Calcul et conception de réseaux thermiques. Conception de réseaux thermiques. Référentiel de conception des réseaux de chaleur

Un guide de référence couvrant la conception des réseaux de chaleur est le « Designer's Handbook. Conception de réseaux thermiques. Le manuel peut dans une certaine mesure être considéré comme un guide pour le SNiP II-7.10-62, mais pas pour le SNiP N-36-73, qui est apparu beaucoup plus tard à la suite d'une révision importante de l'édition précédente des normes. Au cours des 10 dernières années, le texte du SNiP N-36-73 a subi des modifications et des ajouts importants.

Les matériaux, produits et ouvrages d'isolation thermique, ainsi que la méthodologie de leurs calculs thermiques, ainsi que les instructions de mise en œuvre et de réception des travaux d'isolation, sont décrits en détail dans le Manuel du Constructeur. Des données similaires sur les structures d'isolation thermique sont incluses dans SN 542-81.

Des documents de référence sur les calculs hydrauliques, ainsi que sur les équipements et les régulateurs automatiques pour les réseaux de chauffage, les points de chauffage et les systèmes d'utilisation de la chaleur sont contenus dans le «Manuel de réglage et d'exploitation des réseaux de chauffage de l'eau». En tant que source de documents de référence sur les questions de conception, les livres de la série d'ouvrages de référence "Génie de la puissance thermique et génie thermique" peuvent être utilisés. Le premier livre "Questions générales" contient des règles pour la conception de dessins et de diagrammes, ainsi que des données sur les propriétés thermodynamiques de l'eau et de la vapeur, des informations plus détaillées sont données dans. Dans le deuxième livre de la série "Transfert de chaleur et de masse. Thermal Engineering Experiment" comprend des données sur la conductivité thermique et la viscosité de l'eau et de la vapeur, ainsi que sur la densité, la conductivité thermique et la capacité calorifique de certains matériaux de construction et d'isolation. Dans le quatrième livre "Industrial heat power engineering and heat engineering" il y a une section sur le chauffage urbain et les réseaux de chaleur

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Gromov - Réseaux de chauffage de l'eau (1988)

Le livre contient matériaux normatifs utilisé dans la conception des réseaux de chauffage et des points de chauffage. Des recommandations sont données sur le choix des équipements et des schémas d'alimentation en chaleur.Les calculs liés à la conception des réseaux de chaleur sont pris en compte. Des informations sont données sur la pose des réseaux de chauffage, sur l'organisation de la construction et de l'exploitation des réseaux de chauffage et des points de chauffage. Le livre est destiné aux ingénieurs et techniciens impliqués dans la conception des réseaux thermiques.

Construction résidentielle et industrielle, économie de carburant et exigences de protection environnement prédéterminer la faisabilité du développement intensif des systèmes chauffage urbain. La production d'énergie thermique pour de tels systèmes est actuellement réalisée par des centrales thermiques, des chaufferies d'importance régionale.

Le fonctionnement fiable des systèmes d'alimentation en chaleur dans le strict respect des paramètres nécessaires du liquide de refroidissement est largement déterminé par le bon choix schémas des réseaux de chauffage et des points de chauffage, conceptions des joints, équipements utilisés.

Considérant qu'une conception correcte des réseaux de chaleur est impossible sans connaître leurs tendances de conception, de fonctionnement et d'évolution, les auteurs ont tenté de fournir des recommandations de conception dans le manuel de référence et d'en donner une brève justification.

CARACTERISTIQUES GENERALES DES RESEAUX DE CHALEUR ET DES POINTS DE CHALEUR

1.1. Systèmes de chauffage urbain et leur structure

Les systèmes de chauffage urbain se caractérisent par une combinaison de trois liens principaux : les sources de chaleur, les réseaux de chaleur et les systèmes locaux d'utilisation de la chaleur (consommation de chaleur) des bâtiments ou structures individuels. Dans les sources de chaleur, la chaleur est obtenue en brûlant divers types de combustibles fossiles. Ces sources de chaleur sont appelées chaufferies. En cas d'utilisation dans des sources de chaleur de la chaleur dégagée lors de la décroissance éléments radioactifs, Ils s'appellent centrales nucléaires apport de chaleur (ACT). À systèmes individuels l'approvisionnement en chaleur sont utilisés comme sources de chaleur renouvelables auxiliaires - énergie géothermique, énergie du rayonnement solaire, etc.

Si la source de chaleur est située avec les dissipateurs de chaleur dans le même bâtiment, les conduites d'alimentation en liquide de refroidissement des dissipateurs de chaleur passant à l'intérieur du bâtiment sont considérées comme un élément du système local d'alimentation en chaleur. Dans les systèmes de chauffage urbain, les sources de chaleur sont situées dans des bâtiments séparés et la chaleur en est transportée par des canalisations de réseaux de chauffage, auxquelles les systèmes d'utilisation de la chaleur des bâtiments individuels sont connectés.

L'échelle des systèmes de chauffage urbain peut varier considérablement, du plus petit, desservant quelques bâtiments voisins, au plus grand, couvrant un certain nombre de zones résidentielles ou industrielles, voire la ville dans son ensemble.

Indépendamment de l'échelle, ces systèmes sont divisés en municipaux, industriels et à l'échelle de la ville selon le contingent de consommateurs desservis. Les services publics comprennent les systèmes qui fournissent de la chaleur principalement aux bâtiments résidentiels et publics, ainsi que les bâtiments individuels à des fins industrielles et de stockage des services publics, dont le placement dans la zone résidentielle des villes est autorisé par les normes.

Il convient de fonder la classification des systèmes communaux selon leur échelle sur la division du territoire d'une zone résidentielle en groupes de bâtiments voisins (ou quartiers dans les zones de bâtiments anciens) admise dans les normes d'aménagement et de développement des villes, qui sont combinés en microdistricts avec une population de 4 à 6 000 personnes. dans les petites villes (avec une population allant jusqu'à 50 000 personnes) et 12 à 20 000 personnes. dans les villes d'autres catégories. Ces derniers envisagent la formation de zones résidentielles avec une population de 25 à 80 000 personnes de plusieurs microdistricts. Les systèmes correspondants de chauffage urbain peuvent être caractérisés comme groupe (trimestriel), micro-district et district.

Les sources de chaleur desservant ces systèmes, une pour chaque système, peuvent être classées respectivement en chaufferies de groupe (trimestriel), de microdistrict et de district. Dans les grandes et les plus grandes villes (avec une population de 250 à 500 000 habitants et plus de 500 000 habitants, respectivement), les normes prévoient l'unification de plusieurs zones résidentielles adjacentes en zones de planification limitées par des frontières naturelles ou artificielles. Dans ces villes, l'émergence des plus grands systèmes inter-quartiers d'approvisionnement en chaleur communal est possible.

À grande échelle de production de chaleur, en particulier dans les systèmes à l'échelle de la ville, il est opportun de produire conjointement de la chaleur et de l'électricité. Cela permet d'importantes économies de combustible par rapport à la production séparée de chaleur dans les chaufferies et d'électricité - dans les centrales thermiques en brûlant les mêmes types de combustible.

Les centrales thermiques conçues pour la production conjointe de chaleur et d'électricité sont appelées centrales de production combinée de chaleur et d'électricité (CHP).

Les centrales nucléaires, qui utilisent la chaleur dégagée par la désintégration des éléments radioactifs pour produire de l'électricité, sont aussi parfois utiles comme sources de chaleur dans les grands systèmes de chauffage. Ces centrales sont appelées centrales nucléaires de production combinée de chaleur et d'électricité (ATES).

Les systèmes de chauffage urbain qui utilisent la cogénération comme principales sources de chaleur sont appelés systèmes de chauffage urbain. Construction de nouveaux systèmes de chauffage urbain, ainsi que l'expansion et la reconstruction systèmes existants nécessitent une étude spéciale, basée sur les perspectives de développement des établissements concernés pour la prochaine période A0-15 ans) et la période estimée de 25-30 ans).

Les normes prévoient l'élaboration d'un document d'avant-projet spécial, à savoir un schéma d'approvisionnement en chaleur pour cette colonie. Le régime a plusieurs options solutions techniques sur les systèmes d'alimentation en chaleur et sur la base d'une comparaison technico-économique, le choix de l'option proposée à l'agrément est motivé.

Le développement ultérieur de projets de sources de chaleur et de réseaux de chaleur ne devrait, conformément aux documents réglementaires, être effectué que sur la base des décisions prises dans le schéma d'approvisionnement en chaleur approuvé pour ce règlement.

1.2. Caractéristiques générales des réseaux de chauffage

Réseau de chaleur peuvent être classés selon le type de liquide de refroidissement utilisé, ainsi que selon ses paramètres de conception (pressions et températures). Presque les seuls vecteurs de chaleur dans les réseaux de chauffage sont l'eau chaude et la vapeur. La vapeur d'eau en tant que caloporteur est largement utilisée dans les sources de chaleur (chaufferies, centrales de cogénération) et, dans de nombreux cas, dans les systèmes d'utilisation de la chaleur, en particulier industriels. Les systèmes de chauffage municipaux sont équipés de réseaux de chauffage à eau, et les systèmes industriels sont équipés soit uniquement de vapeur, soit de vapeur en combinaison avec de l'eau, utilisée pour couvrir les charges des systèmes de chauffage, de ventilation et d'alimentation en eau chaude. Cette combinaison de réseaux d'hydropisie et de chaleur à vapeur est également typique des systèmes d'alimentation en chaleur à l'échelle de la ville.

