн; Gгвс (расход на ГВС) = 28116,9 тн.
Март, G1 (расход в подаче) = 244222,10 тн; G2 (расход в обратке) = 211269,70 тн; Gгвс (расход на ГВС) = 32952,40 тн.
Апрель, G1 (расход в подаче) = 242529,54 тн; G2 (расход в обратке) = 208075,50 тн; Gгвс (расход на ГВС) = 34454,04 тн.
Май (с 1 по 15 число), G1 (расход в подаче) = 118918,37 тн; G2 (расход в обратке) = 101563,85 тн; Gгвс (расход на ГВС) = 17354,52 тн.
Октябрь(с 3 по 31 число), G1 (расход в подаче) = 241579,55 тн; G2 (расход в обратке) = 210018,38 тн; Gгвс (расход на ГВС) = 31561,17 тн.
Ноябрь, G1 (расход в подаче) = 234745,42 тн; G2 (расход в обратке) = 203446,18 тн; Gгвс (расход на ГВС) = 31299,24 тн.
Декабрь, G1 (расход в подаче) = 245033,26 тн; G2 (расход в обратке) = 215893,64 тн; Gгвс (расход на ГВС) = 29139,62 тн.
Как я уже писал выше, коэффициент часовой неравномерности Кч рассчитывается по формуле: Кч = 24*Gmax час/Gср сут,
где Gmax час- это расход воды на горячее водоснабжение, соответствующий максимально-часовой нагрузке горячего водоснабжения, т/час.Gmax час рассчитывается из расчетной нагрузки Qmax гвс на жилой район. Qmax гвс = 14,986 Гкал/час. G max час = Qmax гвс *1000/(tгвс-tхв) = (14,986*1000)/(65-5) = 249,76 тн/час.
Gср сут — расход воды на горячее водоснабжение за сутки, усредненный за рассматриваемый месяц, т/сутки.
Выполним расчет за январь, в январе 31 день:
Gср сут = 27214,55/31 = 877,89 тн/сутки;
Кч = 249,76*24/877,89 = 6,83.
Выполним расчет за февраль, в феврале 28 дней:
Gср сут = 28116,9/28 = 1004,175 тн/сутки;
Кч = 249,76*24/1004,175 = 5,97.
Остальные месяцы рассчитываются аналогично.
Кч = Кч1*j1 + Кч2*j2 + ... Кчn*jn/j1+j2+...jn;
где j — длительность одного месяца в днях.Кч = 6,83*31+5,97*28+5,6*31+5,2*30+5*15+5,3*28*5,75*30+6,38*31 / 31+28+31+30+15+28+30+31 = 5,84.
Таким образом фактический (не нормативный) коэффициент часовой неравномерности для жилого района за отопительный сезон будет равен Кч = 5,84
. На этом расчет фактического Кч считаем законченным.
Расчет тепловых нагрузок
Тепловая нагрузка, вырабатываемая проектируемой котельной должна обеспечивать отопительные и вентиляционные нужды поселка и нужды горячего водоснабжения. Основным потребителем тепла являются многоквартирные дома.
Расчетный часовой расход на отопление:
где q о
V – объем зданий, м 3 ;
t но =-24 ° С – температура наружного воздуха для расчета отопления;
t вн =18 ° С – температура воздуха внутри помещений.
Расчетный часовой расход на вентиляцию:
где q о – отопительная характеристика зданий,;
t нв =-11 ° С –температура наружного воздуха для расчета вентиляции;
Расход тепла на ГВС:
где G гв – расход воды на горячее водоснабжение, кг;
c – теплоемкость воды, ккал/кг;
t г – температура горячей воды, подаваемой в систему ГВС, °С;
t х – температура холодной водопроводной воды, °С;
h сп – КПД сетевых подогревателей.
Расход воды на ГВС определяется исходя из нормы расхода воды на одного человека:
,
(1.4)
где m – число жителей, чел;
а – норма расхода горячей воды на одного человека, кг/чел×сут.
