طوال عام 2004 ، تلقت منظمتنا طلبات لتطوير العروض الفنية لمنازل الغلايات لتدفئة المباني السكنية والعامة ، حيث كان الحمل على إمدادات المياه الساخنة مختلفًا جدًا (لأسفل) عن تلك المطلوبة سابقًا للمستهلكين المتطابقين. كان هذا هو سبب تحليل طرق تحديد الأحمال على إمدادات الماء الساخن (DHW) ، والتي ترد في SNiPs الحالية ، والأخطاء المحتملة التي تنشأ أثناء تطبيقها في الممارسة العملية.
E.O. سيبيركو
في الوقت الحاضر ، يتم تنظيم إجراء تحديد الأحمال الحرارية على إمدادات المياه الساخنة من خلال الوثيقة المعيارية SNiP 2.04.01–85 * "إمدادات المياه الداخلية والصرف الصحي للمباني".
تعتمد منهجية تحديد الاستهلاك المقدر للمياه الساخنة (الحد الأقصى للثانية ، والحد الأقصى لكل ساعة ومتوسط كل ساعة) وتدفق الحرارة (الطاقة الحرارية) خلال ساعة بمتوسط وأقصى استهلاك للمياه وفقًا للقسم 3 SNiP 2.04.01-85 * على حساب التكاليف المقابلة من خلال أجهزة طي الماء (أو مجموعات من نفس النوع من الأجهزة مع متوسط لاحق) وتحديد احتمالية استخدامها في وقت واحد.
تُستخدم جميع جداول الخدمة التي تحتوي على بيانات حول معدلات الاستهلاك المحددة المختلفة ، وما إلى ذلك ، الواردة في SNiP ، فقط لحساب معدل التدفق من خلال الأجهزة الفردية واحتمال عملها. لا تنطبق على تحديد التكاليف بناءً على عدد المستهلكين ، بضرب عدد المستهلكين في الاستهلاك المحدد! هذا هو الخطأ الرئيسي الذي يرتكبه العديد من الآلات الحاسبة عند تحديد الحمل الحراري على مصدر الماء الساخن.
عرض طريقة الحساب في القسم 3 من SNiP 2.04.01–85 * ليس بسيطًا. إن إدخال العديد من المؤشرات اللاتينية المرتفعة والمنخفضة (المكونة من المصطلحات المقابلة في اللغة الإنجليزية) يجعل من الصعب فهم معنى الحساب. ليس من الواضح تمامًا سبب حدوث ذلك في SNiP الروسي ، حيث لا يتحدث الجميع الإنجليزية ويربطون المؤشر بسهولة " ح"(من الانجليزية الحار- ساخن) ، فهرس " ج"(من الانجليزية البرد- البرد و " توت"(من الانجليزية المجموع- نتيجة) مع المفاهيم الروسية المقابلة.
لتوضيح الخطأ القياسي المصادف في حساب الطلب على الحرارة والوقود ، سأقدم مثالًا بسيطًا. من الضروري تحديد حمولة DHW لمبنى سكني مكون من 45 شقة يبلغ عدد سكانها 114 شخصًا. درجة حرارة الماء في أنبوب الإمداد DHW هي 55 درجة مئوية ، ودرجة حرارة الماء البارد في الشتاء -5 درجة مئوية. من أجل الوضوح ، لنفترض أن كل شقة بها نقطتا مياه من نفس النوع (مغسلة في المطبخ ومغسلة في الحمام).
الخيار الأول من الحساب غير صحيح (لقد واجهنا طريقة الحساب هذه مرارًا وتكرارًا):
وفقًا لجدول "معايير استهلاك المياه من قبل المستهلكين" في الملحق 3 الإلزامي SNiP 2.04.01-85 * نحدد "المباني السكنية من نوع الشقق: مع حمامات بطول 1500 إلى 1700 مم ومجهزة بدش" ، الاستهلاك من الماء الساخن للفرد في الساعة من أعلى استهلاك للمياه ف hhr، u = 10 l / h. ثم يبدو أن كل شيء بسيط للغاية. إجمالي استهلاك الماء الساخن لكل منزل في الساعة من أعلى استهلاك للمياه بناءً على عدد السكان البالغ 114 نسمة: 10. 114 = 1140 لتر / ساعة.
بعد ذلك ، سيكون استهلاك الحرارة لكل ساعة من أكبر استهلاك للمياه مساويًا لـ:
أين يو- عدد المقيمين في المنزل ؛ ز - كثافة الماء ، 1 كجم / لتر ؛ مع- السعة الحرارية للماء ، 1 كيلو كالوري / (كجم درجة مئوية) ؛ رح - درجة حرارة الماء الساخن ، 55 درجة مئوية ؛ رс - درجة حرارة الماء البارد ، 5 درجات مئوية.
من الواضح أن منزل المرجل ، الذي تم بناؤه بالفعل على أساس هذا الحساب ، لم يتعامل مع حمولة المياه الساخنة في لحظات الذروة لتحليل الماء الساخن ، كما يتضح من العديد من الشكاوى من سكان هذا المنزل. أين الخطأ هنا؟ تكمن في حقيقة أنك إذا قرأت بعناية القسم 3 من SNiP 2.04.01-85 * ، فقد تبين أن المؤشر فيتم استخدام hhr ، u الوارد في الملحق 3 في طريقة الحساب فقط لتحديد احتمالية تشغيل الأجهزة الصحية ، ويتم تحديد الحد الأقصى لاستهلاك الماء الساخن بالساعة بطريقة مختلفة تمامًا.
خيار الحساب الثاني - بما يتفق بدقة مع منهجية SNiP:
1. تحديد احتمالية الجهاز.
,
أين ف hhr ، u = 10 l - وفقًا للملحق 3 لهذا النوع من مستهلكي المياه ؛ يو= 114 شخصًا - عدد سكان المنزل ؛ ف h0 = 0.2 l / s - وفقًا للفقرة 3.2 للمباني السكنية والعامة ، يُسمح بأخذ هذه القيمة في حالة عدم وجود الخصائص التقنية للأجهزة ؛ ن- عدد الأجهزة الصحية التي تحتوي على الماء الساخن ، بناءً على نقطتي استهلاك المياه التي اعتمدناها في كل شقة:
ن= 45. 2 = 90 جهازًا.
وهكذا نحصل على:
ص= (10 × 114) / (0.2 × 90 × 3600) = 0.017.
2. الآن ، دعونا نحدد احتمال استخدام الأجهزة الصحية (إمكانية توفير معدل تدفق مياه موحد بالساعة بواسطة الجهاز) خلال ساعة الخروج:
,
أين ص- احتمالية عمل الجهاز ، كما هو محدد في الفقرة السابقة ، - ص= 0,017; ف h0 = 0.2 لتر / ثانية - معدل تدفق المياه الثاني المشار إليه بجهاز واحد (مستخدم بالفعل في الفقرة السابقة) ؛ ف h0 ، hr - استهلاك المياه بالساعة بواسطة الجهاز ، وفقًا للفقرة 3.6 في حالة عدم وجود الخصائص التقنية لأجهزة معينة ، يُسمح بتناولها ف h0 ، hr = 200 l / h ، ثم:
.
3. منذ ذلك الحين صح أقل من 0.1 ، نطبق المزيد من الجدول. 2 من الملحق 4 ، والذي بموجبه نحدد:
في 
.
4. الآن يمكننا تحديد الحد الأقصى لاستهلاك الماء الساخن بالساعة:
.
5. وأخيرًا ، نحدد الحمل الحراري الأقصى لإمداد الماء الساخن (التدفق الحراري خلال فترة استهلاك المياه الأقصى خلال ساعة الاستهلاك الأقصى):
,
أين س ht - فقدان الحرارة.
دعونا نأخذ في الاعتبار فقدان الحرارة ، مع الأخذ في الاعتبار 5 ٪ من حمل التصميم.
.
حصلنا على نتيجة أكثر من ضعف نتيجة الحساب الأول! كما تظهر التجربة العملية ، فإن هذه النتيجة أقرب بكثير إلى الطلب الحقيقي على الماء الساخن لمبنى سكني مكون من 45 شقة.
للمقارنة ، يمكن الاستشهاد بنتيجة الحساب وفقًا للطريقة القديمة ، والتي تم تقديمها في معظم الأدبيات المرجعية.