Les réseaux de chauffage de l'eau sont principalement constitués de deux tuyaux avec une combinaison de canalisations d'alimentation pour fournir de l'eau chaude à partir de sources de chaleur à des systèmes de récupération de chaleur et des canalisations de retour pour renvoyer l'eau refroidie dans ces systèmes vers des sources de chaleur pour le réchauffer. Les canalisations d'alimentation et de retour des réseaux de chauffage de l'eau, ainsi que les canalisations correspondantes des sources de chaleur et des systèmes de récupération de chaleur, forment des circuits fermés de circulation d'eau. Cette circulation est soutenue par des pompes de réseau installées dans les sources de chaleur, et pour de longues distances de transport d'eau, également sur le tracé des réseaux ( stations de pompage). Selon le schéma adopté pour le raccordement aux réseaux de systèmes d'alimentation en eau chaude, fermés et circuits ouverts(les termes «systèmes d'alimentation en chaleur fermés et ouverts» sont plus souvent utilisés).

Dans les systèmes fermés, la libération de chaleur des réseaux dans le système d'alimentation en eau chaude est réalisée par le chauffage, l'eau froide du robinet dans des chauffe-eau spéciaux.

Dans les systèmes ouverts, les charges d'approvisionnement en eau chaude sont couvertes en fournissant de l'eau aux consommateurs à partir des conduites d'alimentation des réseaux et pendant la période de chauffage - mélangée à l'eau des conduites de retour des systèmes de chauffage et de ventilation. Si, dans tous les modes, pour l'alimentation en eau chaude, l'eau des conduites de retour peut être complètement utilisée, il n'est pas nécessaire de recourir à des conduites de retour des points de chauffage à la source de chaleur. Le respect de ces conditions, en règle générale, n'est possible qu'avec l'exploitation conjointe de plusieurs sources de chaleur sur des réseaux de chaleur communs avec la cession de couvrir les charges d'alimentation en eau chaude de certaines de ces sources.

Les réseaux d'eau, constitués uniquement de canalisations d'alimentation, sont appelés monotubes et sont les plus économiques en termes d'investissements en capital dans leur construction. L'appoint des réseaux de chauffage dans les systèmes fermés et ouverts est réalisé grâce au fonctionnement des pompes d'appoint et des stations de traitement des eaux d'appoint. Dans un système ouvert, leurs performances requises sont 10 à 30 fois supérieures à celles d'un système fermé. En conséquence, avec un système ouvert, les investissements en capital dans les sources de chaleur s'avèrent importants. Dans le même temps, dans ce cas, il n'y a pas besoin de chauffe-eau du robinet et, par conséquent, les coûts des nœuds de connexion des systèmes d'alimentation en eau chaude aux réseaux de chauffage sont considérablement réduits. Ainsi, le choix entre ouvert et systèmes fermés dans chaque cas, elle doit être justifiée par des calculs technico-économiques prenant en compte tous les maillons du système de chauffage urbain. Ces calculs doivent être effectués lors de l'élaboration d'un schéma d'alimentation en chaleur pour une colonie, c'est-à-dire avant de concevoir les sources de chaleur correspondantes et leurs réseaux de chaleur.

Dans certains cas, les réseaux de chauffage d'eau sont réalisés avec trois voire quatre tuyaux. Une telle augmentation du nombre de conduites, généralement prévues uniquement dans certaines sections des réseaux, est associée au doublement soit uniquement des conduites d'alimentation (systèmes à trois conduites), soit à la fois des conduites d'alimentation et de retour (systèmes à quatre conduites) pour un raccordement séparé à les canalisations correspondantes des systèmes d'alimentation en eau chaude ou des systèmes de chauffage et de ventilation . Cette séparation facilite grandement la régulation de l'apport de chaleur aux systèmes à des fins diverses, mais entraîne en même temps une augmentation significative des investissements en capital dans le réseau.

Dans les grands systèmes de chauffage urbain, il est nécessaire de diviser les réseaux de chauffage de l'eau en plusieurs catégories, chacune pouvant utiliser ses propres systèmes d'approvisionnement et de transport de chaleur.

Les normes prévoient la division des réseaux de chaleur en trois catégories: les lignes principales des sources de chaleur aux entrées des microdistricts (quartiers) ou des entreprises; distribution des réseaux principaux aux réseaux aux bâtiments individuels : réseaux aux bâtiments individuels sous forme de branchements des réseaux de distribution (ou dans certains cas des réseaux principaux) aux nœuds de connexion à ceux-ci des systèmes d'utilisation de la chaleur des bâtiments individuels. Il convient de préciser ces dénominations par rapport à la classification des réseaux de chauffage urbain retenue au § 1.1 selon leur ampleur et contingent de consommateurs desservis. Alors, si dans petits systèmes ah à partir d'une source de chaleur, la chaleur n'est fournie qu'à un groupe de résidences et bâtiments publiques dans le quartier ou bâtiments industriels une entreprise, il n'y a pas besoin de réseaux de chaleur principaux et tous les réseaux de ces sources de chaleur doivent être considérés comme des réseaux de distribution. Cette situation est typique de l'utilisation de chaufferies de groupe (trimestriel) et de micro-quartiers comme sources de chaleur, ainsi que de chaudières industrielles desservant une entreprise. Lors du passage de ces petits systèmes à des réseaux régionaux, et plus encore à des réseaux inter-districts, une catégorie de réseaux de chauffage principaux apparaît, à laquelle se joignent les réseaux de distribution de microdistricts individuels ou d'entreprises d'une région industrielle. Le raccordement des bâtiments individuels directement aux réseaux principaux, en plus des réseaux de distribution, est hautement indésirable pour un certain nombre de raisons, et est donc très rarement utilisé.

Selon les normes, les grandes sources de chaleur des systèmes de chauffage urbain urbain et interurbain doivent être situées en dehors de la zone résidentielle afin de réduire l'impact de leurs émissions sur l'état du bassin d'air de cette zone, ainsi que de simplifier les systèmes de leur alimentation en combustible liquide ou solide.

Dans de tels cas, les sections initiales (de tête) des réseaux interurbains de longueur considérable apparaissent, dans lesquelles il n'y a pas de nœuds pour connecter les réseaux de distribution. Un tel transport du liquide de refroidissement sans passer sa distribution aux consommateurs est appelé transit, alors qu'il est conseillé de distinguer les sections de tête correspondantes des principaux réseaux de chauffage dans une catégorie spéciale de transit.

La présence de réseaux de transit aggrave considérablement les indicateurs techniques et économiques du transport de fluide frigorigène, en particulier lorsque ces réseaux ont une longueur de 5 à 10 km ou plus, ce qui est typique, en particulier, lorsque les centrales nucléaires thermiques ou les centrales de production de chaleur sont utilisées comme source de chaleur. sources.

1.3. Caractéristiques générales des points chauds

Un élément essentiel des systèmes de chauffage urbain sont les installations situées aux nœuds de connexion aux réseaux de chaleur des systèmes locaux d'utilisation de la chaleur, ainsi qu'aux jonctions des réseaux de différentes catégories. Dans de telles installations, le fonctionnement des réseaux de chaleur et des systèmes d'utilisation de la chaleur est surveillé et contrôlé. Ici, les paramètres du liquide de refroidissement sont mesurés - pressions, températures et parfois débits - et la régulation de l'apport de chaleur à différents niveaux.

La fiabilité et l'efficacité des systèmes d'alimentation en chaleur dans leur ensemble dépendent dans une large mesure du fonctionnement de ces installations. Ces paramètres sont en documents normatifs sont appelés points de chaleur (auparavant, les noms « nœuds de connexion des systèmes locaux d'utilisation de la chaleur », « centres de chaleur », « installations d'abonnés », etc.) étaient également utilisés.

Cependant, il convient de clarifier quelque peu la classification des points de chaleur adoptée dans les mêmes documents, car dans ceux-ci tous les points de chaleur sont soit centraux (CHP), soit individuels (ITP). Ces derniers comprennent uniquement les installations avec des nœuds pour le raccordement aux réseaux de chaleur des systèmes d'utilisation de la chaleur d'un bâtiment ou d'une partie de ceux-ci (dans les grands bâtiments). Tous les autres points de chauffage, quel que soit le nombre de bâtiments desservis, sont centraux.

Conformément à la classification acceptée des réseaux de chaleur, ainsi qu'aux différents niveaux de régulation de l'approvisionnement en chaleur, la terminologie suivante est utilisée. Au niveau des points de chauffe :

les points de chauffage locaux (MTP) desservant les systèmes d'utilisation de la chaleur des bâtiments individuels ;

des points de chauffage collectifs ou micro-quartiers (GTP) desservant un groupe d'immeubles d'habitation ou l'ensemble des immeubles du micro-quartier ;

sous-stations de chauffage urbain (RTP) desservant tous les bâtiments d'une résidence

En termes de niveaux de régulation :

central - uniquement aux sources de chaleur;

district, groupe ou microdistrict - aux points de chauffage respectifs (RTP ou GTP);

local - aux points de chauffage locaux des bâtiments individuels (MTP);

individuel sur des récepteurs de chaleur séparés (appareils de chauffage, de ventilation ou d'alimentation en eau chaude).