Пользуясь выше приведенной формулой для Q гв мы найдем среднесуточный расход тепла на ГВС. В то время, как для подбора оборудования нам необходим часовой расход. Вводится понятие суточной неравномерности потребления горячей воды c , которое связано с часовой и среднесуточной нагрузкой соотношением:
,
(1.5)
где Q
Q гв.сут – среднесуточная нагрузка, ккал/час;
Расчетный коэффициент неравномерности нагрузки горячего водоснабжения жилого здания или группы жилых зданий можно ориентировочно принимать
При Q гв.сут £ 1 МВт 
;
(1.6)
При Q гв.сут ³ 1 МВт c =2,0.
Перечень потребителей тепла в поселке Новая Гута представлен в таблице 1.1
Для определения расчетной нагрузки на ГВС определим среднесуточную нагрузку для жилых домов. Общее число жителей – 4500 человек. Суточная норма на 1 человека – 110 кг/сут. Температуры горячей и холодной воды равны соответственно 60 и 10°С. Тогда
Т.к. Q гв.сут > 1 МВт, то можно принять коэффициент неравномерности c=2,0. Тогда расчетная нагрузка определится как
.
Таблица 1.1
|
Объем одного здания, м 3 |
Количество зданий |
Количество жильцов, чел |
|
|
Жилые дома |
|||
|
Магазин, кофе |
|||
Для многоквартирных жилых домов на 160 человек найдем расчетную нагрузку на отопление, приняв отопительную характеристику q o =0,761:
Расчетная нагрузка с учетом потерь на собственные нужды и в сетях:
,
(1.7)
где k сн – коэффициент расхода тепла на собственные нужды;
k пот – коэффициент потерь тепла в тепловых сетях.
Результаты представим в виде таблицы:
Таблица 1.2
|
Объем, м 3 |
Количество |
ккал/(м 3 ×ч×К) |
ккал/(м 3 ×ч×К) |
Расчетные нагрузки, Гкал/час |
|||
|
Жилые дома |
|||||||
|
Магазин, кафе |
|||||||
|
Всего: |
4, 43 |
0, 24 |
|||||
К установке принимаем три водогрейных котла КБН-Г-2,5. Котел работает в автоматическом режиме и обеспечивает плавную регулировку теплопроизводительности в диапазоне от 1,15 до 3,15 МВт.
Характеристики котла КБН-Г-2,5:
1. Номинальная теплопроизводительность не менее 2,9 Мвт.
2. Расход топлива при работе котла на газе с теплотой сгорания Q р н =35615кДж/м 3 не более 316м 3 /ч.
3. Коэффициент полезного действия не менее 93%.
4. Рабочее давление воды не более 0,6Мпа.
5. Максимальная температура воды на выходе из котла 95 0 .
6. Температура обратной воды перед котлом не менее 50 0 .
7. Расход воды не менее 100м 3 /ч (при ∆t=25 0 С).
8. Допустимое давление газа перед горелкой не менее 147 Па.
9. Максимальное давление газа перед автоматикой 3000Па.
10. Давление воздуха после вентилятора не менее 2000Па.
11. Минимальная температура выходящих газов 160 0 С.
12. Температура ограждающих поверхностей (кожуха) не более 45 0 С.
13. Время срабатывания защитных устройств (отклонения котла при погасании пламени) не более 2 с.
14. Время растопки котла не более 0,25ч (15 мин.).
15. Напряжение питания промышленной электрической сети переменного тока 380 В, 220 В частотой 50Гц.
16. Ресурс котла до капитального ремонта не менее 18000ч.
17. Средний срок службы до списания 10 лет.
18. Габаритные размеры не более:
Длина – 4000мм;
Ширина – 2000мм;
Высота – 3000мм.
19. Масса не более 5400кг.