الخيار الثالث. الحساب بالطريقة القديمة. تم تحديد الحد الأقصى لاستهلاك الحرارة بالساعة لاحتياجات إمدادات الماء الساخن للمباني السكنية والفنادق والمستشفيات العامة من خلال عدد المستهلكين (وفقًا لـ SNiP IIG.8–62) على النحو التالي:
,
أين كح - معامل التفاوت الساعي لاستهلاك الماء الساخن ، على سبيل المثال ، حسب الجدول. 1.14 من الكتاب المرجعي "ضبط وتشغيل شبكات تسخين المياه" (انظر الجدول 1) ؛ ن 1 - العدد المقدر للمستهلكين ؛ ب - معدل استهلاك الماء الساخن لكل مستهلك واحد ، يؤخذ وفقًا للجداول المقابلة لـ SNiP IIG.8–62 والمباني السكنية من نوع الشقق المجهزة بحمامات من 1500 إلى 1700 مم في الطول ، 110-130 لتر / اليوم ؛ 65 - درجة حرارة الماء الساخن ، درجة مئوية ؛ ر x هي درجة حرارة الماء البارد ، درجة مئوية ، نحن نقبل رس = 5 درجة مئوية.
وبالتالي ، فإن الحد الأقصى لاستهلاك الحرارة لكل ساعة لـ DHW سيكون مساويًا لـ:
.
من السهل ملاحظة أن هذه النتيجة تتطابق تقريبًا مع النتيجة التي تم الحصول عليها بالطريقة الحالية.
تطبيق معدل استهلاك الماء الساخن لكل ساكن في الساعة لأعلى استهلاك للمياه (على سبيل المثال ، "للمباني السكنية من نوع الشقق ذات الحمامات من 1500 إلى 1700 ملم في الطول" ف hhr == 10 l / h) الواردة في الملحق 3 الإلزامي SNiP 2.04.01-85 * "إمدادات المياه الداخلية والصرف الصحي للمباني" والمياه الباردة. تم تأكيد هذا الاستنتاج من خلال مثال الحساب المعطى والإشارة المباشرة إلى ذلك في الأدبيات التربوية. على سبيل المثال ، في الكتاب المدرسي للجامعات "Heat Supply" ، محرر. أ. Ionina (Moscow: Stroyizdat ، 1982) في الصفحة 14 نقرأ: "... الحد الأقصى لاستهلاك المياه في الساعة جيح.لا يجب خلط الحد الأقصى مع استهلاك المياه العادي لكل ساعة من استهلاك المياه الأعلى جيا. يتم استخدام الأخير ، كحد معين ، لتحديد احتمالية عمل أجهزة الطي بالماء ويصبح متساويًا جيح. الحد الأقصى فقط مع عدد لا نهائي من أجهزة الطي بالماء ". يعطي الحساب وفقًا للطريقة القديمة نتيجة أكثر دقة ، بشرط أن يتم تطبيق المعدلات اليومية لاستهلاك الماء الساخن عند الحد الأدنى للنطاقات الواردة في الجداول المقابلة لـ SNiP القديم ، من الحساب "المبسط" الذي كان كثير تعمل الآلات الحاسبة باستخدام SNiP الحالي.
يجب تطبيق البيانات الواردة في جدول الملحق 3SNiP 2.04.01–85 * بدقة لحساب احتمالية عمل أجهزة الطي بالماء ، كما هو مطلوب بالطريقة الموضحة في القسم 3 من SNiP هذا ، ثم تحديد bhr وحساب استهلاك الحرارة لاحتياجات إمداد الماء الساخن. وفقًا للملاحظة الواردة في الفقرة 3.8 من SNiP 2.04.01-85 * ، بالنسبة للمباني المساعدة للمؤسسات الصناعية ، فإن القيمة فيُسمح بتحديد hr كمجموع استهلاك المياه لاستخدام الدش والاحتياجات المنزلية والشرب ، وفقًا للملحق 3 الإلزامي وفقًا لعدد مستهلكي المياه في الوردية الأكثر عددًا.
يمكن اعتبار وضع تشغيل المصنع في مشروع الدورة التدريبية بمثابة وردية واحدة.
يتم تحديد عدد العمال والمهندسين العاملين في الإنتاج المباشر وإنتاج المنتجات القابلة للتسويق في المهمة. يبلغ عدد العاملين الإداريين والموظفين في إدارة المصنع حوالي 10٪ من عدد العاملين في المحلات. عند حساب استهلاك الحرارة لإمداد الماء الساخن والاحتياجات التكنولوجية للمحلات الفردية ، يجب توزيع إجمالي عدد العمال والمهندسين في مشروع الدورة على خمسة متاجر بما يتناسب مع مساحتهم ، وفقًا للخطة العامة للمصنع.
عدد الموظفين (المهندسين والفنيين ومشغلي الغلايات ومساعدي المختبرات والمصلحين ومفتشي الشبكة الحرارية والكهربائيين) في منزل غلاية الغاز بسعة 30 ... 50 Gcal / h في المتوسط 30 ... 40 شخصًا.
يمكن تقدير عدد الأشخاص الذين يستخدمون مقصف المصنع تقريبًا بـ 50 ... 80٪ من إجمالي عدد الموظفين. تُقدَّر معدلات استهلاك الماء الساخن في مؤسسات تقديم الطعام العامة باللترات لكل طبق تقليدي (12.7 لتر / وحدة تقليدية) ، وهو ما يعادل زائرًا واحدًا للمقصف.
يعد تحديد استهلاك الحرارة لإمداد الماء الساخن Qgw أكثر تعقيدًا مقارنة بالتدفئة والتهوية. من الصعب بشكل خاص حساب استهلاك الحرارة Qgw إذا كان هناك عدة أنظمة فرعية في مبنى واحد بمعدلات مختلفة من استهلاك الماء الساخن. على سبيل المثال ، في ورشة إنتاج كبيرة ، بالإضافة إلى مغاسل العمال ، قد يكون هناك مقصف ودش ومسبح مع ساونا ، أي 4 مستهلكين مختلفين في مبنى واحد.
لحل المشكلات المختلفة التي واجهتها في تصميم وتشغيل أنظمة الإمداد الحراري ، من الضروري معرفة استهلاك الحرارة لمدة ساعتين لإمداد الماء الساخن (HW): متوسط Qav بالساعة والحد الأقصى Qmax للساعة. أولهما (Qav) مطلوب لتحديد سعة بيت المرجل ، وكذلك لحساب الاستهلاك الشهري والسنوي للطاقة الحرارية للمياه الساخنة ، والتي يتم سداد مدفوعات الطاقة الحرارية من أجلها. الحد الأقصى لمعدل التدفق بالساعة (Qmax) مطلوب لحساب سخانات الماء الساخن في المباني واختيار أقطار خطوط أنابيب شبكة التدفئة ، وبالتالي فهو مطلوب بشكل أساسي في مرحلة تصميم النظام أو مرفق الإمداد الحراري.
يتم تحديد استهلاك الحرارة لإمداد الماء الساخن (متوسط Qav بالساعة ، الحد الأقصى Qmax لكل ساعة ، Qday يوميًا) بواسطة الصيغ
Qav = c Gav (tg - tx) (1 + Kt.p) 10-3 ،
Qmax = c Gav (tg - tx) (kh + Kt.p) 10-3 ،
Qday = Qav T ،
حيث Gav هو متوسط استهلاك المياه بالساعة لإمداد الماء الساخن ، لتر / ساعة ؛
tg - متوسط درجة حرارة الماء الساخن المفكك من قبل المستهلكين ، tg = 55C ؛
tx هو متوسط درجة حرارة الماء البارد أثناء موسم التدفئة ؛ إذا كان مصدر إمدادات المياه للمدينة أو القرية عبارة عن مسطح مائي مفتوح (نهر ، بحيرة) ، إذن tx = 5C ؛ عند أخذ المياه من الآبار ، يجب أخذ tx وفقًا لبيانات مؤسسة إمدادات المياه ؛
كثافة الماء الساخن عند درجة حرارة 55 درجة مئوية = 0.986 كجم / لتر ؛
Kt.p = Qt.p / Qcons
معامل مع الأخذ في الاعتبار حصة الخسائر الحرارية Qt.p بواسطة خطوط أنابيب الماء الساخن من متوسط القيمة بالساعة لاستهلاك الحرارة Qpotr = Qav - Qt.p؛ القيم التي تقع في نطاق Kt.p = 0.1 ... 0.35 وترد في ؛ عند تحديد Kt. ن يعتقد أن ما يقرب من 5٪ من الاستهلاك يضيع في شبكات المياه الساخنة الخارجية من محطة التدفئة المركزية (أو غرفة المرجل) إلى المباني ، و 10٪ - في شبكة المياه الساخنة الداخلية في ظل وجود عازل حراري لرافعات الماء الساخن و 20٪ في حالة عدم وجود عزل للناهض ، 10 ٪ - في قضبان المناشف الساخنة ، إذا كانت متصلة بـ SGV ؛
T هي فترة تشغيل نظام إمداد الماء الساخن خلال النهار ؛ لتبسيط معادلات الحساب ، عادةً ما تستغرق T = 24 ساعة / يوم ؛
kh = Gmax / Gav - معامل عدم انتظام استهلاك الماء الساخن بالساعة ، يوضح عدد المرات التي يكون فيها الحد الأقصى لاستهلاك المياه بالساعة أكبر من متوسط استهلاك Gav ؛ kh يعتمد على نوع المبنى وعدد المستهلكين م في المبنى.