Référentiel de conception des réseaux de chaleur

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Ekaterina Igorevna Tarasevitch
Russie

Rédacteur en chef -

candidat en sciences biologiques

DENSITÉ NOMINALE DU FLUX DE CHALEUR ET PERTE DE CHALEUR À TRAVERS UNE SURFACE À ISOLATION THERMIQUE POUR LES RÉSEAUX DE CHALEUR PRINCIPAUX

L'article traite de la modification d'un certain nombre de documents réglementaires publiés pour l'isolation thermique des systèmes d'alimentation en chaleur, qui visent à assurer la durabilité du système. Cet article est consacré à l'étude de l'influence de la température moyenne annuelle des réseaux de chauffage sur les déperditions thermiques. L'étude porte sur les systèmes d'alimentation en chaleur et la thermodynamique. Des recommandations sont données pour le calcul des pertes de chaleur normatives par l'isolation des canalisations du réseau de chauffage.

La pertinence du travail est déterminée par le fait qu'il aborde des problèmes peu étudiés dans le système d'alimentation en chaleur. La qualité des structures d'isolation thermique dépend des pertes de chaleur du système. La conception et le calcul corrects d'une structure d'isolation thermique sont bien plus importants que le simple choix matériau isolant. Les résultats sont donnés analyse comparative pertes de chaleur.

Les méthodes de calcul thermique pour le calcul des pertes de chaleur des canalisations des réseaux de chauffage sont basées sur l'utilisation de la densité standard flux de chaleurà travers la surface de la structure isolante. Dans cet article, sur l'exemple des canalisations avec isolation en mousse de polyuréthane, le calcul des pertes de chaleur a été effectué.

Fondamentalement, la conclusion suivante a été tirée: dans les documents réglementaires actuels, les valeurs totales de la densité de flux thermique pour les conduites d'alimentation et de retour sont données. Il y a des cas où les diamètres des conduites d'alimentation et de retour ne sont pas les mêmes, trois conduites ou plus peuvent être posées dans un canal, par conséquent, la norme précédente doit être utilisée. Les valeurs totales de la densité de flux thermique dans les normes peuvent être divisées entre les conduites d'alimentation et de retour dans les mêmes proportions que dans les normes remplacées.

Mots clés

Littérature

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Norme européenne EN 448 Tuyaux de chauffage urbain. Systèmes de canalisations collées pré-isolées pour réseaux d'eau chaude directement enterrés. Ensembles de montage de tubes de service en acier, isolation thermique en polyuréthane et enveloppe extérieure en polyéthylène

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Détermination des coefficients de pertes locales dans les réseaux de chaleur des entreprises industrielles

Date de publication: 06.02.2017 2017-02-06

Article consulté : 186 fois

Description bibliographique :

Ushakov D. V., Snisar D. A., Kitaev D. N. Détermination des coefficients de pertes locales dans les réseaux thermiques des entreprises industrielles // Jeune scientifique. 2017. №6. P. 95-98. URL https://moluch.ru/archive/140/39326/ (date d'accès : 13/07/2018).

L'article présente les résultats de l'analyse des valeurs réelles du coefficient de pertes locales utilisées dans la conception des réseaux de chaleur au stade de l'avant-projet calcul hydraulique. Sur la base de l'analyse de projets réels, des valeurs moyennes ont été obtenues pour des réseaux de sites industriels divisés en réseaux et branches. On trouve des équations qui permettent de calculer le coefficient de pertes locales en fonction du diamètre de la canalisation du réseau.

Mots clés : réseaux de chaleur, calcul hydraulique, coefficient de perte local

Dans le calcul hydraulique des réseaux de chaleur, il devient nécessaire de fixer le coefficient α , qui tient compte de la proportion des pertes de charge dans résistance locale. Dans les normes modernes, dont la mise en œuvre est obligatoire dans la conception, la méthode normative de calcul hydraulique et en particulier le coefficient α n'est pas mentionné. Dans une référence moderne et littérature éducative en règle générale, les valeurs recommandées par le SNiP II-36–73 * annulé sont données. En tableau. 1 valeurs sont présentées α pour les réseaux d'eau.

Coefficient α pour déterminer les longueurs équivalentes totales des résistances locales

Type de compensateurs

Passage conditionnel du pipeline, mm

Réseaux de chauffage ramifiés

En forme de U avec des branches recourbées

En forme de U avec coudes soudés ou courbes

En forme de U avec coudes soudés

Du tableau 1, il ressort que la valeur α peut être compris entre 0,2 et 1. Il y a une augmentation de la valeur avec une augmentation du diamètre du pipeline.

Dans la littérature pour calculs préliminaires lorsque les diamètres des tuyaux ne sont pas connus, il est recommandé de déterminer la proportion des pertes de charge dans les résistances locales à l'aide de la formule de B. L. Shifrinson

où z- coefficient accepté pour les réseaux d'eau 0,01 ; g- consommation d'eau, t/h.

Les résultats des calculs selon la formule (1) à différents débits d'eau dans le réseau sont présentés à la fig. une.

Riz. 1. Dépendance α de la consommation d'eau

De la fig. 1 implique que la valeur α à des coûts élevés, il peut être supérieur à 1 et à des coûts faibles, il peut être inférieur à 0,1. Par exemple, à un débit de 50 t/h, α = 0,071.

La littérature donne une expression du coefficient de pertes locales

où - la longueur équivalente de la section et sa longueur, respectivement, m; - la somme des coefficients de résistance locale dans la zone ; λ - coefficient de frottement hydraulique.

Lors de la conception de réseaux de chauffage de l'eau dans un mode de mouvement turbulent pour trouver λ , utilisez la formule de Shifrinson. Prendre la valeur de la rugosité équivalente k e=0,0005 mm, la formule (2) est convertie sous la forme

.(3)

De la formule (3) il résulte que α dépend de la longueur de la section, de son diamètre et de la somme des coefficients de résistance locaux, qui sont déterminés par la configuration du réseau. Evidemment la valeur α augmente avec une diminution de la longueur de la section et une augmentation du diamètre.

Afin de déterminer les coefficients réels des pertes locales α , les projets existants de réseaux de chauffage de l'eau des entreprises industrielles à des fins diverses ont été examinés. Ayant des formulaires de calcul hydraulique, pour chaque section, le coefficient a été déterminé α selon la formule (2). Séparément, pour le principal et les branches, les valeurs moyennes pondérées du coefficient de pertes locales pour chaque réseau ont été trouvées. Sur la fig. 2 montre les résultats des calculs α sur les autoroutes calculées pour un échantillon de 10 schémas de réseau, et sur la Fig. 3 pour les succursales.

Riz. 2. Valeurs réelles α sur les autoroutes calculées

De la fig. 2, il s'ensuit que la valeur minimale est de 0,113, la valeur maximale est de 0,292 et la valeur moyenne pour tous les régimes est de 0,19.

Riz. 3. Valeurs réelles α par succursales

De la fig. 3, il s'ensuit que la valeur minimale est de 0,118, la valeur maximale est de 0,377 et la valeur moyenne pour tous les régimes est de 0,231.

En comparant les données obtenues avec celles recommandées, nous pouvons tirer les conclusions suivantes. Selon le tableau. 1 pour les régimes considérés α =0,3 pour le réseau et α=0,3÷0,4 pour les branches, alors que les moyennes réelles sont de 0,19 et 0,231, ce qui est légèrement inférieur à la recommandation. Plage de valeurs réelles α ne dépasse pas les valeurs recommandées, c'est-à-dire que les valeurs tabulaires (tableau 1) peuvent être interprétées comme "pas plus".

Pour chaque diamètre de canalisation, des valeurs moyennes ont été déterminées α le long des autoroutes et des embranchements. Les résultats des calculs sont présentés dans le tableau. 2.

Valeurs des coefficients réels des pertes locales α

De l'analyse du tableau 2, il ressort qu'avec une augmentation du diamètre du pipeline, la valeur du coefficient α augmente. Méthode moindres carrés des équations de régression linéaire ont été obtenues pour le principal et les branches en fonction du diamètre extérieur :

Sur la fig. 4 montre les résultats des calculs selon les équations (4), (5), et les valeurs réelles pour les diamètres correspondants.

Riz. 4. Résultats des calculs des coefficients α selon les équations (4), (5)

Sur la base de l'analyse de projets réels de réseaux d'eau thermale de sites industriels, des valeurs moyennes des coefficients de perte locaux ont été obtenues, réparties en conduites et branches. Il est démontré que les valeurs réelles ne dépassent pas celles recommandées et que les valeurs moyennes sont légèrement inférieures. Des équations sont obtenues qui permettent de calculer le coefficient de pertes locales en fonction du diamètre de la canalisation du réseau pour les conduites principales et les dérivations.