Расчет горения топлива
Целью данного расчета является определение расхода воздуха, количества и состава продуктов горения. В качестве топлива используется природный газ, имеющий следующий состав (по объему):
Таблица 2.1
|
Компонент |
|||||||
Низшая теплота сгорания Q н р =8020 ккал/м 3 , плотность при нормальных условиях r 0 =0,70 кг/м 3 .
Расчет проводится на основе уравнений химических реакций окисления (горения) компонентов топливной смеси:
Из этих уравнений видно, что для сжигания 1 моль метана CH 4 необходимо 2 моль кислорода O 2 . При этом образуется 1 моль CO 2 и 2 моль H 2 O.
Так же находятся соотношения для других компонентов, пользуясь соответствующими уравнениями.
Определив количество кислорода, можно найти теоретическое количество
Режим работы завода в курсовом проекте можно принять односменным.
Число рабочих и ИТР, работающих на прямом производстве и производящих товарную продукцию, приведено в задании. Число административных работников и служащих в заводоуправлении составляет примерно 10% от числа работающих в цехах. При расчете расходов теплоты на горячее водоснабжение и технологические нужды отдельных цехов общее число рабочих и ИТР в курсовом проекте следует распределить по пяти цехам пропорционально их площади, принимаемой по генплану завода.
Число работающих (ИТР, операторы котлов, лаборанты, слесари-ремонт-ники, обходчики тепловых сетей, электрики) в газовой котельной мощностью 30…50 Гкал/ч в среднем равно 30…40 человек.
Количество людей, пользующихся заводской столовой, ориентировочно можно оценить величиной 50…80% от общей численности работающих. Нормы расхода горячей воды на предприятиях общественного питания приведены в литрах на одно условное блюдо (12,7 л/усл.бл.), которое эквивалентно одному посетителю столовой.
Определение расходов теплоты на горячее водоснабжение Qгв является более сложным по сравнению с отоплением и вентиляцией. Особенно сложно вычислять расходы теплоты Qгв, если в одном здании имеется несколько подсистем, имеющих различные нормы потребления горячей воды. Например, в крупном производственном цехе, кроме умывальников для рабочих, могут быть столовая, душевые и бассейн при сауне, т.е. 4 разных потребителя в одном здании.
Для решения различных задач, встречающихся при проектировании и эксплуатации систем теплоснабжения, необходимо знать два часовых расхода теплоты на горячее водоснабжение (ГВ): средний часовой Qср и максимальный часовой Qмакс. Первый из них (Qср) требуется для определения мощности котельной, а также для расчета месячных и годовых расходов тепловой энергии на ГВ, по которым производятся платежи за тепловую энергию. Максимальный часовой расход (Qмакс) требуется для расчета подогревателей ГВ в зданиях и подбора диаметров трубопроводов тепловой сети, поэтому он нужен, в основном, на стадии проектирования системы или объекта теплоснабжения.
Расходы теплоты на горячее водоснабжение (средний часовой Qср, максимальный часовой Qмакс, суточный Qсут,) определяются по формулам
Qср = c Gср (tг - tх) (1 + Kт.п) 10-3,
Qмакс = c Gср (tг - tх) (kч + Kт.п) 10-3,
Qсут = Qср Т,
где Gср - средний часовой расход воды на горячее водоснабжение, л/ч;
tг - средняя температура разбираемой потребителями горячей воды, tг=55С;
tх - средняя температура холодной воды в отопительном периоде; если источником водоснабжения города или поселка является открытый водоем (река, озеро), то tх= 5C; при заборе воды из скважин tх следует принимать по данным водоснабжающей организации;
Плотность горячей воды; при температуре 55C, = 0,986 кг/л;
Kт.п = Qт.п/Qпотр
Коэффициент, учитывающий долю потерь теплоты Qт.п трубопроводами горячей воды от среднечасовой величины теплопотребления Qпотр=Qср - Qт.п; значения которого находятся в пределах Kт.п=0,1…0,35 и приведены в ; при определении Kт. п считают, что примерно 5% от Qпотр теряется в наружных сетях ГВ от ЦТП (или котельной) до зданий, 10% - во внутридомовой сети ГВ при наличии тепловой изоляции стояков ГВ и 20% при отсутствии изоляции стояков, 10% - в полотенцесушителях, если они присоединены к СГВ;
Т - период работы системы горячего водоснабжения в течение суток, для упрощения расчетных формул обычно принимают Т = 24 час/сут;
kч = Gмакс/Gср - коэффициент часовой неравномерности потребления горячей воды, показывающий во сколько раз максимальный часовой расход воды Gмакс больше среднего расхода Gср; kч зависит от вида здания и числа потребителей m в здании.