يتم تحديد متوسط استهلاك الماء في الساعة لإمداد الماء الساخن ، لتر / ساعة ، من خلال الصيغة
Gav = m Gday / 24 ،
حيث m هو العدد الفعلي لمستهلكي الماء الساخن في المبنى ؛
Gday هو المعدل اليومي لاستهلاك الماء الساخن باللترات لكل مستهلك (الاستهلاك) عند متوسط درجة حرارة الماء المفكك tg = 55C ، لتر / (يوم) ؛ مقبولة وفقًا للملحق B أو وفقًا لـ SNiP 2.04.01-85 ؛
يتم إعطاء قيم معاملات عدم انتظام الساعة kh للمباني السكنية ، اعتمادًا على عدد المستهلكين م ، في الجدول 1.
الجدول 1
من خلال تحويل وتقريب التبعيات الواردة في SNiP 2.04.01-85 والأدبيات الخاصة الأخرى ، حصلنا على صيغة (3.8) دقيقة بما فيه الكفاية للحسابات العملية ، والتي تسمح لنا بتحديد معاملات التفاوت في الساعة لاستهلاك الماء الساخن kh في المباني لأي غرض ، حسب عدد المستهلكين م فيها وعلى معدلات استهلاك الماء الساخن
kh = (120Gh / Gday) ،
حيث Gh هو معدل استهلاك الماء الساخن لكل مستهلك واحد في الساعة لأعلى استهلاك للمياه ، l / (chpotr) ؛
Gday - المعدل اليومي لاستهلاك الماء الساخن ، لتر / (يوم) ؛
Go - استهلاك المياه كل ساعة بواسطة جهاز الطي بالماء ، لتر / ساعة.
تم إعطاء قيم Gday و Gch و Go للمباني المختلفة في SNiP 2.04.01-85. على سبيل المثال ، بالنسبة للمباني السكنية Gday = 105 لتر / (يوم) ، Gh = 10 لتر / (ساعة) ، انتقال = 200 لتر / ساعة ثم صيغة هندسية محددة (3.8 أ) لتحديد معامل الاستهلاك غير المتكافئ للساعة للحرارة سوف يأخذ kh water في المباني السكنية الشكل
كيلو ساعة = 2.29 + 30.7 / م + 41.1 / م.
بالنسبة لرياض الأطفال ، Gday = 25 لتر / (يوم الطفل) ، Gh = 8 لتر / (ساعة) ، الانتقال = 60 لتر / ساعة ثم
كيلو ساعة = 7.68 + 63.1 / م + 51.8 / م.
للمدارس Gday = 3 لتر / (يوم) ، Gh = 1 لتر / (ساعة) ، اذهب = 60 لتر / ساعة ثم
خ = 8 + 186 / م + 432 / م.
للعيادات الخارجية Gday = 5.2 لتر (يوم) ، Gh = 1.2 لتر / (ساعة) ، اذهب = 60 لتر / ساعة ثم
كيلو ح = 5.54 + 118 / م + 249 / م.
في المقاطعة الصغيرة رقم 1 ، توجد أنظمة إمداد بالمياه الساخنة في جميع المباني التسعة. في المصنع ، يتم استخدام الماء الساخن في 9 مبان (إدارة مصنع ، مقصف ، خمسة منازل تغيير ، غرفة مرجل ، مرآب) ، والتي تحتوي على 16 نظامًا فرعيًا لإمداد المياه الساخنة بمعايير Gday مختلفة.
عند حساب استهلاك الحرارة للمياه الساخنة في بيوت التغيير ، في غرفة الغلاية وفي المرآب ، يجب مراعاة نوعين من استهلاك الماء الساخن. في ورش العمل وفي غرفة الغلاية ، يستخدم المستهلكون المياه للاحتياجات المنزلية (11 لترًا لكل وردية لكل عامل) وللاستحمام من قبل جزء من العمال بعد المناوبة (60 لترًا / للفرد). يوجد في مرآب المؤسسة سيارات (Gday = 175 لترًا لكل سيارة) وشاحنات (Gday = 250 لترًا لكل سيارة).
من المتوقع أن تستمر الأمطار لمدة 45 دقيقة بعد كل وردية. استهلاك المياه لشبكة دش واحدة في 45 دقيقة هو 270 لترًا وفقًا للمعايير. ويترتب على ذلك أنه خلال هذه الفترة ، يمكن للمستهلكين 4.5 استخدام شبكة واحدة (60 4.5 = 270 لترًا). في الإنتاج العادي للمجموعة 1 ب ، لكل 15 شخصًا ، وفقًا للمعايير ، يجب أن تكون هناك شبكة دش واحدة ، وبالتالي ، بعد التحول في ورش العمل هذه ، في المتوسط ، 4.5100 / 15 = 30 ٪ من إجمالي عدد العمال في ورشة استخدام دش.
لوصف خصائص عدم انتظام استهلاك الماء "الساخن" ، يتم إدخال معامل التفاوت في استهلاك الماء الساخن في الساعة ، والذي يُشار إليه في الصيغة على أنه Kch ويؤثر على:
يتم تعريف قيمة المعامل لفترات زمنية مختلفة على أنها نسبة الحد الأدنى أو الأقصى لاستهلاك المياه إلى المتوسط. لذلك بالنسبة للفاصل الزمني للساعة (m3 / h) تتوافق
حيث يتم تحديد Kch من استهلاك المياه نتيجة للتعبيرات:
كصيغ مكونة:
في حساب Kch الفعلي مع الأخذ بعين الاعتبار استهلاك المياه اليومي والساعة لإمداد الماء الساخن وفقًا للصيغة:
CV = 24 * G max ساعة / G av. أيام = Q max DHW / Q av. DHW
قد تختلف CCH الفعلية بشكل كبير عن قيم الجدول. بالإضافة إلى ذلك ، يختلف المعامل المعياري للتفاوت الساعي لاستهلاك الماء الساخن المشار إليه في الجدول في بعض الأحيان لأنواع وأغراض المباني المختلفة ، وأنماط التشغيل ، ودرجة وسائل الراحة في المباني السكنية ، وعدد السكان ، والظروف المحلية ، إلخ. على سبيل المثال ، http://water-save.com/ - لا يؤخذ في الاعتبار). لذلك ، على سبيل المثال ، يبلغ Kch للمباني السكنية من نوع الشقق حوالي 2.0 ، وللمؤسسات الصناعية - 9.6.
في رموز التصميم ، يتم استخدام Kch = 2.4 كمتوسط القيمة الموصى بها. ومع ذلك ، إذا تم تقديم مجموعة كبيرة من المباني ككائن حساب ، فمن المستحسن استخدام المعامل 2.4 كحد أدنى ممكن. اعتمادًا على عدد السكان ، يمكن أن تتراوح قيمه في المباني السكنية من 2.25 (10000 شخص) إلى 4.45 (150 شخصًا).
توضح الجداول أدناه هذا الاختلاف:
استنادًا إلى الرسوم البيانية لنسبة الحد الأقصى للساعة إلى متوسط الاستهلاك في الساعة ، وكذلك على أساس حجم السكان ، ومعايير استهلاك المياه ، فإن إجمالي المبلغ المقدر للمورد الذي يجب توفيره خلال أعلى استهلاك محتمل للمياه هو عازم.
مع التنظيم غير ذي الصلة للإمداد الحراري لإمداد الماء الساخن والتدفئة ، يتم حساب المبادلات الحرارية وخطوط الأنابيب لشبكات التدفئة الخارجية لاستهلاك الماء الساخن والحرارة بالساعة بأقصى قيم. بمساعدة Kch (K h) ، يتم تحديد استهلاك المياه هذا من خلال متوسط الاستهلاك اليومي القياسي للمياه. نظرًا لأن التبعيات التالية لا تتطلب مرجعًا للجداول المرجعية الموجودة ، فقد تكون مفيدة في ممارسة التصميم.