1. Kopko, V. M. Approvisionnement en chaleur: un cours de conférences pour les étudiants de la spécialité 1–700402 "Approvisionnement en chaleur et en gaz, ventilation et protection de l'air" du supérieur les établissements d'enseignement/ V. M. Kopko. - M : Maison d'édition DIA, 2012. - 336s.
2. Réseaux de chauffage à eau : un guide de référence pour la conception / N.K. Gromov [et al.]. - M. : Energoatomizdat, 1988. - 376s.
3. Kozin, V. E. Approvisionnement en chaleur: un manuel pour les étudiants universitaires / V. E. Kozin. - M. : Plus haut. école, 1980. - 408s.
4. Pustovalov, A. P. Augmenter l'efficacité énergétique des systèmes d'ingénierie des bâtiments grâce à choix optimal vannes de régulation / A. P. Pustovalov, D. N. Kitaev, T. V. Shchukina // Bulletin scientifique de l'Université d'État d'architecture et de génie civil de Voronej. Série : Hautes technologies. Écologie. - 2015. - N° 1. - S. 187–191.
5. Semenov, V. N. L'influence des technologies d'économie d'énergie sur le développement des réseaux de chauffage / V. N. Semenov, E. V. Sazonov, D. N. Kitaev, O. V. Tertychny, T. V. Shchukina // Nouvelles des établissements d'enseignement supérieur. Construction. - 2013. - N° 8 (656). - p. 78–83.
6. Kitaev, D. N. Influence des appareils de chauffage modernes sur la régulation des réseaux de chaleur / D. N. Kitaev // Revue scientifique. Systèmes et structures d'ingénierie. - 2014. - V.2. - N° 4(17). - p. 49–55.
7. Kitaev, D.N., Bulygina S.G., Slepokurova M.A. Conception de variantes de systèmes d'alimentation en chaleur tenant compte de la fiabilité du réseau de chaleur // Jeune scientifique. - 2010. - N° 7. - S. 46–48.
Quelles lois Vladimir Poutine a-t-il signées le dernier jour de l'année sortante À la fin de l'année, un tas de choses s'accumulent toujours que vous voulez terminer avant la sonnerie. Eh bien ne pas traîner Nouvel An anciennes dettes. Douma d'Etat […]
8. Organisation FGKU "GC VVE" du ministère de la Défense de la Russie Adresse légale: 105229, MOSCOU G, GOSPITAL PL, 1-3, STR.5 OKFS : 12 - Propriété fédérale de l'OKOGU : 1313500 - Ministère de la Défense de la Fédération de Russie […]

Je vous souhaite la bienvenue, chers et respectés lecteurs du site "site". Une étape nécessaire dans la conception des systèmes d'alimentation en chaleur pour les entreprises et les zones résidentielles est le calcul hydraulique des canalisations pour les réseaux de chauffage de l'eau. Il est nécessaire de résoudre les tâches suivantes :

1. Détermination du diamètre intérieur de la canalisation pour chaque section du réseau de chauffage d V, mm. Selon les diamètres de la canalisation et leurs longueurs, connaissant leur matériau et leur mode de pose, il est possible de déterminer les investissements en capital dans les réseaux de chauffage.
2. Détermination des pertes de charge de l'eau du réseau ou des pertes de charge de l'eau du réseau Δh, m ; ΔР, MPa. Ces pertes sont les données initiales des calculs successifs de la charge du réseau et des pompes d'appoint dans les réseaux de chaleur.

Le calcul hydraulique des réseaux de chaleur est également effectué pour les réseaux de chaleur existants en exploitation, lorsqu'il s'agit de calculer leur débit réel, c'est-à-dire quand il y a un diamètre, une longueur et qu'il faut trouver la consommation d'eau du réseau qui passera par ces réseaux.

Le calcul hydraulique des canalisations des réseaux de chaleur est effectué pour les modes de fonctionnement suivants:

A) pour le mode de fonctionnement de conception du réseau de chauffage (max G O ; G B ; G DHW) ;

B) pour été lorsque seul G DHW circule dans la canalisation

C) pour le mode statique, les pompes du réseau sont arrêtées à la source d'alimentation en chaleur et seules les pompes d'appoint fonctionnent.

D) pour le fonctionnement d'urgence, lorsqu'un accident survient dans une ou plusieurs sections, le diamètre des cavaliers et des canalisations de réserve.

Si les réseaux de chaleur fonctionnent pour un système d'alimentation en chaleur ouvert à l'eau, il est également déterminé:

E) mode hiver, lorsque l'eau du réseau pour le système d'alimentation en eau chaude des bâtiments est prélevée sur la canalisation de retour du réseau de chauffage.

E) mode transitoire, lorsque l'eau du réseau pour l'alimentation en eau chaude des bâtiments est prélevée sur la canalisation d'alimentation du réseau de chauffage.

Dans le calcul hydraulique des canalisations des réseaux de chaleur, les grandeurs suivantes doivent être connues :

1. La charge maximale sur le chauffage et la ventilation et la charge horaire moyenne sur l'alimentation en eau chaude : max Q O, max Q VENT, Q SR DHW.
2. Diagramme de température du système d'alimentation en chaleur.
3. Courbe de température de l'eau du réseau, température de l'eau du réseau au point de rupture τ 01 NI, τ 02 NI.
4. La longueur géométrique de chaque tronçon de réseaux de chauffage : L 1 , L 2 , L 3 ...... L N .
5. L'état de la surface intérieure du pipeline dans chaque section du réseau de chauffage (la quantité de dépôts de corrosion et de tartre). k E - rugosité équivalente du pipeline.
6. Le nombre, le type et la disposition des résistances locales disponibles dans chaque section du réseau de chauffage (tous les robinets-vannes, vannes, virages, tés, compensateurs).
7. Propriétés physiques de l'eau p V, I V.

La façon dont le calcul hydraulique des canalisations des réseaux de chaleur est effectué sera considérée à l'aide de l'exemple d'un réseau de chaleur radial desservant 3 consommateurs de chaleur.

Schéma de principe d'un réseau de chauffage radial transportant de l'énergie thermique pour 3 consommateurs de chaleur

1 - consommateurs de chaleur (zones résidentielles)

2 - sections du réseau de chauffage

3 - source d'alimentation en chaleur

Le calcul hydraulique des réseaux de chaleur conçus est effectué dans l'ordre suivant :

1. Par schéma réseaux de chaleur est déterminé par le consommateur, qui est le plus éloigné de la source d'approvisionnement en chaleur. Le réseau de chaleur posé de la source d'alimentation en chaleur au consommateur le plus éloigné est appelé la ligne principale (ligne principale), dans la figure L 1 + L 2 + L 3. Les sections 1.1 et 2.1 sont des branches de la ligne principale (branche).
2. La direction estimée du mouvement de l'eau du réseau de la source d'approvisionnement en chaleur au consommateur le plus éloigné est décrite.
3. La direction calculée du mouvement de l'eau du réseau est divisée en sections distinctes, sur chacune desquelles le diamètre intérieur de la canalisation et le débit de l'eau du réseau doivent rester constants.
4. La consommation estimée d'eau du réseau est déterminée dans les sections du réseau de chauffage auxquelles les consommateurs sont raccordés (2.1 ; 3 ; 3.1) :

G SOMME UCH \u003d G O R + G B R + k 3 * G G SR

G О Р \u003d Q О Р / С В * (τ 01 Р - τ 02 Р) - consommation de chauffage maximale

k 3 - coefficient tenant compte de la part de consommation d'eau du réseau fournie à l'alimentation en eau chaude

G V R \u003d Q V R / S V * (τ 01 R - τ V2 R) - débit maximal pour la ventilation

G G SR \u003d Q GW SR / S V * (τ 01 NI - τ G2 NI) - consommation moyenne pour l'alimentation en eau chaude

k 3 \u003d f (type de système d'alimentation en chaleur, charge thermique du consommateur).

Valeurs k 3 en fonction du type de système d'alimentation en chaleur et des charges thermiques de raccordement des consommateurs de chaleur

1. Selon les données de référence sont déterminés propriétés physiques eau du réseau dans les conduites d'alimentation et de retour du réseau de chauffage :

P DANS POD = f (τ 01) V DANS POD = f (τ 01)

P EN OBR = f (τ 02) V EN OBR = f (τ 02)

1. Les valeurs moyennes de la densité de l'eau du réseau et de sa vitesse sont déterminées:

P IN SR \u003d (P IN LOD + P IN OBR) / 2; (kg/m3)

V IN SR \u003d (V IN SOUS + V IN OBR) / 2; (m2/s)

1. Le calcul hydraulique des canalisations de chaque section des réseaux de chauffage est effectué.

7.1. Ils sont définis par la vitesse de déplacement de l'eau du réseau dans le pipeline: V B \u003d 0,5-3 m / s. La limite inférieure V B est due au fait qu'à des vitesses inférieures, le dépôt de particules en suspension sur les parois de la canalisation augmente, et également à des vitesses inférieures, la circulation de l'eau s'arrête et la canalisation peut geler.

VB \u003d 0,5-3 m / s. - la plus grande valeur de la vitesse dans la canalisation est due au fait qu'avec une augmentation de la vitesse de plus de 3,5 m/s, un choc hydraulique peut se produire dans la canalisation (par exemple, lors de la fermeture soudaine de vannes, ou lorsque le canalisation est tournée dans une section du réseau de chauffage).

7.2. Le diamètre interne du pipeline est calculé:

d V \u003d sqrt [(G SUM PCH * 4) / (p V SR * V V * π)] (m)

7.3. Selon les données de référence, les valeurs les plus proches du diamètre intérieur sont prises, ce qui correspond à GOST d V GOST, mm.

7.4. La vitesse réelle du mouvement de l'eau dans le pipeline est spécifiée:

V V F \u003d (4 * G SUM UCH) / [π * p V SR * (d V GOST) 2]

7.5. Le mode et la zone d'écoulement de l'eau du réseau dans la canalisation sont déterminés, pour cela un paramètre sans dimension est calculé (critère de Reynolds)

Re = (V V F * d V GOST) / V V F

7.6. Re PR I et Re PR II sont calculés.

Re PR I = 10 * d V GOST / k E

Re PR II \u003d 568 * d V GOST / k E

Pour divers types pipelines et divers degrés d'usure du pipeline k E se trouve à l'intérieur. 0,01 - si le pipeline est nouveau. Lorsque le type de canalisation et le degré de leur usure sont inconnus selon SNiP "Réseaux de chaleur" 41-02-2003. Il est recommandé de choisir la valeur de k E égale à 0,5 mm.

7.7. Le coefficient de frottement hydraulique dans la canalisation est calculé:

— si le critère Re< 2320, то используется формула: λ ТР = 64 / Re.

