Общая характеристика отпуска тепла в виде горячей воды на отопление, ГВС и вентиляцию.

Отпуск тепловых нагрузок в виде горячей воды, осуществляется, как правило, совместно, для горячего водоснабжения, вентиляции, и отопления. Максимальная тепловая мощность потребителей, получаемая в виде горячей воды, при проектировании определяется, как сумма максимальных расчетных нагрузок каждой из составляющих и может быть рассчитана по выражению:

Q^Р_СВ=Q^Р_ОТ+Q^Р_В+Q^Р_ГВ , (11-3)

где Q^Р_СВ – суммарная тепловая нагрузка потребителей отпускаемая в виде горячей воды;

Q^Р_ОТ – расчетный отопительный расход теплоты на отопление;

Q^Р_В – расчетный расход теплоты на вентиляцию;

Q^Р_ГВ – расчетный расход теплоты на горячее водоснабжение.

Тепловые нагрузки на вентиляцию и отопление являются сезонными, их величины изменяются от нуля до максимального расчетного значения в течение отопительного сезона и зависят от температуры наружного воздуха.

Основная задача отопления заключается в поддержании внутренней температуры помещений на заданном уровне. Для этого необходимо сохранение равновесия между тепловыми потерями здания и притоком теплоты от системы теплоснабжения. Условие теплового равновесия здания может быть выражено в виде равенства:

Q_О+Q_ВТ =Q_Т + Q_И , (11-4)

Q_Т - тепловые потери с передачей тепла через наружные ограждения;

Q_И - тепловые потери с инфильтрацией из-за поступления в помещение через неплотности наружных ограждений холодного воздуха;

Q_О - подвод теплоты в здание через отопительную систему;

Q_ВТ - внутренние тепловыделения.

Таким образом, при определении величины тепловой нагрузки идущей на отопление необходимо знать характеристики здания, плотность застройки, наличие и мощность внутренних источников теплоты. Все эти величины можно определить только при проработке конкретного проекта.

Расход теплоты на вентиляцию предприятий, а также общественных зданий и культурных учреждений составляет значительную долю суммарного теплопотребления. В производственных помещениях очень часто расход теплоты на вентиляцию превышает ее расходы на отопление. Обычно расход теплоты на вентиляцию принимается по местным проектам систем вентиляции зданий или по эксплуатационным данным, для действующих помещений.

Горячее водоснабжение имеет весьма неравномерный характер, как в течение суток, так и в течение недели. Наибольшая нагрузка горячего водоснабжения в жилых районах имеет место, как правило, в предвыходные дни (при 5-дневной рабочей недели в первый выходной день - субботу).

Средненедельный расход теплоты (средненедельная тепловая нагрузка) бытового горячего водоснабжения отдельных жилых, общественных и промышленных зданий или группы однотипных зданий может быть определена по следующему выражению:

Q^СР.Н_ГВ=km(a+b)(55-t_Х)C^СР_Р/n_С , (11-5)

где a - норма расхода горячей воды с температурой t_Г=55 ⁰С, кг (л) на 1 чел. в сутки;

b - расход горячей воды с температурой t_Г=55 ⁰С, кг (л) для общественных зданий, отнесенный к одному жителю района; при отсутствии более точных данных рекомендуется принимать b = 25 кг (л) на 1 чел. в сутки;

m - количество жителей;

C^СР_Р=4190 Дж/кгК - средняя теплоемкость воды;

t_Х - температура холодной воды, при отсутствии данных о температуре холодной водопроводной воды ее принимают в отопительный период 5 ⁰С и в летний период 15 ⁰С;

n_С - расчетная длительность подачи теплоты на горячее водоснабжение, с/сут, при круглосуточной подаче n_С=24 3600=86400 с/сут;

k - коэффициент учитывает выстывание горячей воды в абонентских системах горячего водоснабжения, можно принять равным 1,2 .

При определении средненедельного расхода теплоты на горячее водоснабжение только жилых зданий без учета расхода горячей воды в общественных зданиях в формуле (2.5) принимают b = 0.

Температура горячей воды в местах водоразбора должна поддерживаться в следующих пределах:

· в открытых системах теплоснабжения и в системах местного горячего водоснабжения не ниже 55 и не выше 80 ⁰С;

· в закрытых системах теплоснабжения не ниже 50 и не выше 75 ⁰С.

График горячего водопотребления носит очень неравномерный характер, как в течение суток, так в течение недели и года.

Нагрузка горячего водоснабжения жилых домов имеет, как правило, в рабочие дни пики в утренние и вечерние часы и провалы в дневные и поздние ночные часы. В домах с ваннами пиковая нагрузка горячего водоснабжения превышает среднесуточную в 2-3 раза. В выходные дни суточный график горячего водоснабжения имеет более равномерное заполнение. Для иллюстрации на рис.11.3 приведен суточный график расхода горячего водоснабжения жилого района.

Затраты теплоты на отопление и вентиляцию в виде горячей воды зависят от климатических факторов: в основном -- от температуры наружного воздуха , влажности ,и силы ветра, а также от тепловой изоляции зданий. Эта нагрузка носит сезонный характер и наличие ее зависит от продолжительности отопительного сезона.

Рис.11.3. Изменение нагрузки горячего водоснабжения в течение суток, для рабочего и выходного дня.

Тепловые нагрузки на отопление зависят в первую очередь от температуры наружного воздуха. Отопительный сезон в нашей стране начинается, когда tнв опускается ниже +8 ⁰С в течении трёх суток подряд (имеется в виду среднесуточная температура). Это же условие является показателем окончания отопительного сезона.

В отопительный период теплофикационные турбины большую часть времени работают по тепловому графику нагрузки, а в переходный и неотопительный период по электрическому. В течение суток тепловая нагрузка на отопление и вентиляцию меняется, как правило, не существенно, если нет резкой смены температур наружного воздуха. Главная часть изменения теплопотребления обусловлена в основном расходом воды на горячее водоснабжение (рис.11.3). Потребление горячего водоснабжения зависит от объекта и его назначения и может колебаться в очень широких пределах. Для жилых районов увеличение потребления горячей воды наблюдается в утренние часы (6-10часов) и вечерние (18-23 часа). Днём расход теплоты на горячее водоснабжение значительно ниже (на 15-45%) по сравнению с максимальным значением, а в ночные часы эта нагрузка может понизиться до20% от максимального значения. От ТЭЦ отпуск тепла осуществляется суммарно. В качестве примера на рис.11.4 приводится график изменения суммарной нагрузки от температуры наружного воздуха и продолжительности стояния данных температур.

Рис.11.4. График изменения тепловой нагрузки в зависимости от температуры наружного воздуха и продолжительности отопительного сезона.

В левом верхнем квадранте приводится тепловая нагрузка, в зависимости от температуры воздуха, в правом верхнем, тепловая нагрузка с учетом продолжительности стояния температур, а в правом нижнем, продолжительность стояния температур отопительного сезона.