Визначення витрат теплоносія

5.1  Визначення витрат теплоносія

Розрахункові витрати теплоносія на опалення

, кг/с (5.1)

де t^р₁ – розрахункова температура теплоносія в прямому теплопроводі, ^оС (приймаємо t^р₁=150^оС [1]);

t^р₂ – розрахункова температура теплоносія в зворотньому теплопроводі, ^оС (приймаємо t^р₂=70^оС [1]).

За формулою (5.1)

  , кг/с.

Розрахункові втрати теплоносія на вентиляцію

, кг/с (5.2)

За формулою (5.2)

, кг/с.

Розрахункові витрати теплоносія на гаряче водопостачання для закритих систем теплопостачання при двохступінчастих послідовній і змішаній схемах приєднання підігрівачів

, кг/с  (5.3)

де t_П – температура водопровідної води після підігрівача першої ступені, ^оС (приймаємо рівним 5 ^оС [1]);

 t₂⁰ – температура теплоносія в зворотньому теплопроводі в точці перелому графіка, ^оС (приймаємо рівним 5 ^оС [1]).

За формулою (5.3)

, кг/с.

Максимальні витрати теплоносія на гаряче водопостачання

, кг/с (5.4)

За формулою (5.4)

, кг/с.

Розрахункові сумарні витрати теплоносія в двохтрубних магістральних і розподільних мережах закритих систем теплопостачання:

прямого трубопроводу

  , кг/с (5.5)

За формулою (5.5)

, кг/с;

зворотнього трубопроводу

, кг/с (5.6)

За формулою (5.6)

, кг/с .

5.2  Тепловий розрахунок ділянки теплової мережі

Метою теплового розрахунку ділянки теплової мережі являється визначення теплових втрат теплопроводу, розрахунок температурного поля навантаження коло теплопроводу, що включає визначення температур ізоляції, повітря в каналі, стінок каналу і грунту, розрахунок падіння температури теплоносія вздовж ділянки теплопроводу, розрахунок товщини теплової ізоляції і вибір доцільного матеріалу теплової ізоляції.

Діаметр труби прямого і зворотнього теплопроводів магістральних або розподільних мереж визначається за формулою

, м (5.7)

де r – густина теплоносія відповідно в прямому і зворотньому трубопроводі, кг/м³ (r_п=916.93 кг/м³ для температури води в прямому трубопроводі 150^оС, r_з=977.81 кг/м³ для температури води 70^оС);

с – швидкість руху теплоносія, м/с (для прямого теплопроводу с=2.5 м/с, для зворотнього – с=1.5 м/с).

За формулою (5.7)

, м;

, м.

По ГОСТ 10706-76 вибираємо труби прямого і зворотнього теплопроводів з умовним проходом 900 мм; зовнішній діаметр 920 мм; внутрішній діаметр 898 мм, додаток 5 [1].

Вибираємо непрохідний канал типу 2КСІ20-150 (рисунок 5.2.1):

а=1570 мм, б=160 мм, в=1730 мм, h=296 мм, H=1500 мм.

Еквівалентний внутрішній діаметр непрохідного каналу

, м (5.8)

де П – внутрішній периметр перерізу каналу, м (П=2×(2×а+б+Н)=9600 мм).

Рисунок 5.1 – Канал типу 2КСІ20-150

За формулою (5.8)

, м.

Термічний опір каналу і грунту

, м×К/Вт (5.9)

де a – коефіцієнт тепловіддачі від повітря до внутрішньої поверхні каналу, Вт/(м²×К) (a= 8.14 Вт/(м²×К) [8]);

l_гр – коефіцієнт теплопровідності грунту, Вт/(м×К) (l_гр=1.5 Вт/(м×К) [8]);

h – глибина закладення осі теплопроводу , м (h=1.5 м).

За формулою (5.9)

  , м×К/Вт.

Температура повітря в каналі

, ^оС (5.10)

де t_о – середньорічна температура навколишнього повітря (для підземних теплопроводів мілкого закладання (h/d_н<2) за температуру навколишнього середовища t_о приймається температура навколишнього повітря t_н, t_о=-18 ^оС)

Sq=q₁+q₂ – сумарні втрати тепла відповідно прямим і зворотнім трубопроводами (q₁=252.88, Sq=432.68 , додаток 6 [1]) ,Вт/м.

За формулою (5.10)

, ^оС.

Термічний опір прямого теплопроводу

, (м×К)/Вт (5.11)

де t^сер₁ – середня температура теплоносія в прямому теплопроводі, ^оС (t^сер₁=110 ^оС).

За формулою (5.11)

, (м×К)/Вт.

Термічний опір зворотнього теплопроводу

, (м×К)/Вт (5.12)

де t^сер₂ – середня температура теплоносія в зворотньому теплопроводі, ^оС (t^сер₁=40 ^оС).

За формулою (5.12)

, (м×К)/Вт.

Термічний опір ізоляції прямого теплопроводу

, (м×К)/Вт (5.13)

де d_н1 – зовнішній діаметр прямого теплопроводу з ізоляцією, м.

За формулою (5.13)

, (м×К)/Вт.

Термічний опір ізоляції зворотнього теплопроводу

, (м×К)/Вт (5.14)

де d_н2 – зовнішній діаметр зворотнього теплопроводу з ізоляцією, м.

За формулою (5.14)

, (м×К)/Вт.

Товщина шару ізоляції прямого теплопроводу

, м  (5.15)

де l_із – коефіцієнт теплопровідності основного шару ізоляції (l_із=0.047, додаток 7 [1]), Вт/(м×К);

d₁- зовнішній діаметр ізолюючого прямого теплопроводу, м.

, м.

Товщина шару ізоляції зворотнього теплопроводу

, м (5.16)

де d₂- зовнішній діаметр ізолюючого зворотнього теплопроводу, м.

, м.

Перерахунок величин термічного опору поверхні ізольованого теплопроводу по знайденому d_із не проводиться, оскільки воно мале в порівнянні з R_із.