Тепловая мощность системы горячего водоснабжения

В соответствии с [49], максимальные тепловые потоки на горячее во­доснабжение, так же, как и максимальные тепловые потоки на отопление и вентиляцию жилых, общественных и производственных зданий, следует принимать при проектировании тепловых сетей по соответствующим про­ектам.

При отсутствии проектов допускается определять тепловые потоки на основании дополнительно проводимых расчетов.

Средние тепловые потоки на горячее водоснабжение зданий, согласно [49], следует определять по нормам горячей воды в соответствии со СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий».

Для большинства жилых, промышленных и общественных зданий об­щая годовая потребность в тепловой энергии на подогрев воды составляет 10-30% потребности энергии на отопление. Однако в ряде зданий (бани, прачечные, цехи мойки деталей и т. п.) потребность в горячей воде на­столько велика, что на ее подогрев затрачивается тепловой энергии больше, чем на отопление. Особенность эксплуатационного режима работы систем горячего водоснабжения заключается в том, что расход воды, разбираемой из системы, не является постоянным в течение суток или рабочей смены. Он изменяется в широких пределах и зависит от числа и продолжительно­сти одновременного действия водоразборных точек.

Неравномерность режима работы наблюдается не только по часам су­ток, но и по дням недели. В частности, в жилых зданиях максимальный расход горячей воды, а следовательно, и наибольший часовой расход теп­ловой энергии зарегистрирован в утренние и вечерние часы (рис. 2.3,а). В часы максимального водопотребления расход тепловой энергии в несколь­ко раз превышает среднечасовой за сутки, а в ночное время (от 0 до 6 ча­сов) расход незначителен и составляет всего 4% среднечасового. Исследо­вания, проведенные А.В. Хлудовым, показали, что наибольший расход го­рячей воды отмечается в предпраздничные дни. Здесь пиковая нагрузка превышает среднечасовую более чем в три раза, а продолжительность ее в два раза больше, чем в выходной день.

При проектировании тепловых сетей расчетный расход тепловой энер­гии на подогрев воды принимают или максимальный, или среднечасовой. Выбор в данном случае определяется расходом и температурой потребляе­мой воды в единицу времени, продолжительностью пиковой нагрузки, а также требованиями, предъявляемыми к надежности и качеству теплоснаб­жения данного объекта. Для работы системы с минимальным расходом требуется более мощное оборудование, которое в часы уменьшения пико­вой нагрузки работает с пониженным КПД.

При проектировании теплоснабжения от крышных котельных (см. п.4.7) тепловая мощность системы горячего водоснабжения определяется не по максимальному, а по среднечасовому значению. Это становится воз­можным благодаря использованию режима связанного регулирования, при котором в случае прохождения пика горячего водоснабжения часть теплоты системы отопления временно используется на горячее водоснабжение. При этом имеется в виду то обстоятельство, что температурный режим в здании практически не изменяется за счет аккумулирующей способности ограж­дающих конструкций и системы. Возможно также применение баков-аккумуляторов для горячей воды.

В целях повышения экономичности системы теплоснабжения крупных потребителей, имеющих в сутки сравнительно небольшую продолжитель­ность пиковой нагрузки, за расчетный расход принимают среднечасовой. При этом в системе теплоснабжения предусматриваются специальные уст­ройства, позволяющие без ухудшения качества снабжения горячей водой сократить расчетный расход и довести его до среднечасового. Например, при установке баков-аккумуляторов снижается пиковая нагрузка и соответствен­но уменьшаются мощность теплогенераторов, диаметры трубопроводов и связанные с этим капитальные и эксплуатационные затраты. Объем бака-аккумулятора G_ак установленного у потребителя, определяется по линии подачи 1 и по интегральной кривой расхода горячей воды 2 (рис. 2.3,6).