— si le critère Re est compris dans (2320 ; Re PR I ], alors la formule de Blasius est utilisée :

λ TP =0,11*(68/Re) 0,25

Ces deux formules doivent être utilisées pour le débit d'eau laminaire.

— si le critère de Reynolds se situe dans (Re PR I< Re < =Re ПР II), то используется формула Альтшуля.

λ TP \u003d 0,11 * (68 / Re + k E / d V GOST) 0,25

Cette formule est utilisée dans le mouvement transitoire de l'eau du réseau.

- si Re > Re PR II, alors la formule de Shifrinson est utilisée :

λ TP \u003d 0,11 * (k E / d V GOST) 0,25

Δh TP \u003d λ TP * (L * (V V F) 2) / (d V GOST * 2 * g) (m)

ΔP TR = p V SR *g* Δh TR = λ TR * / (d V GOST *2) = R L *L (Pa)

R L \u003d [λ TP * r V SR * (V V F) 2] / (2 * d V GOST) (Pa / m)

R L - perte de charge linéaire spécifique

7.9. Les pertes de charge ou les pertes de charge dans les résistances locales dans la section de canalisation sont calculées :

Ah M.S. = Σ£ MS *[(V V F) 2 /(2*g)]

Δp M.S. = p B SR *g* Δh MS = Σ£ MS *[((V V F) 2 * R V SR)/2]

Σ£ MS - la somme des coefficients de résistance locaux installés sur la canalisation. Pour chaque type de résistance locale £ M.S. extrait des données de référence.

7.10. La perte de charge totale ou la perte de charge totale dans la section de canalisation est déterminée :

h = Δh TR + Δh MS

Δp = Δp TR + Δp MS = p B SR *g* Δh TP + p B SR *g*Δh M.S.

Selon cette méthode, des calculs sont effectués pour chaque section du réseau de chauffage et toutes les valeurs sont résumées dans un tableau.

Les principaux résultats du calcul hydraulique des canalisations des sections du réseau de chauffage de l'eau

Pour des calculs indicatifs de sections de réseaux de chauffage d'eau lors de la détermination de R L, Δr TP, Δr M.S. les expressions suivantes sont autorisées :

R L \u003d / [p V SR * (d V GOST) 5,25] (Pa / m)

R L \u003d / (d V GOST) 5,25 (Pa / m)

A R \u003d 0,0894 * K E 0,25 - un coefficient empirique utilisé pour un calcul hydraulique approximatif dans les réseaux de chauffage de l'eau

A R B \u003d (0,0894 * K E 0,25) / r B SR \u003d A R / r B SR

Ces coefficients ont été dérivés par Sokolov E.Ya. et sont donnés dans le manuel "Fourniture de chaleur et réseaux de chaleur".

Compte tenu de ces coefficients empiriques, les pertes de charge et de pression sont définies comme suit :

Δp TR \u003d R L * L \u003d / [p V SR * (d V GOST) 5,25] \u003d

= / (d Dans GOST) 5,25

Δh TP = Δp TP / (p B SR *g) = (R L *L) / (p B SR *g) =

\u003d / (p V SR) 2 * (d V GOST) 5,25 \u003d

\u003d / p V SR * (d V GOST) 5,25 * g

En tenant compte également de A R et A R B ; Δr M.S. et Δh M.S. s'écrira ainsi :

Δr M.S. \u003d R L * L E M \u003d / p V SR * (d V GOST) 5,25 \u003d

\u003d / (d Dans GOST) 5,25

Ah M.S. = Δp MS / (p B SR *g) \u003d (R L *L E M) / (r B SR *g) \u003d

\u003d / p V SR * (d V GOST) 5,25 \u003d

\u003d / (d Dans GOST) 5,25 * g

L E \u003d Σ (£ M. C. * d V GOST) / λ TR

La particularité de la longueur équivalente est que la perte de charge des résistances locales est représentée comme une chute de charge dans une section droite de même diamètre intérieur, et cette longueur est appelée équivalente.

La pression totale et les pertes de charge sont calculées comme suit :

Δh = Δh TR + Δh MS \u003d [(R L *L) / (p B SR *g)] + [(R L *L E) / (r B SR *g)] =

\u003d * (L + L E) \u003d * (1 + un M. S.)

Δr \u003d Δr TP + Δr M. S. \u003d R L * L + R L * L E \u003d R L (L + L E) \u003d R L * (1 + un M. S.)

et M.S. - coefficient de pertes locales dans la section du réseau de chauffage de l'eau.

En l'absence de données précises sur le nombre, le type et la disposition des résistances locales, la valeur d'un M.S. peut être pris de 0,3 à 0,5.

J'espère que maintenant tout le monde sait comment effectuer correctement le calcul hydraulique des canalisations et que vous pourrez vous-même effectuer le calcul hydraulique des réseaux de chaleur. Dites-nous dans les commentaires ce que vous en pensez, peut-être considérez-vous le calcul hydraulique des canalisations dans excel, ou utilisez-vous le calcul hydraulique des canalisations calculateur en ligne ou utiliser un nomogramme pour le calcul hydraulique des canalisations ?

travail de cours

sur le parcours "Réseaux de chaleur"

sur le thème : "Conception des réseaux thermiques"

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pour une dissertation

sur le parcours "Réseaux de chaleur"

Concevez et calculez le système d'alimentation en chaleur du quartier de la ville de Volgograd: déterminez la consommation de chaleur, sélectionnez le schéma d'alimentation en chaleur et le type de caloporteur, puis effectuez des calculs hydrauliques, mécaniques et thermiques du schéma thermique. Les données pour le calcul de l'option n° 13 sont présentées dans le tableau 1, le tableau 2 et la figure 1.

Tableau 1 - Données initiales

Valeur Désignation Valeur Valeur Désignation Désignation Valeur Température extérieure (chauffage) -22 Performances du four 40 Température air extérieur (ventilation) -13Heures de fonctionnement du four par anheures8200Nombre d'habitants 25 000Consommation spécifique de gaz 64Nombre de bâtiments résidentiels 85Consommation spécifique de combustible liquide kg/t38Nombre de bâtiments publics 10Consommation d'oxygène insufflé dans le bain 54Volume des édifices publics 155 000Consommation de minerai de ferkg/t78Volume des bâtiments industriels 650 000Consommation de ferkg/t650Nombre d'ateliers sidérurgiques2Consommation de racleurkg/t550Nombre d'ateliers d'usinage2Consommation de lotskg/t1100Nombre d'ateliers de réparation2Température des gaz d'échappement à la chaudière 600Nombre d'ateliers thermiques2Température des gaz d'échappement après la chaudière 255Nombre de dépôts ferroviaires3Débit d'air avant chaudière1,5Nombre d'entrepôts3Débit d'air après chaudière1,7

Figure 1 - Schéma d'approvisionnement en chaleur du quartier de la ville de Volgograd

Tableau 2 - Données initiales

Distances des parcelles, km Différences d'altitude au sol, m 01234567OABVGDEZH 47467666079268997

abstrait

Travail de cours: 34 p., 1 fig., 6 tableaux, 3 sources, 1 annexe.

L'objet d'étude est le système de chauffage de la ville de Volgograd.

L'objectif du travail est de maîtriser la méthodologie de calcul pour déterminer la consommation de chaleur pour le chauffage, la ventilation et l'alimentation en eau chaude, le choix du schéma d'alimentation en chaleur, le calcul de la source de chaleur, le calcul hydraulique des réseaux de chaleur, le calcul mécanique, le calcul thermique des réseaux de chaleur.

Méthodes de recherche - exécution et analyse de calculs pour déterminer la consommation de chaleur, le débit de liquide de refroidissement, la ligne de conception, la ligne non conçue, le nombre de supports, les compensateurs de caloduc, la sélection des ascenseurs.

À la suite de ce travail, la durée de la saison de chauffage a été calculée, la consommation minimale de chaleur pour le chauffage, la charge thermique pour le chauffage, la ventilation et la climatisation sont de nature saisonnière et dépendent de conditions climatiques. En outre, la chaleur des gaz de combustion des fours à foyer ouvert a été calculée, une chaudière de récupération de chaleur a été sélectionnée, l'efficacité économique de la chaudière de récupération de chaleur et les économies de combustible ont été déterminées et un calcul hydraulique des réseaux de chaleur a été effectué. Le nombre de supports a également été calculé, l'ascenseur a été sélectionné et le dispositif de chauffage a été calculé.

Nombre d'habitants, ascenseur, chauffage, ventilation, canalisation, température, pression, réseaux de chauffage, alimentation en eau chaude, parcelle, canalisation, fluide caloporteur

Calcul de la consommation de chaleur

1 Calcul des charges thermiques

1.1 Consommation de chaleur pour le chauffage

1.2 Consommation de chaleur pour la ventilation

1.3 Consommation de chaleur pour ECS

2 Consommation annuelle Chauffer

3 Courbe de durée de charge thermique

Choix du schéma d'alimentation en chaleur et du type de caloporteur

Calcul de la source de chaleur

1 Chauffage aux gaz de combustion

2 Sélection d'une chaudière de récupération

3 Détermination de l'économie de combustible et de l'efficacité économique de la chaudière de récupération

Calcul hydraulique du réseau de chaleur

1 Détermination du débit de liquide de refroidissement

2 Calcul du diamètre de la canalisation

3 Calcul de la perte de charge dans la canalisation

4 Construire un graphique piézométrique

Calcul mécanique

Calcul thermique

Liste de liens

Introduction

L'approvisionnement en chaleur est l'un des principaux sous-systèmes du secteur de l'énergie. Environ 1/3 de toutes les ressources énergétiques et énergétiques utilisées dans le pays sont consacrées à l'approvisionnement en chaleur de l'économie nationale et de la population.

