3. Теплопостачання

Розрахунок теплових витрат. Розрахунок виконується на основі фрагменту генплану мікрорайону з нанесеною схемою теплових мереж від ЦТП до споживачів (ІТП) (рис. 3.1.1).

Розрахунок витрат теплоти на потреби систем опалення будинків , Вт, для житлових та громадських будинків:

(3.3.1)

де 0,278 – при q₀ в кДж/(м³ × год. × ℃)

або 1,163 – при q₀ в ккал/(м³ × год. × ℃);

V_зовн. – зовнішній об’єм будівлі, м³;

q₀ – питома опалювальна характеристика житлових та громадських будівель, кДж/(м³ × год. × ℃) або ккал/(м³ × год. × ℃), для районів з зовнішньою температурою –30℃ (додаток 4);

t_вн – температура внутрішнього повітря в приміщенні, ℃ (таблиця 3.3.1);

t_р.о. – розрахункова температура зовнішнього повітря для опалення, ℃ (додаток 5);

k₁ – коефіцієнт, що враховує тепловий потік на опалення громадських споруд, дорівнює 0,25.

Таблиця 3.3.1 – Температура внутрішнього повітря та питома опалювальна характеристика будинків

Призначення будинку	Температура внутрішнього повітря в приміщенні tвн, ℃	Питома опалювальна характеристика q0, кДж/(м3×год.×℃) (ккал/(м3×год.×℃))	Примітки
Житловий будинок	20	За додатком 4	ДБН В.2.2-15:05
Дитячий садок-ясла	22	1,72 (0,41)	ДБН В.2.2-4:97
Учбовий заклад (школа)	18	1,75 (0,42)	ДБН В.2.2-3:97
Магазин продовольчих товарів	14	1,67 (0,4)	ДБН В.2.2-23:09
Магазин непродовольчих товарів	16	1,67 (0,4)	ДБН В.2.2-23:09

Розрахунок витрат теплоти на потреби систем вентиляції громадських будинків, , Вт:

(3.3.3)

де 0,278 – при q_B в кДж/(м³ × год. × ℃)

або 1,163 – при q_B в ккал/(м³ × год. × ℃);

V_зовн. – зовнішній об’єм будівлі, м³;

q_В – питома вентиляційна характеристика громадських будівель та терміном будівництва після 1981 р., кДж/(м³ × год. × ℃) (прийняти для школи , для дитячого садка – , для торгівельного центру (магазину) – );

t_вн – температура внутрішнього повітря в приміщенні, ℃ (таблиця 3.3.1);

t_р.о. – розрахункова температура зовнішнього повітря для опалення, ℃ (додаток 5);

k₁ – коефіцієнт, що враховує тепловий потік на опалення громадських споруд, дорівнює 0,25;

k₂ – коефіцієнт, що враховує тепловий потік на вентиляцію громадських споруд, дорівнює 0,6.

Розрахунок витрат теплоти на потреби систем гарячого водопостачання , Вт, для житлових будинків:

(3.3.4)

де 1,2 – коефіцієнт, що враховує тепловіддачу в приміщення від теплопроводів систем гарячого водопостачання (опалення ванних кімнат, сушіння білизни);

a – норма гарячої води на одну людину на добу (додаток 6);

t_г – температура гарячої води, прийняти 55℃;

t_х – температура холодної води, прийняти 5℃;

– теплоємкість води;

m – кількість мешканців.

Розрахунок витрат теплоти на потреби систем гарячого водопостачання , Вт, для громадських будинків:

(3.3.5)

де 1,2 – коефіцієнт, що враховує тепловіддачу в приміщення від теплопроводів систем гарячого водопостачання (опалення ванних кімнат, сушіння білизни);

Р – кількість працюючих (згідно пункту ІІ);

b – норма гарячої води на одиницю або на працюючого (додаток 6);

t_г – температура гарячої води, прийняти 55℃;

t_х – температура холодної води, прийняти 5℃;

– теплоємкість води.

Тепловий потік на потреби систем гарячого водопостачання житлових будинків (другий метод):

(3.3.6)

де q_n – питомий показник середнього теплового потоку на гаряче водопостачання на одну людину відповідно до таблиці 3.3.3;

m – кількість мешканців.

Таблиця 3.3.3 – Питомий показник середнього теплового потоку на гаряче водопостачання

Середня за опалювальний період норма витрати води при температурі t = 55℃ на гаряче водопостачання на добу на одну людину, л/добу/люд	Питомий показник середнього теплового потоку на систему гарячого водопостачання (СГВ) на одну людину, що проживає у будинку, Вт
	з СГВ	з СГВ з урахуванням споживання в громадських будинках	без СГВ з урахуванням споживання в громадських будинках
85	247	320	73
90	259	332	73
105	305	376	73
115	334	407	73

Результати розрахунків заносять до табл. 3.3.4.