Средний часовой расход воды на горячее водоснабжение, л/ч, определяется по формуле
Gср = m Gсут /24,
где m - фактическое число потребителей горячей воды в здании;
Gсут - суточная норма расхода горячей воды в литрах на одного потребителя (потр) при средней температуре разбираемой воды tг= 55C, л/(сутпотр); принимается по приложению В или по СНиП 2.04.01-85 ;
Значения коэффициентов часовой неравномерности kч для жилых зданий в зависимости от количества потребителей m приведены в таблице 1 .
Таблица 1
Путем преобразования и аппроксимации зависимостей, приведенных в СНиП 2.04.01-85 и другой специальной литературе, нами получена достаточно точная для практических расчетов формула (3.8), позволяющая определять коэффициенты часовой неравномерности потребления горячей воды kч в зданиях любого назначения в зависимости от количества потребителей m в них и от норм расхода горячей воды
kч=(120Gч/Gсут),
где Gч - норма расхода горячей воды на одного потребителя в час наибольшего водопотребления, л/(чпотр);
Gсут - суточная норма расхода горячей воды, л/(сутпотр);
Gо - часовой расход воды водоразборным прибором, л/час.
Значения Gсут, Gч и Gо для различных зданий приведены в СНиП 2.04.01-85 . Например, для жилых зданий Gсут=105 л/(сутчел), Gч=10 л/(ччел), Gо=200 л/ч и тогда конкретная инженерная формула (3.8а) для определения коэффициента часовой неравномерности потребления горячей воды kч в жилых зданиях примет вид
kч = 2,29 + 30,7/m + 41,1/m.
Для детских садов Gсут=25 л/(сутребенка), Gч=8 л/(ччел), Gо=60 л/ч и тогда
kч = 7,68 + 63,1/m + 51,8/m.
Для школ Gсут = 3 л/(сутчел), Gч = 1 л/(ччел), Gо = 60 л/ч и тогда
kч = 8 + 186/m + 432/m.
Для поликлиник Gсут= 5,2 л(сутчел), Gч= 1,2 л/(ччел), Gо= 60 л/ч и тогда
kч = 5,54 + 118/m + 249/m.
В микрорайоне №1 системы горячего водоснабжения есть во всех 9-и зданиях. На заводе горячая вода используется в 9-и зданиях (заводоуправление, столовая, пять бытовок, котельная, гараж), в которых имеется 16 подсистем горячего водоснабжения с разными нормами Gсут.
При расчете расходов теплоты на ГВ в бытовках, в котельной и в гараже следует учитывать по 2 вида потребления горячей воды. В цехах и в котельной потребители используют воду на бытовые нужды (11 литров в смену на одного работающего) и на прием душа частью рабочих после смены (60 л/чел). В гараже предприятия стоят легковые машины (Gсут=175 литров на машину) и грузовые (Gсут = 250 литров на машину).
Расчетная продолжительность работы душевых составляет 45 минут после каждой смены. Расход воды на одну душевую сетку за 45 минут по нормам равен 270 л . Отсюда следует, что за этот период одной сеткой могут воспользоваться 4,5 потребителя (60 4,5 = 270 л). В обычных производствах группы 1б на каждые 15 человек по нормам должна быть одна душевая сетка, следовательно, душем после смены в таких цехах в среднем пользуются 4,5100/15 = 30% от общего числа работающих в цехе.