Les principaux axes d'amélioration de ce sous-système sont la concentration et la combinaison de la production de chaleur et d'électricité (cogénération) et la centralisation de l'approvisionnement en chaleur.

Les consommateurs de chaleur sont les logements et les services communaux et les entreprises industrielles. Pour les logements et les installations collectives, la chaleur est utilisée pour le chauffage et la ventilation des bâtiments, l'approvisionnement en eau chaude; pour les entreprises industrielles, en plus, pour les besoins technologiques.

1. Calcul de la consommation de chaleur

1.1 Calcul des charges thermiques

Les charges thermiques pour le chauffage, la ventilation et la climatisation sont saisonnières et dépendent des conditions climatiques. Les charges technologiques peuvent être à la fois saisonnières et toute l'année (alimentation en eau chaude).

1.1.1 Consommation de chaleur pour le chauffage

La tâche principale du chauffage est de maintenir la température interne des locaux à un niveau donné. Pour ce faire, il est nécessaire de maintenir un équilibre entre les pertes de chaleur du bâtiment et le gain de chaleur.

La perte de chaleur d'un bâtiment dépend principalement de la perte de chaleur par transfert de chaleur à travers les enceintes extérieures et l'infiltration.

où - perte de chaleur par transfert de chaleur à travers des clôtures extérieures, kW ;

Coefficient d'infiltration.

Consommation de chaleur pour le chauffage des bâtiments résidentiels déterminé par la formule (1.1), où la perte de chaleur par transfert de chaleur à travers les clôtures extérieures est calculée par la formule :

où est la caractéristique de chauffage du bâtiment, kW / (m3 K);

Volume extérieur d'un immeuble résidentiel, m3 ;

Le volume total des bâtiments résidentiels est déterminé par la formule:

où - nombre d'habitants, de personnes ;

Coefficient volumétrique des bâtiments résidentiels, m3/personne. Prenons-le égal.

Pour déterminer les caractéristiques de chauffage, il est nécessaire de connaître le volume moyen d'un bâtiment, puis à partir de l'annexe 3, nous avons.

D'après l'annexe 5, nous constatons cela. Le coefficient d'infiltration pour ce type de bâtiment est acceptable. Ensuite, la consommation de chaleur pour le chauffage des bâtiments résidentiels sera de :

Consommation de chaleur pour le chauffage des bâtiments publics est également calculé par les formules (1.1) et (1.2), où le volume des bâtiments est supposé égal au volume des bâtiments publics.

Le volume moyen d'un bâtiment public.

De l'annexe 3, nous avons. Selon l'annexe 5, nous déterminons cela.

Le coefficient d'infiltration pour ce type de bâtiment est acceptable. Alors la consommation de chaleur pour le chauffage des bâtiments publics sera de :

Consommation de chaleur pour le chauffage des bâtiments industriels calcule selon la formule :

Volume moyen d'un bâtiment industriel :

Selon cette valeur de l'annexe 3, nous avons les valeurs des caractéristiques de chauffage qui sont données dans le tableau 1.1.

Tableau 1.1 - Caractéristiques de chauffage bâtiments industriels

Nous acceptons le coefficient d'infiltration. La température de l'air intérieur dans les ateliers doit être de , dans le dépôt - , et dans l'entrepôt - .

Consommation de chaleur pour le chauffage d'ateliers industriels :

Consommation de chaleur pour le chauffage du dépôt ferroviaire et des entrepôts :

La consommation totale de chaleur pour le chauffage des bâtiments industriels sera de :

Consommation totale de chaleur pour le chauffage sera :

Consommation de chaleur à la fin de la période de chauffage :

où est la température extérieure du début et de la fin de la période de chauffage ;

Température estimée à l'intérieur du bâtiment chauffé.

Consommation de chaleur horaire en fin de période de chauffe :

Consommation de chaleur horaire pour le chauffage :

1.1.2 Consommation de chaleur pour la ventilation

Un calcul approximatif de la consommation de chaleur pour la ventilation peut être effectué selon la formule :

où est la caractéristique de ventilation du bâtiment, kW/(m3 K) ;

Volume extérieur du bâtiment, m3 ;

Températures intérieure et extérieure, °C.

Consommation de chaleur pour la ventilation des bâtiments publics.

En l'absence d'une liste des bâtiments publics, il peut être pris pour le volume total de tous les bâtiments publics. Ainsi, la consommation de chaleur pour la ventilation de ce type de bâtiment sera de :

Consommation de chaleur pour la ventilation des bâtiments industriels calculé selon la formule suivante :

Le volume moyen d'un bâtiment industriel et, par conséquent, à partir de l'annexe 3, nous trouvons la caractéristique de ventilation du bâtiment (tableau 1.2).

Tableau 1.2 - Caractéristiques de ventilation des bâtiments industriels

AtelierAciérieMécaniqueRéparationThermiqueDépôt FerroviaireEntrepôt 0,980,180,120,950,290,53

Consommation de chaleur pour la ventilation du dépôt ferroviaire et des entrepôts :

Consommation de chaleur pour la ventilation des ateliers industriels :

La consommation totale de chaleur pour la ventilation des bâtiments publics sera de :

Le coût total de la ventilation sera de :

La consommation de chaleur pour la ventilation à la fin de la période de chauffage est déterminée par la formule (1.5) :

Consommation horaire de chaleur pour la ventilation en fin de saison de chauffe :

Consommation de chaleur horaire :

1.1.3 Consommation de chaleur pour ECS

L'approvisionnement en eau chaude est très inégal aussi bien en journée qu'en semaine. Consommation journalière moyenne de chaleur pour l'alimentation en eau chaude sanitaire :

où - le nombre d'habitants, de personnes;

Taux de consommation d'eau chaude c par habitant, l/jour ;

Consommation d'eau chaude c des ERP par habitant du quartier, l/jour ;

Capacité calorifique de l'eau : .

Prenons et. Ensuite nous avons:

Consommation de chaleur horaire pour l'alimentation en eau chaude :

Consommation moyenne de chaleur pour l'alimentation en eau chaude en été :

où est la température de l'eau froide du robinet en été, ° С ();

Coefficient qui prend en compte la diminution de la consommation d'eau pour l'alimentation en eau chaude en été par rapport à la consommation d'eau en période de chauffage ().

Alors:

Consommation de chaleur horaire :

1.2 Consommation annuelle de chaleur

La consommation de chaleur annuelle est la somme de toutes les charges thermiques :

où est la consommation annuelle de chaleur pour le chauffage, kW ;

Consommation annuelle de chaleur pour la ventilation, kW ;

Consommation de chaleur annuelle pour l'alimentation en eau chaude, kW.

La consommation annuelle de chaleur pour le chauffage est déterminée par la formule :

où est la durée de la période de chauffage, s ;

Consommation de chaleur moyenne pour la saison de chauffage, kW :

où est la température extérieure moyenne de la période de chauffage, ° С

D'après l'annexe 1, on trouve et. À partir de l'annexe 2 pour la ville de Volgograd, nous écrivons les heures debout des températures quotidiennes moyennes de l'année (tableau 1.3).

Tableau 1.3 - Nombre d'heures de la période de chauffage avec une température extérieure moyenne journalière

Température, ° С -20 et moins -15 et moins -10 et moins -5 et moins 0 et moins + 5 et moins + 8 et moins

Alors la consommation de chaleur annuelle pour le chauffage sera de :

La consommation annuelle de chaleur pour la ventilation est calculée comme suit :

où - la durée de ventilation pendant la période de chauffage, s;

Consommation moyenne de chaleur pour la ventilation pour la saison de chauffage, kW :

La durée de fonctionnement de la ventilation est prise pour les bâtiments recevant du public. Alors la consommation annuelle de chaleur pour la ventilation sera de :

La consommation de chaleur annuelle pour l'approvisionnement en eau chaude est déterminée par la formule :

où - la durée de la fourniture d'eau chaude au cours de l'année, s.

Accepter. Ensuite, la consommation de chaleur annuelle pour l'approvisionnement en eau chaude sera de :

La consommation annuelle de chaleur pour le chauffage, la ventilation et l'alimentation en eau chaude sera de :

1.3Graphique de durée de la charge thermique

Le graphique de durée de la charge thermique caractérise la dépendance de la consommation de chaleur à la température de l'air extérieur et illustre également le niveau de consommation de chaleur totale tout au long de la période de chauffage.

Les données suivantes sont nécessaires pour tracer le graphique de la charge thermique :

® durée de la saison de chauffage

®consommation de chaleur horaire estimée pour le chauffage

®consommation horaire minimale de chaleur pour le chauffage

®consommation thermique horaire estimée pour la ventilation

®consommation horaire minimale de chaleur pour le chauffage

2. Choix du schéma d'alimentation en chaleur et du type de caloporteur

Les principaux pipelines de chaleur sont illustrés à la figure 2.1. Comme vous pouvez le voir, il s'agit d'un réseau de chauffage par rayonnement dans lequel des branches principales individuelles sont interconnectées (A-B et A-D, A-D et D-C, etc.) afin d'éviter les interruptions de l'approvisionnement en chaleur.

Figure 2.1 - Schéma d'approvisionnement en chaleur de la ville de Volgograd

La source de chaleur est une chaudière de récupération qui utilise les ressources secondaires d'un four à foyer ouvert. Le caloporteur est l'eau.