Таблиця 3.3.4 – Показники теплопостачання мікрорайону

№ або адреса будинку в мкр-ні	Наявність центр. СГВ	Vн, м3	m, люд. або p, кільк.	q0, кДж/м3×год.×℃	qВ, кДж/м3×год.×℃	Q0max, Вт	QВmax, Вт	QГВmax, Вт	Разом у будинку
1									Q1
2									Q2
3									Q3
4									Q4
5 (школа)									Q5
6									Q6
7									Q7
QЦТП, Вт									∑Q

Максимальний тепловий потік на гаряче водопостачання , Вт, для житлових та громадських будинків:

(3.3.7)

Рис. 3.3.1 – Розрахункова схема мікрорайону.

Гідравлічний розрахунок теплових мереж. Метою гідравлічного розрахунку є визначення діаметрів трубопроводів і витрат тиску при русі теплоносія.

Для цього теплотрасу попередньо розподіляють на розрахункові ділянки (рис. 3.3.1). Розрахунковою ділянкою називають частину трубопроводу з незмінною витратою теплоносія і діаметром. Для кожної ділянки визначають сумарні теплові витрати Q_діл:

Витрату теплоносія G_діл, кг/с, на кожній з ділянок теплової мережі обчислюють за формулою:

(3.3.8)

де Q_діл – сумарні теплові витрати на ділянці теплопроводу, Вт;

– теплоємкість води;

t₁ – температура сітьової води у подавальному трубопроводі теплових мереж, ;

t₂ – температура сітьової води у зворотному трубопроводі, .

Прийнявши величину питомих втрат тиску у трубопроводах теплотраси R (від 30 до 80 Па/м), за відому величину витрат теплоносія на ділянці Q_діл за допомогою номограми для гідравлічного розрахунку теплових мереж (додаток 7) вибирають діаметри трубопроводів і дійсні питомі втрати тиску на кожній із ділянок R_пит.

Під час руху теплоносія по трубопроводах виникають втрати тиску по довжині внаслідок тертя між частинками теплоносія і внутрішніми поверхнями труб, а також місцеві опори, що виникають у фасонних частинах трубопроводу.

Загальні втрати тиску на ділянці визначають за формулою:

(3.3.9)

де ∆P_л – сумарні втрати тиску на подолання сил тертя або лінійні втрати тиску, Па:

(3.3.10)

Лінійні втрати тиску прямо пропорційні питомим втратам тиску на тертя , Па/м, і фактичній довжині ділянки l_ф, м, на якій втрачається тиск.

∆Р_м – місцеві опори, що виникають у фасонних частинах і в арматурі теплопроводів, знаходять за формулою, Па:

(3.3.11)

Сумарні втрати тиску на всій довжині теплової мережі обчислюють як суму загальних втрат тиску на ділянках теплотраси:

(3.3.12)

Результати гідравлічного розрахунку зводять до табл. 3.3.5.

Таблиця 3.3.5 – Гідравлічний розрахунок головної магістралі теплотраси

№ ділянки	Теплове навантаження ділянки Qділ, Вт	Витрати води на ділянці G, л/с	Довжина ділянки, м	Діаметр трубопроводу, мм	Втрати тиску
					питомі, Па/м	на ділянці, Па
1-2
…
5-6
						∆Р0

Трасування теплових мереж. Теплові мережі можуть бути, як кільцевими, так і тупиковими. Прокладатись як роздільно, так і сумісно з іншими інженерними мережами. Розподільні теплові мережі Т0(2) прокладають по вулицях міста від джерела до інженерних споруд: при роздільному методі прокладки – під тротуаром; при суміщеному методі прокладки в міському колекторі разом з В1, W1, V0 також під тротуаром.

Розвідні теплові мережі Т0(4) виходять із ЦТП до будинків мікрорайону при роздільному методі прокладки в непрохідних каналах, розташованих у землі, як правило, з боку дворових фасадів, на відстані не менше 2 м від фундаментів будинку, а при безканальній прокладці на відстані не менше 5 м. При суміщеному методі прокладки теплові мережі розміщують у прохідному каналі (мікрорайонному колекторі) під мікрорайонними проїздами або в технічних підпіллях будинків і «зчіпках» між ними.

Ввід Т0(4) і відгалуження при транзитному методі прокладки по технічних підпіллях закінчуються індивідуальним тепловим пунктом (ІТП), в якому відбувається зниження температури теплоносія від 150-130℃ до 95-105℃ для подальшої подачі теплоносія в систему опалення будинку. ІТП розміщується в технічних підпіллях будинку. Можлива установка одного ІТП на кілька секцій будинку або одного на весь будинок. При роздільному методі прокладки в місцях відгалужень мережі до будинків установлюють теплові камери із запірною арматурою і контрольно-вимірювальними приладами.

Рис. 3.3.2 – Роздільний метод прокладки теплових мереж.