Кh = Кnp (q h ru / q h hr، m)
في هذا التعبير:
كنب = أ *
بشكل عام ، بالنسبة لكائن ما ، فإن العثور على المنتج NP ، والذي يتم استخدامه كتوقع رياضي لعدد تركيبات السباكة التي يتم تشغيلها في وقت واحد ، يسمح بالتعبير:
NP = q h ru U / q o، hr
في هذا التعبير:
احتمال ألا يكون معدل التدفق الفعلي ، في هذه الحالة ، أكثر من ناتج معدل تدفق المياه بواسطة تركيبات سباكة واحدة لكل معلمة NP هو 0.5. ومع ذلك ، لتحديد Kch (معامل التفاوت في الساعة) ، فإن قيم P و N ليس لها قيمة مباشرة ، ولكن منتجها NP ، الذي تم تضمينه في نسب التصميم ، مهم. وفقًا لاستهلاك الماء الساخن القياسي الحالي ، لا تتجاوز قيمة P ، كقاعدة عامة ، 0.1. في هذه الحالة ، قيم N.<200 встречаются чаще на небольших объектах нежилого назначения.
محتويات القسم
أنظمة الإمداد بالمياه الساخنة عبارة عن مجموعة من الأجهزة التقنية والتكنولوجية المصممة لإعداد ونقل وتوزيع الماء الساخن عالي الجودة للشرب من المصدر إلى جهاز طي الماء الخاص بالمستهلك. يعتمد تكوين المعدات لأنظمة إمداد الماء الساخن على درجة مركزية الأنظمة. أنظمة الإمداد بالمياه الساخنة ، اعتمادًا على درجة مركزية إعداد الماء الساخن ، تنقسم إلى مركزية وجماعية ومحلية وفردية. يتم تحقيق أكبر قدر من المركزية في أنظمة الإمداد بالمياه الساخنة من خلال السحب المباشر للماء الساخن من أنظمة الإمداد الحراري (أنظمة الإمداد الحراري المفتوحة). في هذه الحالة ، يكون للماء الساخن والحامل الحراري لأنظمة الإمداد الحراري خصائص متطابقة. في هذه الحالة ، يجب أن يتوافق المبرد تمامًا مع المتطلبات. يتم تحضير الماء الساخن في الأجهزة التكنولوجية لتحضير الماء المستخدم كحامل حرارة في أنظمة الإمداد الحراري. عادة ما يتم تركيب هذه الوحدات في مصدر توليد الحرارة. تعتبر أنظمة معالجة المياه في الغلايات ومحطات CHP بالمثل في. السمة المميزة لأنظمة الإمداد الحراري المفتوحة هي وجود تراكم الماء الساخن في النظام ، المصمم لمعادلة إمداد الحرارة بالنظام ، والذي يفسر عدم توازنه بخصوصية التفاوت اليومي في استهلاك المياه.
في أنظمة الإمداد الحراري المغلقة ، يتم تحضير الماء الساخن لكل مجموعة من المستهلكين في نقاط التسخين المركزية (CHP) ، حيث يتم الجمع بين تدفق الحرارة من مصدر نظام الإمداد الحراري ومياه الشرب ذات الجودة العالية القادمة من أنظمة إمداد مياه الشرب. في المباني السكنية التي تحتوي على مصدر حرارة فردي (أنظمة محلية) ، يتم تحضير الماء الساخن في منشآت المياه الساخنة المحلية. يتم تشكيل أنظمة إمداد الماء الساخن الفردية على أساس الأجهزة التقنية التي تجعل من الممكن تحضير الماء الساخن للحالة المطلوبة مباشرة من المستهلك. ولكن حتى في هذه الحالة ، فإن الحرارة والمياه الصالحة للشرب ضرورية لإعداد الماء الساخن.
الشكل 2.4.1 ، 2.4.2
يحتوي إمداد الماء الساخن على نمط غير متساوٍ للغاية من استهلاك المياه (وبالتالي الحرارة) أثناء النهار وأثناء الأسبوع ، ولكل نوع من المستهلكين ، سيكون للاستهلاك اليومي والأسبوعي بعض الخصائص. على سبيل المثال ، استهلاك الماء الساخن في المباني السكنية له حد أقصى يومي (انظر الشكل 2.4.1) ، بينما استهلاك المياه في المدارس له حد أقصى واحد فقط (انظر الشكل 2.4.2). يحدث أكبر حمل لإمداد الماء الساخن في المناطق السكنية ، كقاعدة عامة ، يوم السبت ، وفي المناطق الصناعية - يوم الخميس. علاوة على ذلك ، كلما زاد ارتباط المستهلكين الفرديين المختلفين بنظام الإمداد الحراري ، قل تفاوت الحمل.
أرز. 2.4.1. الجدول اليومي لإمداد الماء الساخن في منطقة سكنية:
أ - يوم متوسط استهلاك المياه ؛ ب - يوم الاستهلاك الأقصى للمياه
وبالتالي ، تختلف طرق تصميم أنظمة الإمداد بالمياه الساخنة اعتمادًا على درجة مركزيتها. يمكن أن تكون كائنات التصميم هي النظام ككل وعناصره الفردية.
بالنسبة لمهام التصميم المتعلقة بتحديد سعة مصادر الحرارة المبنية حديثًا للأنظمة المركزية واختيار المعدات الخاصة بها ، يتم تحديد كميات الحرارة المحسوبة وفقًا لمتوسط استهلاكها الأسبوعي والمتوسط اليومي ومتوسط استهلاك الساعة.
أرز. 2.4.2. خصائص المخالفات اليومية والأسبوعية في استهلاك الماء الساخن في المدارس
يتم تحديد متوسط استهلاك الحرارة الأسبوعي (متوسط الحمل الحراري الأسبوعي) ، كيلوواط ، إمدادات المياه الساخنة المنزلية للمباني السكنية والعامة والمباني الصناعية أو مجموعة من المباني المماثلة خلال فترة التدفئة من خلال
| Q gc avg.c = 1.2M (a + b) (t g -t x.z) c p avg / n c ، | (2.84) |
حيث M هو العدد المقدر للمستهلكين ؛ أ هو معدل استهلاك الماء لإمداد الماء الساخن عند درجة حرارة t g = 55 0 درجة مئوية لكل شخص في اليوم ، كجم / (يوم × شخص) ، يعيش في مبنى مزود بإمدادات المياه الساخنة. يتم اعتماده اعتمادًا على درجة راحة المباني وفقًا لـ ؛ ب - استهلاك الماء الساخن بدرجة حرارة t g = 55 0 درجة مئوية ، كجم (لتر) للمباني العامة ، يُحال إلى أحد سكان المنطقة ؛ في حالة عدم وجود بيانات أكثر دقة ، يوصى بتناول ب = 25 كجم لكل شخص ، كجم / (يوم × شخص) ؛ cp avg = 4.19 kJ / (kg × K) هي السعة الحرارية النوعية للماء عند متوسط درجة حرارتها t avg = (t g -t h.z) / 2 ؛ t h.z هي درجة حرارة الماء البارد أثناء فترة التسخين (في حالة الغياب) تؤخذ البيانات تساوي 5 0 درجة مئوية) ؛ ن ج - المدة المقدرة لإمداد الماء الساخن بالحرارة ، ثانية / يوم ؛ مع العرض على مدار الساعة ن ج = 24 × 3600 = 86400 ثانية ؛ يأخذ المعامل 1.2 في الاعتبار vysyvanie الماء الساخن في أنظمة الإمداد بالمياه الساخنة للمشتركين.
يتم تحديد متوسط استهلاك الحرارة الأسبوعي في فترة التسخين الداخلي بواسطة صيغة مشابهة لـ (2.84) مع الاختلاف الوحيد أنه بدلاً من درجة حرارة الماء البارد في الشتاء ، يتم أخذ درجة حرارة الماء البارد في الصيف في الاعتبار. (انظر الصيغة (2.85)) في حالة عدم وجود بيانات ، يؤخذ t chl يساوي +15 0 С.
معدلات استهلاك المياه (أ و ب) لإمداد الماء الساخن لأنواع مختلفة من المستهلكين مبينة في الجدول 2.14.
يجب الحفاظ على درجة حرارة الماء الساخن عند نقاط السحب ضمن الحدود التالية:
الجدول 2.14.