Avec le chauffage urbain, trois schémas principaux sont utilisés : indépendant, dépendant avec mélange d'eau et dépendant à flux direct. Dans notre cas, nous installerons un circuit dépendant avec mélange d'eau pour relier le système de chauffage à des caloducs externes. Ici, l'eau de retour du système de chauffage est mélangée à l'eau à haute température du tuyau d'alimentation en chaleur extérieur à l'aide d'un ascenseur.

3. Calcul de la source de chaleur

La source de chaleur est un four à foyer ouvert dont les ressources secondaires sont utilisées par la chaudière de récupération pour le chauffage. Les ressources énergétiques secondaires de la sidérurgie utilisées pour le chauffage urbain sont la chaleur des fumées et la chaleur des éléments du four sidérurgique.

Le four à foyer ouvert fonctionnant par procédé de ferraille est chauffé par mélange gaz naturel et du mazout avec apport d'oxygène au bain. La composition des carburants est donnée dans le tableau 3.1.

Tableau 3.1 - Composition du combustible brûlé dans un four à foyer ouvert

Gaz, % 95.72.850.11.35 Mazout, %85.512.40.50.50.11.0

3.1 Chaleur des gaz de combustion

Les gaz d'échappement du four à foyer ouvert après les régénérateurs ont une température de 605°C et sont utilisés pour générer de la vapeur dans les chaudières de récupération. La quantité de chaleur des gaz d'échappement est déterminée pour 1 tonne d'acier. Par conséquent, pour déterminer l'enthalpie des gaz de combustion, il est nécessaire de déterminer les volumes de leurs composants individuels pour 1 tonne d'acier. Consommation d'oxygène théorique pour brûler 1 m 3le carburant gazeux est calculé par la formule:

Nous avons:

Consommation théorique d'oxygène pour brûler 1 kg de combustible liquide :

La consommation théorique totale d'oxygène pour la combustion de carburant pour 1 tonne d'acier est calculée par la formule :

où est la consommation de combustible gazeux, ;

Consommation de carburant liquide, kg/t.

De plus, l'oxygène est dépensé pour l'oxydation des impuretés métalliques et pour la post-combustion du monoxyde de carbone libéré du bain. Sa quantité, compte tenu de l'oxygène du minerai de fer, sera de :

où - consommation de minerai pour 1 tonne d'acier, kg;

La quantité de carbone brûlé pour 1 tonne d'acier, kg:

où est la consommation de fonte et de ferraille pour 1 tonne d'acier, en kg ;

Ainsi, la quantité de carbone brûlé sera de :

Le volume d'oxygène dans les gaz d'échappement à la sortie du régénérateur est calculé comme suit :

où est le coefficient de débit d'air vers la chaudière de récupération.

Déterminons les volumes des autres gaz dans les produits de combustion. Le volume de gaz triatomiques dans les produits de combustion d'un mélange de combustibles gazeux et liquides est calculé par la formule :

Les gaz triatomiques sont également séparés du mélange :

où est la quantité et libérée du bain pour 100 kg de charge, kg ;

Densité et ();

Consommation de charge pour 1 tonne d'acier, kg.

Pour le traitement du minerai de ferraille

Le volume total de gaz triatomiques est défini comme suit :

Le volume de vapeur d'eau dans les produits de combustion du mélange carburé sera de :

où - consommation spécifique de l'oxygène pur insufflé dans le bain, .

Isolation de la vapeur d'eau du mélange :

où est la quantité libérée du bain pour 100 kg de charge, kg ;

Densité de la vapeur d'eau.

Pour le traitement du minerai de ferraille.

Le volume de vapeur d'eau dans les gaz d'échappement est calculé de manière similaire au volume de gaz diatomiques selon la formule (3.9):

Le volume d'azote dans les fumées :

Ainsi, l'enthalpie des gaz à la sortie du régénérateur pour 1 tonne d'acier sera de :

où est la température du gaz jusqu'à la chaudière de récupération, °С ;

Capacités calorifiques volumétriques des gaz correspondants, kJ/(m3 K).

3.2 Choisir une chaudière à récupération

La puissance calorifique annuelle avec les fumées sera de :

où est la production d'acier par an, c'est-à-dire

Ensuite, l'utilisation possible des gaz d'échappement est déterminée par la formule :

où est l'enthalpie des gaz de combustion à la sortie de la chaudière de récupération, GJ/t. Lors de la détermination de l'enthalpie des gaz de combustion à la sortie de la chaudière de récupération, il convient de tenir compte du fait qu'il existe des fuites d'air dans la chaudière de récupération, c'est-à-dire que le débit d'air après la chaudière est de 1,7, ce qui signifie que le les volumes d'oxygène et d'azote vont augmenter :

Pour sélectionner une chaudière de récupération, il est nécessaire de déterminer le débit horaire des fumées :

où est le temps de fonctionnement du four à foyer ouvert par an, h.

La consommation moyenne horaire des fumées à l'entrée de la chaudière de récupération sera de :

A la sortie de la chaudière de récupération :

Selon l'application, nous sélectionnons KU-100-1 avec débit 100000 m3/h.

3.3 Détermination de l'économie de combustible et de l'efficacité économique de la chaudière de récupération

L'enthalpie des gaz à la sortie de la chaudière de récupération est :

Cela signifie que l'utilisation possible des gaz d'échappement pour l'année sera :

Avec la direction thermique d'utilisation des ressources énergétiques secondaires, la génération de chaleur possible est déterminée par la formule:

où est un coefficient qui tient compte de l'écart entre le mode et le temps de fonctionnement de l'usine d'utilisation et de l'unité de traitement ;

Coefficient qui prend en compte la perte de chaleur de l'installation d'utilisation dans l'environnement.

A et la génération de chaleur possible sera de :

L'économie de carburant possible est calculée par la formule :

où est le facteur d'utilisation de la sortie ; - consommation spécifique de combustible pour la génération de chaleur à l'unité remplacée, tce/GJ :

où est l'efficacité de la centrale électrique remplacée, avec les indicateurs desquels l'efficacité de l'utilisation des ressources énergétiques secondaires est comparée.

À et nous avons l'économie de carburant suivante :

Les économies estimées résultant de l'utilisation de ressources énergétiques secondaires sont déterminées à partir de l'expression :

où est un coefficient qui prend en compte une réduction supplémentaire des coûts courants, en plus des économies de carburant, causée par une diminution de la puissance du réseau principal centrales électriquesà la suite de leur remplacement par des installations d'utilisation ;

Coût d'usine du carburant économisé aux prix et tarifs courants, UAH/tce ;

Coûts spécifiques pour le fonctionnement des usines de recyclage, UAH / GJ ;

E - coefficient normatif d'efficacité des investissements en capital (0,12-0,14);

Investissements en capital dans des centrales électriques et d'utilisation remplacées, UAH

Les coûts sont indiqués dans le tableau 3.2

Tableau 3.2 - Coûts

ParameterDesignationValueCoûts d'investissement pour KU-100-1 160 millions d'UAH 45 UAH/GJ Coût du carburant de référence 33 000 UAH/tec

L'investissement dans une centrale de remplacement pour produire la même quantité de vapeur est de :

Ensuite, les économies estimées de l'utilisation des ressources énergétiques secondaires seront égales à :

4. Calcul hydraulique du réseau de chaleur

La tâche du calcul hydraulique comprend la détermination du diamètre de la canalisation, la chute de pression entre les points individuels, la détermination de la pression en différents points, la liaison de tous les points du système afin d'assurer des pressions acceptables et les pressions requises dans le réseau et aux abonnements dans modes statique et dynamique.

4.1 Détermination du débit de liquide de refroidissement

La consommation de liquide de refroidissement dans le réseau peut être calculée par la formule :

où - Energie thermique systèmes de chauffage, kW ;

Offre estimée et retour d'eau dans le système de chauffage, °С;

Capacité calorifique de l'eau, kJ/(kg °C).

Pour la section 0, la puissance thermique sera égale à la somme de la consommation de chaleur pour le chauffage et la ventilation, c'est-à-dire. Les températures calculées de l'eau directe et de retour seront de 95°С et 70°С. Ainsi, le débit d'eau pour la section 0 sera de :

Pour les autres sections, le calcul des débits caloporteurs est résumé dans le tableau 4.1 apport de chaleur consommation calorifique charge caloporteuse

4.2 Calcul du diamètre du pipeline

Estimez le diamètre préliminaire du pipeline à l'aide de la formule de débit massique :

où est la vitesse du liquide de refroidissement, m/s.

Nous prendrons la vitesse de déplacement de l'eau 1,5 m/s, la densité de l'eau à une température moyenne dans le réseau de 80-85 ° C sera. Alors le diamètre du pipeline sera:

D'une rangée diamètres standards accepter diamètre 68 0x9 mm. Nous effectuons pour cela les calculs suivants. La dépendance initiale pour déterminer la chute de pression linéaire spécifique dans le pipeline est l'équation D Arcée :

où est le coefficient de frottement hydraulique ;

Vitesse moyenne, m/s ;

Densité moyenne, kg/m3 ;

Débit massique, kg/s.

Le coefficient de frottement hydraulique dépend généralement de la rugosité équivalente et du critère de Reynolds. Pour transporter la chaleur, des tuyaux en acier rugueux sont utilisés, dans lesquels un écoulement turbulent est observé. La dépendance expérimentalement obtenue du coefficient de frottement hydraulique des tuyaux en acier sur le critère de Reynolds et la rugosité relative est bien décrite par l'équation universelle proposée par A.D. Altshulem :

où est la rugosité équivalente, m ;

Diamètre interne du pipeline, m ;

Critère de Reynolds.