При определении расчетного расхода тепловой энергии, необходимой для подогрева воды, учитывают следующие факторы: норму водопотребления, начальную и конечную температуры нагреваемой воды, а также режим работы системы горячего водоснабжения в течение суток или рабочей смены. Норма водопотребления и конечная температура нагреваемой воды устанавливаются соответствующими нормативными документами или технологическими требо­ваниями производственных процессов. Так, согласно СНиП 2.04.01-85 «Горя­чее и холодное водоснабжение», для зданий различного назначения заданы нормы расхода горячей воды на бытовые нужды и ее конечная температура, равная 55°С. Температура воды в местах водоразбора зависит от способа при­соединения системы горячего водоснабжения к тепловым сетям: при открытых системах теплоснабжения (см, п. 3.1) - не ниже 60°С; при закрытых - не ниже 50°С; для систем местного горячего водоснабжения - не ниже 60°С. При этом максимальная температура не должна превышать 75°С. Температуру холодной воды t_x определяют для каждого объекта по фактическим данным источника водоснабжения. При отсутствии таких данных ее принимают в зависимости от времени года: в холодный период, т.е. в течение отопительного сезона t_x =

5°С, в теплый- t_x = 15°С.

Если конечная температура подогреваемой воды отличается от 55°С, то для определения нормы расхода воды при любой температуре использу­ют формулу:

(2.23)

где а₅₅ - норма расхода воды при температуре 55 С на единицу водопо-требления; t_x.з и t_r - соответственно начальная и конечная температура подогреваемой воды для конкретных условий.

Тепловые затраты на подогрев определяют по расходу воды в течение часа, суток или рабочей смены наибольшего водопотребления. При этом различают потребителей с равномерным и неравномерным потреблением горячей воды в течение суток.

Для зданий с неравномерным водопотреблением (жилые дома, гости­ницы, больницы и т.п.) расчетным является или среднечасовой расход

(2.24)

или максимальный часовой

(2.25)

где с - удельная теплоемкость подогреваемой воды при средней темпера­туре; а - норма расхода воды на единицу водопотребления (см. табл. 2. 7); р -плотность воды при средней температуре; m - число жителей или еди­ниц водопотребления; t_Г и t_xз - температура воды за нагревателем и перед ним; т_р - число часов работы системы горячего водоснабжения в сутки

или рабочую смену; k - коэффициент часовой неравномерности, прини­маемый по нормам проектирования систем горячего водоснабжения в зави­симости от назначения зданий.

Укрупненные показатели среднего теплового потока на горячее водоснабжение q_h,

Средняя за отопительный период норма расхода воды при температуре 55°С на горячее водоснабжение в сутки на 1 чел., проживаю­щего в здании с горячим водоснабжением, л	На одного человека, Вт, проживающего в здании
с горячим водоснаб­жением	с горячим водо­снабжением с уче­том потребления в общественных зда­ниях	без горячего водо­снабжения с учетом потребления в обще­ственных зданиях

Для зданий с равномерным потреблением воды в течение суток или рабочей смены (прачечные, предприятия с потреблением воды на техноло­гические нужды) среднечасовой и максимальный расходы тепловой энер­гии являются одинаковыми, т.е.:

(2.26)

Если систему теплоснабжения проектируют на заданную численность населения для новых городов и рабочих поселков, то среднечасовой расход тепловой энергии на горячее водоснабжение определяют по укрупненному показателю q_h одновременно для жилых и общественных зданий:

(2.27)

Согласно [49], укрупненные показатели среднего теплового потока на горячее водоснабжение q_h определяются в соответствии с данными табл. 2. 6.

Средний тепловой поток на горячее водоснабжение в неотопительный период нормами [49] предлагается определять по формуле:

(2.28)

где В₁ - коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода воды на горя­чее водоснабжение в неотопительный период по отношению к отопительному периоду, принимаемый при отсутствии данных для жилищно-коммунального сектора равным 0,8 (для курортных и южных городов В₁ = 1,5), для предприятий

В₁=1,0.

Тепловая энергия, необходимая для подогрева воды, расходуется в те­чение всего года. С учетом отключения системы горячего водоснабжения на ремонт годовое число суток ее работы принимают равным 350. В связи с тем, что температура исходной водопроводной воды, поступающей на по­догрев, в зимний и летний периоды года различна, то соответственно тре­буется и различное количество тепловой энергии. Годовую потребность тепловой энергии определяют по суточному расходу для двух периодов:

- зимнего со среднесуточной температурой наружного воздуха t_н < 8 или 10°С

(2.29)

- летнего со среднесуточной температурой наружного воздуха t_н > 8 или 10°С

(2.30)

где и - число однородных потребителей; g_и.с - норма расхода горячей во­ды однородными потребителями; т_ге - число часов работы горячего водо­снабжения в сутки; Q_п и Q_ц- соответственно потеря теплоты подающи­ми и циркуляционными трубопроводами системы горячего водоснабжения. Ориентировочно слагаемое т_гв(Q_п+Q_ц) равно 20-25% суточного расхода.