معدلات استهلاك الماء الساخن
| مستهلك | وحدة قياس | استهلاك | ||
| المتوسط الأسبوعي في السنة في الأربعاء 1 لتر / يوم | في اليوم من أعلى استهلاك للمياه في السنة في الأربعاء 2 ، لتر / يوم | الحد الأقصى للساعة ، بحد أقصى g ، كجم / ساعة | ||
| المباني السكنية من نوع الشقق المجهزة بـ: مغاسل وأحواض استحمام حمامات المقعدة والاستحمام الحمامات من 1.5 إلى 1.7 متر طويلة والاستحمام |
مقيم واحد | 85 | 100 | 7,9 |
| مباني سكنية من نوع الشقق يبلغ ارتفاع المبنى أكثر من 12 طابقًا ومناظر طبيعية محسنة | مقيم واحد | 115 | 130 | 10,9 |
| المهاجع: مع الاستحمام المشترك مع دشات في جميع الغرف مع مطابخ مشتركة وكتل دش على الأرضيات |
مقيم واحد | 50 | 60 | 6,3 |
| الفنادق والمعاشات والموتيلات بأحواض استحمام ودشات مشتركة | مقيم واحد | 70 | 70 | 8,2 |
| الفنادق والمعاشات مع الاستحمام في جميع الغرف | مقيم واحد | 140 | 140 | 12 |
| الفنادق ذات الحمامات الخاصة: في 25٪ من إجمالي عدد الغرف نفس الشيء في 75٪ في جميع الغرف |
مقيم واحد | 100
150 180 |
100
150 180 |
10,4 |
| المستشفيات: مع حمامات ودشات مشتركة مع مرافق صحية قريبة من الأجنحة معد |
1 رصيف | 75 | 75 | 5,4 |
| المصحات والاستراحات: مع حمامات في جميع غرف المعيشة مع دشات في جميع غرف المعيشة |
1 رصيف | 120 | 120 | 4,9 |
| العيادات الشاملة والعيادات الخارجية | مريض واحد لكل وردية | 5,2 | 6 | 1,2 |
| مغاسل: ميكانيكي غير ميكانيكي |
1 كجم غسيل جاف | 25 15 | 25 15 | 25 15 |
| مباني إدارية | 1 العمل | 5 | 7 | 2 |
| المؤسسات التعليمية (بما في ذلك المؤسسات العليا والخاصة مع الاستحمام في صالات الألعاب الرياضية والبوفيهات) | 6 | 8 | 1,2 | |
| اجازات المدارس | طالب واحد ومعلم واحد | 8 | 9 | 1,4 |
| مؤسسات تقديم الطعام: للطبخ في غرفة الطعام ؛ نفس الشيء المباع في المنزل. |
1 طبق | 12,7 | 12,7 | 12,7 |
| المحلات: غذاء؛ بضائع مصنعة. |
عامل واحد لكل وردية | 65 5 | 65 7 | 9,6 2 |
| الملاعب والصالات الرياضية: للمشاهدين للرياضيين للرياضيين |
المركز الأول 1 التربية البدنية. 1 رياضي | 1 30 | 1 30 60 | 0,1 2,5 5 |
| الحمامات: للغسيل بالصابون مع الشطف في الحمام ؛ الشيء نفسه مع تلقي الإجراءات الصحية ؛ حجرة استحمام؛ كابينة الحمام. |
يزور | - - - - | 120
240 360 |
120 |
| الاستحمام في المباني المنزلية للمؤسسات الصناعية | 1 شبكة دش لكل وردية | - | 270 | 270 |
معدلات استهلاك الماء الساخن موضحة في الجدول. 2.15 ، تشير إلى درجة حرارة tg = 55 0 C. عند استخدام الماء بدرجة حرارة مختلفة t gi لإمداد الماء الساخن المنزلي ، يتم تحديد معدل استهلاكه من حالة إمداد المشتركين بكمية طبيعية من المياه وفقًا لـ معادلة
حيث K day max هو معامل التفاوت اليومي لاستهلاك الحرارة ، مع الأخذ في الاعتبار الاستهلاك غير المتكافئ للماء الساخن والحرارة لإعداده حسب أيام الأسبوع. في حالة عدم وجود بيانات تجريبية ، يوصى بتناول المباني السكنية والعامة K day max = 1.2 ، للمباني الصناعية والمؤسسات K day max = 1.
استهلاك الحرارة المحسوب (الحد الأقصى لكل ساعة) لإمداد الماء الساخن المنزلي ، kW ، يساوي متوسط استهلاك الحرارة في الساعة ليوم أعلى استهلاك للمياه ، مضروبًا في معامل التفاوت في الساعة ، مع مراعاة الاستهلاك غير المتكافئ للماء الساخن و تسخين لتحضيره حسب ساعات النهار:
|
حيث K h max هو معامل التفاوت في الساعة لاستهلاك الحرارة ليوم أعلى استهلاك للمياه. للحسابات التقريبية ، يمكن أن تؤخذ للمدن والمستوطنات K h max = 1.7 ÷ 2.0 ، للمباني الصناعية والمؤسسات K h max = 2.5 ÷ 3.0.
يتم استخدام النسب لتحديد متوسط استهلاك الحرارة للأسبوع ، واليوم الذي يتم فيه استهلاك المياه الأعلى والحد الأقصى للتكاليف بالساعة لتقييم قدرة نظام الإمداد الحراري ، واختيار مجمع الماء الساخن في نظام تدفئة المنطقة ، وتحديد المبرد زيادة درجة الحرارة إلى جدول درجة الحرارة لإطلاق الحرارة من نظام الإمداد الحراري ، حدد سعة المضخة لتداول المياه من خلال نظام الإمداد الحراري.
لمهام التصميم المتعلقة بتحديد السعة الحرارية للمركز المركزي المبني حديثًا (CHP) ، والذي يخدم مجموعة من المباني ونقاط التدفئة الفردية (ITP) التي تخدم مبنى واحد ؛ يتم استخدام حسابات الأوضاع الهيدروليكية في أنظمة الإمداد بالمياه الساخنة في الأماكن المغلقة واختيار المعدات الخاصة بها الحد الأقصى (المحسوب) لاستهلاك الماء (الناقل الحراري)من خلال كل قسم من نظام إمداد الماء الساخن.
يعتمد حساب الحد الأقصى (المحسوب) لاستهلاك المياه على طريقة احتمالية لتحديد تزامن عمل أجهزة طي الماء التي تشكل نظام إمداد الماء الساخن. في هذه الحالة ، يُفترض أن الأحداث التي تميز تزامن الأجهزة هي أحداث عادية ، وبالتالي تخضع لقانون توزيع بواسون. مع الأخذ في الاعتبار هذه الملاحظة ، فإن خوارزمية حساب معدل تدفق المياه عبر كل قسم من أنابيب المياه داخل المنزل هي كما يلي:
1. ينقسم نظام إمداد الماء الساخن بالكامل إلى أقسام ، تتميز بغرف ملحقة به ، يتم فيها تركيب أجهزة الطي بالماء.
2. لكل من هذه المباني ، يتم تحديد عدد أنواع أجهزة الطي بالماء المثبتة فيه (A pom) والعدد الإجمالي لأجهزة الطي بالماء من جميع الأنواع (N pom). من بين هؤلاء ، تبرز تلك الأجهزة القابلة للطي بالماء والمتصلة بنظام إمداد الماء الساخن (N g.v. i pom).
3. لكل نوع من أنواع أجهزة الطي بالماء من الجدول. 2.15 أوجد الاستهلاك الثاني المقدر للمياه الساخنة (g oi = g g.v. i p) بواسطة جهاز واحد ، kg / s.
الجدول 2.15.
استهلاك الماء الساخن من خلال الحنفيات
| اسم جهاز الطي بالماء | استهلاك الماء الساخن في الثانية ، g.w. i kg / s | استهلاك الماء الساخن بالساعة ، غرام ساعة ، كجم / ساعة | رأس حر في جهاز الطي بالماء ، H c.p. i ، m |
| مغسلة مع خلاط | 0,09 | 40 | 2 |
| حوض (حوض) مع صنبور مياه وخلاط | 0,09 | 60 | 2 |
| مغسلة (لمنشآت تقديم الطعام) مع خلاط | 0,2 | 280 | 2 |
| حوض استحمام مع خلاط (مشترك للحمام والمغسلة والدش) | 0,18 | 200 | 3 |
| كابينة الاستحمام مع حوض استحمام ضحل وخلاط | 0,09 | 60 | 3 |
| مجموعة دش مع خلاط | 0,14 | 230 | 3 |
| بيديه مع خلاط | 0,05 | 54 | 5 |
4. تحديد عدد الأشخاص (M فصاعدًا و pom) الذين يستخدمون أجهزة المياه المثبتة في هذه المباني (المقيمين في الشقة ، والعاملين في المتجر ، والأطفال في رياض الأطفال ، وما إلى ذلك).
5. بالنسبة للأجهزة من كل نوع التي يستخدمها نفس المستهلكين (على سبيل المثال ، حوض غسيل يستخدمه جميع سكان الشقة) ، يتم حساب احتمالات عمل كل منهم في ساعة الحد الأقصى لاستهلاك المياه:
| P فصاعدًا أنا = أ فصاعدًا في الحد الأقصى * غرفة M / (g فصاعدًا أنا p * N فصاعدًا أنا غرفة * 3600) ، | (2.89) |
حيث i هو التعيين (الفهرس) لنوع الجهاز القابل للطي بالماء ؛ a g in max - معدل استهلاك الماء الساخن من قبل شخص واحد في الغرفة قيد الدراسة ، لكل ساعة من استهلاك المياه الأقصى ، كجم / (ساعة × مستهلك).
يتم إعطاء القيمة a g في max ، المحددة على أساس المعالجة الإحصائية لملاحظات طبيعة استهلاك المياه في المباني السكنية والصناعية العامة والمباني الأخرى ، في الجدول. 2.14.
6. يتم استبدال جميع الأنواع المختلفة من أجهزة الطي بالماء المثبتة في أي غرفة مدروسة ، حيث يُعرف العدد الإجمالي لأنواع هذه الأجهزة ، تساوي A pom ، بشكل مشروط بعدد متساوٍ من الأجهزة المكافئة من نفس النوع ، والتي يتم حساب معدلات تدفق الماء الساخن من خلال كل منها:
إذا تم ، من خلال القسم المدروس من نظام إمداد الماء الساخن ، توفير المياه للصنابير المثبتة في غرف من نفس النوع (على سبيل المثال ، عدة شقق في طوابق مختلفة) ، فإن القيم الإجمالية لاحتمال تشغيل الأجهزة في نظام تزويد الماء الساخن (P gv n) ، محسوبًا على (2.91) ، مع الاختلاف الوحيد أنه بدلاً من M pom ، يتم أخذ ΣM pom ، وبدلاً من N pom ، يتم أخذ N pom. إذا كان الماء الساخن يمر عبر القسم ، يدخل الغرف من النوع j من أنواع مختلفة (على سبيل المثال ، الماء الساخن يدخل الشقق والمخزن يمر عبر قسم واحد من نظام تزويد الماء الساخن) ، ثم لكل نوع من أنواع المباني الخاصة به يتم حساب القيم الخاصة باحتمالية عمل الأجهزة المكافئة للطي بالماء (P gvmag ep و P gcmep) ، ويتم حسابها (2.91) ، ثم يتم العثور على متوسط قيمة الاحتمال للموقع :
9. حسب القيم المحسوبة لمنتجات التين. 2.4.3 و 2.4.4 ، يتم تحديد قيم المعاملين α ثم تحديد الحد الأقصى (المحسوب) لاستهلاك الماء الساخن من خلال القسم المدروس من نظام إمداد الماء الساخن الداخلي ، والذي يسمى أيضًا الحد الأقصى للاستهلاك الثاني (كجم / ثانية):
| ز g.v. p = 5g g.v. α g.v., | (2.94) |
يتم تكرار الخوارزمية للقسم التالي من نظام إمداد الماء الساخن. عادة ، يبدأ تحديد معدلات تدفق المياه المقدرة من الأقسام من المستهلكين الأبعد ويقترب تدريجياً من مكان الإدخال ، أي إلى نقطة تدفئة محلية أو جماعية. وبالتالي ، فإن المعلومات الخاصة بمعدل تدفق المياه المقدر في نظام إمداد الماء الساخن تكون ملتفة ، وسيتم تنفيذ الحساب الأخير لمعدل التدفق الثاني لأنبوب مخرج نظام إمداد الماء الساخن في محطة التدفئة المركزية أو ITP. يشار إلى هذه القيمة على أنها G g in p (kg / s).
الشكل 2.4.3. قيم المعامل α g في P g في> 0.1 و N g in<200 шт. الشكل 2.4.4. قيم المعامل α g لـ P g in وأي N g in (a) ، وكذلك لـ P g في> 0.1 و N g في> 200 قطعة.في التين. يوضح الشكل 2.4.5 المخططات الأكثر شيوعًا لتوصيل إمدادات المياه الساخنة داخل محطة التدفئة المركزية أو IPT بأنظمة الإمداد الحراري.
بالتزامن مع الاستهلاك الثاني G g في p من الماء ، يتم تحديد متوسط استهلاك الساعة للمياه في نظام إمداد الماء الساخن ، كجم / ساعة:
يتم تحديد كمية الحرارة (kJ / h) المطلوبة لتسخين كل تدفقات المياه هذه على أنها الفرق في المحتوى الحراري قبل وبعد التسخين ، أي:
| Q سنة عند max.h = Q year عند p = G year عند max.h (h year at -h ch.v) = G year at max.h (c year at t year at - c х.в t х. в) ، | (2.97) |
حيث c h.v و c h.v هي السعة الحرارية النوعية للماء الساخن والبارد ، على التوالي ، kJ / (kg × 0 С) ؛ t gw و t h.w - درجة حرارة الماء الساخن والبارد 0 درجة مئوية ؛ h gw و h hw - المحتوى الحراري للماء بعد التسخين وقبله ، kJ / kg.
ملف: C: \ Users \ Samsung \ AppData \ Local \ Temp \ msohtmlclip1 \ 01 \ clip image002.jpg
|
|||||||||||||||||||||||||||||
ملف: C: \ Users \ Samsung \ AppData \ Local \ Temp \ msohtmlclip1 \ 01 \ clip image004.jpg
|
|||||||||||||||||||||||||||||
| الخامس. مخطط توصيل إمداد الماء الساخن مع سحب مباشر لسائل التبريد | |||||||||||||||||||||||||||||
|
|
سخانات المياه بنظام الماء الساخن.لتسخين المياه في أنظمة الإمداد بالمياه الساخنة المغلقة ، يتم استخدام سخانات المياه ، حيث يتم استخدام حامل الحرارة من شبكة التدفئة كوسيط للتدفئة ، ويتم تسخين المياه الصالحة للشرب من نظام إمداد المياه الباردة. يمكن استخدام نوعين من سخانات المياه: غلاف أفقي وأنبوب أو لوح. تجد المبادلات الحرارية للألواح استخدامًا أكثر فأكثر في أنظمة إمداد الماء الساخن ، بينما لا يُحظر استخدام المبادلات الحرارية للقذيفة والأنبوب فيها. كسخانات مياه مقطعية ذات غلاف وأنبوب ، يوصى باستخدام سخانات الماء إلى الماء وفقًا لـ GOST 27590 ، والتي تتكون من أقسام من نوع الغلاف والأنبوب مع كتلة من الأقسام الداعمة لسائل التبريد بضغط 1.6 MPa ودرجة حرارة تصل إلى 150 درجة مئوية (الشكل 2.4.6) ، ويتحرك المبرد في الفراغ الحلقي والماء الساخن في الأنابيب.
تم استخدام سخانات المياه وفقًا لـ GOST 15518 كسخانات لوحة ، ولكنها لم تكن مخصصة للعمل في أنظمة الإمداد الحراري. إنها مرهقة وأقل كفاءة مقارنة بتصاميم شركات مثل Alfa-Laval و SVEP (انظر الشكل 2.4.7) ، إلخ.
أرز. 2.4.7. منظر عام للوحة سخان المياهلتحديد الحجم القياسي لسخان المياه ، من الضروري تقييم سطح التسخين. يتم حسابه عند درجة حرارة سائل التبريد في أنبوب الإمداد بشبكة التدفئة المقابلة لنقطة الانكسار في الرسم البياني لدرجة حرارة سائل التبريد (انظر الفقرة 2.6) ، أو عند أدنى درجة حرارة لسائل التبريد إذا لم يكن هناك انقطاع في الرسم البياني لدرجة الحرارة :
حيث Δt b و t m هما ، على التوالي ، فرق أكبر وأصغر في درجة الحرارة بين وسط التسخين والوسط المسخن عند مدخل أو مخرج سخان المياه.