Температуру воды t_г в местах водоразбора принимают равной 50-

75°С в зависимости от требований технологии. Если в справочной литера­туре приведена только норма расхода воды за один час, то расход воды в сутки рекомендуется принимать, исходя из фактического числа часов рабо­ты водоразборных приборов с максимальным расходом:

(2.31)

где g_и.с - норма расхода горячей воды в час наибольшего водопотребления; т_с - число часов работы приборов в сутки.

Годовое потребление тепловой энергии на горячее водоснабжение можно определить по формуле:

(2.32)

Нормы расхода горячей воды за средние сутки отопительного периода а₅₅,

кг/сут, на единицу пропускной способности или вместимости зданий различных групп при t_p= 55°C и разной оснащенности водоразборными приборами по нормам [14] и соответствующие значения коэффициентов неравномерности К_сум и K_ч

	Единица	Средняя суточная норма расхода горячей воды на единицу пропу­скной способно­сти а55, кг/сут	Значения коэффи-
Группа зданий и характеристика водоразборных приборов	пропускной способности или вмести-	циентов неравно­мерности
Ксут	Kч
	мости здания
I. Жилые здания
Жилые здания квартирного
типа:
- с умывальниками, мойками	1 житель		1,18	1,90
и душами
- душами и сидячими ваннами	1 житель		1,22	2,01
- с душами и ваннами длиной
1,5-1, 7м	1 житель		1,14	2,00
- при высоте зданий более 12
этажей и повышенных требо-	1 житель		1,13	2,01
ваниях к благоустройству
Общежития:
- с общими душевыми	1 житель		1,20	2,52
- с душами при всех жилых	1 житель		1,17	2,81
комнатах
- с общими кухнями и блока-	1 житель		1,12	2,00
ми душевых на этажах
II. Общественные здания
Больницы:
- с общими душами и ванными	1 койка		1,0	1,73
- инфекционные	1 койка	НО	1,0	2,07
Санатории и дома отдыха:
- с ванными во всех жилых	1 койка		1,0	1,0
комнатах
- то же с душами	1 койка		1,0	2,62
Амбулатории и поликлиники	1 больной	5,2	1,15	4,47
Детские ясли-сады:
- с дневным пребыванием детей, столовыми и прачеч-	1 ребенок		1,40	5,43
ными - с круглосуточным пребыва-	1 ребенок	28,5	1,40	4,8
нием детей

Учебные заведения с душе­выми при гимнастических залах и буфетами	1 учащийся и 1 преподава­тель		1,33	3,60
Общеобразовательные школы с душевыми при гим­настических залах и столо­выми	1 учащийся и 1 преподава­тель	3,5	1,17	6,86
Школы-интернаты со спальными помещениями	1 место		1,0	4,80
Театры	1 место 1 артист	5 25	1,0 1,0	1,44 2,11
Административные здания	1 работаю­щий		1,40	6,86
Гостиницы, мотели и пан­сионаты с общими душами и ваннами	1 прожи­вающий		1,0	2,81
Гостиницы и пансионаты с душами в отдельных номерах	1 прожи­вающий		1,0	2,06
Гостиницы с ваннами в от­дельных номерах (до 25% общего числа номеров) То же (до 75% общего числа номеров) То же во всех номерах	1 прожи­вающий 1 прожи­вающий 1 прожи­вающий	100 150 180	1,0 1,0 1,0	2,50 2,40 2,16
Парикмахерские	1 рабочее место		1,06	3,22
Магазины: -промтовары -продовольственные	1 рабочее место 1 рабочее место	5 65	1,40 1,0	6,86 4,00
Стадионы и спортивные залы с учетом приема душа	1 физкуль­турник 1 спортсмен 1 зритель		1,0 1,0 1,0	2,00 2,00 2,40
Плавательные бассейны с учетом приема душа	1 спортсмен		1,0	2,00
П. Бытовые здания и помещения промышленных предприятий
Цехи: - с тепловыделениями до 23,3 Вт на 1 м^3 помещения - с тепловыделениями более 23,3 Вт на 1 м^3 помещения	1 работаю­щий в смену 1 работаю­щий в смену	11 24	1,0 1,0	9,6 8,4

Дата добавления: 2013-12-13