في حالة معينة ، مع دائرة تسخين الماء الساخن على مرحلة واحدة
حيث τ 01 rad هي درجة حرارة سائل التبريد في خط أنابيب الإمداد لشبكة التدفئة عند نقطة انقطاع الرسم البياني لدرجة حرارة سائل التبريد ، 0 درجة مئوية ؛ τ g p - نفس الشيء بعد توصيل سخان الماء الساخن بشبكة التدفئة وفقًا لمخطط من مرحلة واحدة ، 0 درجة مئوية ؛ t x هي درجة حرارة الماء القادم من نظام إمداد مياه الشرب خلال فترة التسخين ، 0 درجة مئوية ؛ t g هي درجة حرارة الماء الداخل إلى نظام إمداد الماء الساخن للمستهلكين عند مخرج سخان المياه بدائرة تبديل أحادية المرحلة ، 0 درجة مئوية.
إذا تم تركيب خزان تخزين الماء الساخن في نظام إمداد الماء الساخن ، فإن Q g in p = Q g in wed. إذا كانت خسائر الحرارة عبر خطوط أنابيب إمداد الماء الساخن كبيرة ، فعندئذٍ Q g in p = Q g in p * (1 + k mn ، حيث k mn هو فقدان الحرارة النسبي في أنابيب الماء الساخن.
بعد تحديد حجم سطح السخان ، يتم اختيار حجمه وفقًا لجداول خصائصها الفنية (انظر الجدول 2.16).
الجدول 2.16.
الخصائص التقنية لسخانات المياه وفقًا لـ GOST 27590
| سطح تسخين مقطع واحد ، [] م 2 ، بطول ، م | الإنتاجية الحرارية لقسم واحد ، كيلوواط ، الطول ، م | القطر الخارجي لجسم المقطع ، [] ملم | عدد الأنابيب في المقطع ، [] ، أجهزة الكمبيوتر | مساحة المقطع العرضي للفضاء الحلقي ، م 2 | مساحة المقطع العرضي للأنابيب ، م 2 | ||||
| أنابيب ملساء | أنابيب ملفوفة | ||||||||
| 2 | 4 | 2 | 4 | 2 | 4 | ||||
| 0,37 | 0,75 | 8 | 18 | 10 | 23 | 57 | 4 | 0,00116 | 0,00062 |
| 0,65 | 1,32 | 12 | 25 | 15 | 35 | 76 | 7 | 0,00233 | 0,00108 |
| 0,93 | 1,88 | 18 | 40 | 20 | 50 | 89 | 10 | 0,00327 | 0,00154 |
| 1,79 | 3,58 | 40 | 85 | 50 | 110 | 114 | 19 | 0,005 | 0,00293 |
| 3,49 | 6,98 | 70 | 145 | 90 | 195 | 168 | 37 | 0,0122 | 0,00570 |
| 5,75 | 11,51 | 114 | 235 | 150 | 315 | 219 | 61 | 0,02139 | 0,00939 |
| 10,28 | 20,56 | 235 | 475 | 315 | 635 | 273 | 109 | 0,03077 | 0,01679 |
بعد اختيار المبادل الحراري ، يتم إجراء حسابات التحقق الحرارية والهيدروليكية. قد يكون اختيار حجم المبادل الحراري مختلفًا إذا لم يتم استيفاء شروط أحد قيود التصميم الحراري أو الهيدروليكي (على سبيل المثال ، فقدان الضغط في المبادل الحراري يتجاوز القيم المسموح بها).
طاولة يوضح الشكل 2.17 الخصائص التقنية للمبادلات الحرارية للوحة.
الجدول 2.17.
مواصفات مبادل حراري لوحة
الفا لافال للتدفئة
| فهرس | الوحدات | ملحوم غير قابل للكسر | قابل للطي مع جوانات مطاطية | |||||
| SV-51 | SV-76 | SV-300 | M3-XFG | M6- مفغ | M10-BFG | M15-BFG8 | ||
| سطح التسخين للوحة | م 2 | 0,05 | 0,1 | 0,3 | 0,032 | 0,14 | 0,24 | 0,62 |
| أبعاد اللوحة | مم | 50 × 520 | 92 × 617 | 365 × 990 | 140 × 400 | 247 × 747 | 460 × 981 | 650 × 1885 |
| الحد الأدنى لسماكة اللوح | مم | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
| وزن اللوحة | كلغ | 0,17 | 0,44 | 1,26 | 0,24 | 0,8 | 1,35 | 2,95 |
| حجم مياه القناة | ل | 0,047 | 0,125 | 0,65 | 0,09 | 0,43 | 1,0 | 1,55 |
| أقصى عدد من اللوحات في التركيب | أجهزة الكمبيوتر | 60 | 150 | 200 | 95 | 250 | 275 | 700 |
| ضغط التشغيل | الآلام والكروب الذهنية | 3,0 | 3,0 | 2,5 | 1,6 | 1,6 | 1,6 | 1,6 |
| درجة الحرارة القصوى | 0 ج | 225 | 225 | 225 | 130 | 160 | 150 | 150 |
| أبعاد التثبيت | مم | |||||||
| العرض | 103 | 192 | 466 | 180 | 320 | 470 | 650 | |
| ارتفاع | 520 | 617 | 1263 | 480 | 920 | 981 | 1885 | |
| الطول | 286 | 497 | 739 | 500 | 1430 | 2310 | 3270 | |
| قطر الأنابيب الفرعية | مم | 24 | 50 | 65/100 | 43 | 60 | 100 | 140 |
| العدد القياسي للوحات | أجهزة الكمبيوتر | 10,20,30, 40,50,60, 80 | 20,30,40, 50,60, 70, 80,90, 100, 110,120130, 140,150 | |||||
| وزن التركيب مع عدد اللوحات الحد الأدنى |
كلغ | 5,2 | 15,8 | - | 38 | 146 | 307 | 1089 |
| أقصى | 15,4 | 73,0 | 309 | 59 | 330 | 645 | 3090 | |
| أقصى تدفق للسوائل | م 3 / ساعة | 8,1 | 39 | 60/140 | 10 | 54 | 180 | 288 |
| فقدان الضغط عند أقصى تدفق | كيلو باسكال | 150 | 150 | 150 | 150 | 150 | 150 | 150 |
| معامل انتقال الحرارة | W / (م 2 × 0 ج) | 7700 | 7890 | 7545 | 6615 | 5950 | 5935 | 6810 |
| خرج الحرارة في ظل الظروف القياسية | كو | 515 | 2480 | 8940 | 290 | 3360 | 11480 | 18360 |
موازنة الصمامات.تستخدم صمامات الموازنة لإنشاء أنظمة بسيطة للمياه الساخنة ، وتتمثل وظيفتها في الحفاظ على الضغط عند مدخل النظام ضمن حدود التصميم المحددة ، وإذا لزم الأمر ، تقليله أو زيادته. موازنة الصمامات كما هو موضح في الشكل. 2.4.8 ، مزودة بفوهات لتوصيل عدادات التدفق والضغط المحمولة ، مما يسمح بموازنة النظام بناءً على نتائج مقارنة القيم المحسوبة والمقاسة.
المرشحات.يصاحب تشغيل خطوط الأنابيب المعدنية لأنظمة إمداد الماء الساخن تكوين أنواع مختلفة من الرواسب المسببة للتآكل على سطحها ، والتي بدورها تؤدي إلى تلوث الماء الساخن وتنتهك معايير الجودة الخاصة بها. لمنع دخول الجسيمات المشتتة إلى أجهزة الطي بالماء ، ومن خلالها إلى المستهلكين ، يتم تثبيت المرشحات. في الآونة الأخيرة ، تم تركيب أنظمة إمداد بالمياه الساخنة مع تركيب فلاتر مماثلة لتلك الموضحة في الشكل. 2.4.9.
أرز. 2.4.9. منظر عام لفلاتر أنظمة إمداد الماء الساخنحتى وقت قريب ، أوصي بتركيب مجمعات الطين فقط في أنظمة الإمداد بالمياه الساخنة - وهي أجهزة من نوع التمدد ، والتي كان من المقرر تركيبها عند مدخل نقطة التسخين وعملت على حماية النظام الداخلي من الشوائب الصلبة المشتتة من دخول شبكة التدفئة إليه. أظهرت الممارسة أنه على الرغم من المقاومة الهيدروليكية الضئيلة ، فإن مجمعات الطين لا تؤدي الوظائف المطلوبة وبالتالي في ممارسة تصميم أنظمة إمداد الماء الساخن ، على الرغم من زيادة فقدان الضغط مقارنة بمجمعات الطين ، يتم استخدام مرشحات شبكية ذاتية التنظيف بشكل متزايد .
مخططات خاصة لإمداد المياه الساخنة للمباني الشاهقة.في الممارسة المحلية لتصميم أنظمة إمداد الماء الساخن للمباني التي تحتوي على أكثر من 16 طابقًا ، من المعتاد تقسيم النظام إلى مناطق رأسياً. كل منطقة من مناطق هذا النظام هي نظام مستقل مع وحدات تسخين المياه ومضخاتها. أثناء تشييد المباني الشاهقة في موسكو في الخمسينيات من القرن الماضي ، تم تجهيز كل منطقة أيضًا بخزان تخزين خاص بها. بعد ذلك ، تم تنفيذ التصميم بشرط استخدام مضخات تعمل باستمرار في المنطقة العليا (الشكل 2.4.10).
| 1 | - | إدخال |
| 2 | - | مضخة معززة للمنطقة العلوية |
| 3 | - | مضخة تعزيز المنطقة السفلية |
| 4 | - | المرحلة الأولى من سخان الماء الساخن للمنطقة السفلية |
| 5 | - | المرحلة الثانية من السخان لتزويد المنطقة السفلية بالمياه الساخنة |
| 6 | - | المرحلة الأولى من سخان الماء الساخن بالمنطقة العلوية |
| 7 | - | المرحلة الثانية من سخان إمداد الماء الساخن بالمنطقة العلوية |
| 8 | - | مضخة دوران المنطقة العلوية |
| 9 | - | مضخة دوران المنطقة السفلية |
| 10 | - | نواقل المنطقة العليا |
| 11 | - | الناهضون في المنطقة السفلية |
حساب الاحمال الحرارية
يجب أن يلبي الحمل الحراري الناتج عن بيت المرجل المتوقع احتياجات التدفئة والتهوية للقرية واحتياجات إمدادات الماء الساخن. المستهلك الرئيسي للحرارة هو المباني السكنية.
استهلاك التدفئة المقدر لكل ساعة:
أين فا
رلكن=-24 ° مع- درجة حرارة الهواء الخارجي لحساب التدفئة ؛
رتحويلة=18 ° مع- درجة حرارة الهواء الداخلي.
معدل التدفق المقدر بالساعة للتهوية:
أين فا- خصائص تدفئة المباني ؛
رنيفادا=-11 ° مع- درجة حرارة الهواء الخارجي لحساب التهوية.
استهلاك الحرارة لإمداد الماء الساخن:
أين جيحراس- استهلاك الماء لإمداد الماء الساخن ، كجم ؛
ج- السعة الحرارية للماء ، كيلو كالوري / كغ ؛
رجي- درجة حرارة الماء الساخن المزود لنظام DHW ، درجة مئوية ؛
رNS- درجة حرارة ماء الصنبور البارد ، درجة مئوية ؛
حCN- كفاءة سخانات الشبكة.
يتم تحديد استهلاك المياه لإمداد الماء الساخن بناءً على معدل استهلاك المياه للفرد:
,
(1.4)
أين م- عدد السكان والناس.
أ- معدل استهلاك الماء الساخن للفرد كجم / فرد × يوم.
باستخدام الصيغة أعلاه ل سحراسسنجد متوسط استهلاك الحرارة اليومي لـ DHW. أثناء اختيار المعدات ، نحتاج إلى حساب للساعة. تم تقديم مفهوم عدم الانتظام اليومي في استهلاك الماء الساخن ج، والتي ترتبط بالحمل اليومي بالساعة ومتوسط النسبة:
,
(1.5)
أين س
سيوم الحراس- متوسط الحمل اليومي ، كيلو كالوري / ساعة ؛
في Q gv.day £ 1 ميغاواط 
;
(1.6)
في Q gw.day ³ 1 ميجاوات ج=2,0.
يتم عرض قائمة مستهلكي الحرارة في قرية Novaya Guta في الجدول 1.1.
لتحديد الحمل المقدر لإمداد الماء الساخن ، سنحدد متوسط الحمل اليومي للمباني السكنية. العدد الإجمالي للمقيمين 4500 نسمة. المعدل اليومي لشخص واحد هو 110 كجم / يوم. درجات حرارة الماء الساخن والبارد 60 و 10 درجة مئوية على التوالي. ثم
لأن Q gv.day> 1 MW ، ثم يمكننا أخذ معامل التفاوت c = 2.0. ثم سيتم تحديد الحمل المحسوب على أنه
.
الجدول 1.1
|
حجم مبنى واحد ، م 3 |
عدد المباني |
عدد السكان والناس |
|
|
المباني السكنية |
|||
|
تسوق ، قهوة |
|||
بالنسبة للمباني السكنية متعددة الشقق التي تتسع لـ 160 شخصًا ، نجد حمل التدفئة المحسوب ، مع أخذ خاصية التدفئة q o = 0.761:
الحمل المقدر ، مع الأخذ في الاعتبار الخسائر للاحتياجات المساعدة وفي الشبكات:
,
(1.7)
أين كCN- معامل استهلاك الحرارة للاحتياجات الخاصة ؛
كعرق- معامل فقدان الحرارة في شبكات التدفئة.
يتم عرض النتائج في شكل جدول:
الجدول 1.2
|
الحجم ، م 3 |
كمية |
كيلو كالوري / (م 3 × ح × ك) |
كيلو كالوري / (م 3 × ح × ك) |
أحمال التصميم ، Gcal / ساعة |
|||
|
المباني السكنية |
|||||||
|
متجر ومقهى |
|||||||
|
المجموع: |
4, 43 |
0, 24 |
|||||
نحن نقبل ثلاث غلايات الماء الساخن KBN-G-2.5 للتركيب. تعمل الغلاية في الوضع التلقائي وتوفر تنظيمًا سلسًا لإخراج الحرارة في نطاق من 1.15 إلى 3.15 ميجاوات.
خصائص المرجل KBN-G-2.5:
1. لا تقل سعة التدفئة الاسمية عن 2.9 ميجاوات.
2. استهلاك الوقود عند تشغيل المرجل بالغاز مع حرارة احتراق Q p n = 35615 kJ / m 3 ليس أكثر من 316 م 3 / ساعة.
3. الكفاءة لا تقل عن 93٪.
4. ضغط عمل الماء لا يزيد عن 0.6 ميجا باسكال.
5. أقصى درجة حرارة للمياه الخارجة من المرجل هي 95 0.
6. درجة حرارة الماء الراجع أمام الغلاية 50 0 على الأقل.
7. لا يقل استهلاك الماء عن 100 م 3 / ساعة (عند ∆t = 25 0 С).
8. ضغط الغاز المسموح به أمام الموقد لا يقل عن 147 باسكال.
9. الحد الأقصى لضغط الغاز أمام المعدات الأوتوماتيكية هو 3000Pa.
10. ضغط الهواء بعد المروحة لا يقل عن 2000Pa.
11. أدنى درجة حرارة لغازات العادم 160 درجة مئوية.
12. درجة حرارة الأسطح المحيطة (الغلاف) لا تزيد عن 45 درجة مئوية.
13. زمن استجابة أجهزة الحماية (انحراف المرجل عند إطفاء اللهب) لا يزيد عن 2 ثانية.
14. وقت إشعال الغلاية لا يزيد عن 0.25 ساعة (15 دقيقة).
15. جهد إمداد لشبكة كهربائية صناعية بتيار متردد 380 فولت ، 220 فولت بتردد 50 هرتز.
16. مورد المرجل قبل الإصلاح لا يقل عن 18000 ساعة.
17 - يبلغ متوسط عمر الخدمة قبل الشطب 10 سنوات.
18. لم تعد الأبعاد الكلية:
الطول - 4000 مم ؛
العرض - 2000 مم ؛
الارتفاع - 3000 ملم.
19. الوزن لا يزيد عن 5400 كجم.
حساب احتراق الوقود
الغرض من هذا الحساب هو تحديد معدل تدفق الهواء وكمية وتكوين نواتج الاحتراق. يستخدم الغاز الطبيعي كوقود له التركيبة التالية (بالحجم):
الجدول 2.1
|
مكون |
|||||||
صافي القيمة الحرارية سنص= 8020 كيلو كالوري / م 3، الكثافة في ظل الظروف العادية ص 0 = 0.70 كجم / م 3.
يتم الحساب على أساس معادلات التفاعلات الكيميائية للأكسدة (الاحتراق) لمكونات خليط الوقود:
من هذه المعادلات يمكن ملاحظة أن احتراق 1 مول من الميثان CH 4 يتطلب 2 مول من الأكسجين O 2. هذا يشكل 1 مول من CO 2 و 2 مول من H 2 O.
تم العثور على نسب المكونات الأخرى أيضًا باستخدام المعادلات المقابلة.
بعد تحديد كمية الأكسجين ، يمكنك إيجاد الكمية النظرية