La rugosité équivalente pour les réseaux d'eau fonctionnant dans des conditions normales d'exploitation est de. Le critère de Reynolds est calculé par la formule :

où est la viscosité cinématique, m2/s.

Pour une température de 80°C, la viscosité cinématique de l'eau est de. Ainsi, nous avons :

Nous supposons que le pipeline fonctionne dans une région quadratique. Trouvons une nouvelle valeur de diamètre en utilisant la formule :

Ainsi, le diamètre supposé précédemment est correct.

4.3 Calcul de la perte de charge dans la canalisation

La chute de pression dans la canalisation peut être représentée comme la somme de deux termes : la chute linéaire et la chute des résistances locales.

Perte de charge en fonction de la pente de la canalisation, Pa.

La chute de pression due au frottement est calculée par la formule :

où λ =1,96 est le coefficient de frottement pour les tuyaux neufs avec une rugosité absolue de 0,5 mm ;

l est la longueur de la section du pipeline, m ;

ν - vitesse dans la section, nous prenons 1,5 m / s comme constante pour toutes les sections ; - diamètre du pipeline, d = 0,5 m.

La perte de charge en fonction de la pente de la canalisation est calculée par la formule :

Où m est la masse d'eau traversant le site, kg / s; est la différence de hauteur entre les sites, m.

Pour calculer les débits de liquide de refroidissement, nous utiliserons la deuxième loi de Kirchhoff, selon laquelle la somme des pertes de charge pour un circuit fermé est 0.

Nous fixons des valeurs arbitraires de consommation d'eau par sections:

Déterminons les résistances dans les sections correspondantes selon la formule :

Déterminons l'ampleur de l'écart de perte de charge :

Car alors un recalcul est nécessaire. Pour ce faire, nous avons besoin d'un flux de correction :

Trouvons l'écart des pertes de charge de la deuxième approximation :

Pour une définition plus précise, recalculons :

Nous trouvons les coûts d'eau suivants:

Pour une définition plus précise, faisons un nouveau calcul :

Nous trouvons les coûts d'eau suivants:

Tableau 4.1 - Débits de liquide de refroidissement pour les sections du réseau de chauffage principal

PlotIT-AA-BB-DA-GG-ZHB-VV-EG-VPuissance thermique, MW51.52126.90711.54124.84812.34820.73727.62218.271 Consommation d'eau491.85256.8716110.18237.2184117.891963.97162 7174.2 4.4 Construire un graphique piézométrique

Nous fixons les valeurs de pression (pression) à la fin des sections:

Zone résidentielle E : H=30 m (bâtiment résidentiel de 9 étages) ;

Dépôt ferroviaire, entrepôts L : H=10 m ;

Zone industrielle Zh : H=20 m.

Trouvez la pression au point B :

Nous sélectionnons le signe "+", section D où le liquide de refroidissement est transporté au-dessus de la section B.

La pression au point B sera :

Trouvez la pression au point B :

Trouver la pression au point G :

Trouver la pression au point A :

Trouver la pression au point O :

Sur la base des données obtenues, nous construisons un graphique piézométrique Annexe A

5. Calcul mécanique

Le calcul mécanique comprend :

calcul du nombre de supports;

calcul des compensateurs de caloducs ;

calcul de sélection d'ascenseur.

5.1 Calcul du nombre de supports

Lors du calcul du nombre de supports de canalisation, ils sont considérés comme une poutre à plusieurs travées avec une charge uniformément répartie.

Force verticale ;

- force horizontale.

se produit uniquement aux pipelines surélevés et est déterminé par la vitesse du vent :

Le coefficient aérodynamique est en moyenne de k=1,5. Pour Volgograd, la charge dynamique est de 0,26 kPa. Parfois, pour les pipelines surélevés, il est nécessaire de prendre en compte la pression de la couverture de neige de 0,58 à 1 kPa.

Moment de flexion maximal :

contrainte de flexion ; kPa

W est le moment de résistance équatorial du tuyau.

Alors : - distance entre appuis, m

facteur de sécurité,

Facteur de force souder tuyaux,

Le nombre de supports est déterminé par la formule :

Une canalisation reposant sur deux supports se courbe.

x - flèche de déviation :

E est le module d'élasticité longitudinale.

I - moment d'inertie équatorial du tuyau,

5.2 Calcul des compensateurs caloducs

En l'absence de compensation d'une surchauffe sévère, la paroi du tuyau devient contrainte.

où E est le module d'élasticité longitudinale ;

Coefficient de dilatation linéaire,

- température de l'air

En l'absence de compensation, des contraintes peuvent survenir dans la conduite qui dépassent largement celles autorisées et qui peuvent entraîner une déformation ou une destruction des conduites. Par conséquent, des compensateurs de température y sont installés divers modèles. Chaque compensateur est caractérisé par sa capacité fonctionnelle - la longueur de la section dont l'allongement est compensé par le compensateur:

où=250-600mm ;

- température de l'air

Puis le nombre de compensateurs sur le tronçon calculé de l'itinéraire :

5.3 Calcul de sélection d'ascenseur

Lors de la conception des entrées d'ascenseur, en règle générale, il faut remplir les tâches suivantes :

détermination des dimensions principales de l'ascenseur ;

différence de pression dans la buse par un coefficient donné.

Lors de la résolution du premier problème valeurs données sont : la charge thermique système de chauffage; air extérieur calculé pour la conception de la température de chauffage de l'eau du réseau dans la canalisation en chute et de l'eau après le système de chauffage ; perte de charge dans le système de chauffage dans le mode considéré.

Le calcul de l'ascenseur est effectué:

Consommation d'eau de réseau et mitigée, kg/s :

où c est la capacité calorifique de l'eau, J / (kg; c \u003d 4190 J / (kg.

Consommation d'eau injectée, kg/s :

Rapport de mélange de l'élévateur :

Conductivité du système de chauffage :

diamètre de la chambre de mélange :

En raison de l'imprécision possible des dimensions de l'ascenseur, la différence de pression nécessaire devant celui-ci doit être prévue avec une certaine marge de 10 à 15%.

Diamètre de sortie de buse, m

6. Calcul thermique des réseaux de chaleur

Le calcul thermique des réseaux thermiques est l'une des sections les plus importantes de la conception et de l'exploitation des réseaux thermiques.

Tâches de calcul thermique :

détermination des pertes de chaleur à travers le pipeline et isolation par rapport à l'environnement ;

calcul de la chute de température du liquide de refroidissement lorsqu'il se déplace le long du caloduc;

détermination de l'efficacité de l'isolation thermique.

6.1 Installation hors sol

Lors de la pose de caloducs hors sol, les pertes de chaleur sont calculées à l'aide des formules pour une paroi cylindrique multicouche :

où t est la température moyenne du liquide de refroidissement ; °C

Température ambiante; °C

Total résistance thermique pipeline de chaleur ; m

Dans une canalisation isolée, la chaleur doit traverser quatre résistances connectées en série : la surface intérieure, la paroi du tuyau, la couche d'isolation et la surface extérieure de l'isolation.

surface cylindrique est déterminée par la formule :

Diamètre interne du pipeline, m ;

Diamètre extérieur de l'isolant, m ;

et - coefficients de transfert de chaleur, W/.

6.2 Souterrain

Dans les canalisations thermiques souterraines, l'une des inclusions de la résistance thermique est la résistance du sol. Lors du calcul de la température ambiante, la température naturelle du sol à la profondeur de l'axe du caloduc est prise comme température ambiante.

Seulement à de petites profondeurs de l'axe du pipeline de chaleur, lorsque le rapport de la profondeur h au diamètre du tuyau est inférieur à d, la température naturelle de la surface du sol est prise comme température ambiante.

La résistance thermique du sol est déterminée par la formule de Forheimer :

où \u003d 1,2 ... 2,5 W \

Pertes de chaleur spécifiques générales, W/m

premier caloduc :

Deuxième pipeline de chaleur :

6.3 Tuyauterie sans canal

Avec pose sans canal de caloducs résistance thermique se compose de résistances connectées en série de la couche d'isolation, de la surface extérieure de l'isolation, de la surface intérieure du canal, des parois du canal et du sol.

6.4 Calcul de la chaleur du réchauffeur

Le calcul thermique du réchauffeur consiste à déterminer la surface d'échange thermique de l'unité d'une capacité donnée, ou à déterminer la capacité pour des calculs de conception et des paramètres initiaux du fluide caloporteur donnés. Le calcul hydraulique du réchauffeur est également important, il consiste à déterminer la perte de charge du liquide de refroidissement primaire et secondaire.

L'énergie est le principal produit que l'homme a appris à créer. Il est nécessaire à la fois à la vie domestique et aux entreprises industrielles. Dans cet article, nous parlerons des normes et des règles de conception et de construction des réseaux de chauffage extérieurs.

Qu'est-ce qu'un réseau de chauffage

Il s'agit d'un ensemble de canalisations et d'appareils qui reproduisent, transportent, stockent, régulent et fournissent de la chaleur à tous les aliments grâce à l'eau chaude ou à la vapeur. De la source d'énergie, il entre dans les lignes de transmission, puis distribué dans les locaux.

Ce qui est inclus dans la conception :

• tuyaux qui coulent pré-traitement de la corrosion et sont également soumis à une isolation - le revêtement peut ne pas être tout le long, mais uniquement dans la zone située dans la rue;
• compensateurs - dispositifs responsables du mouvement, des déformations de température, des vibrations et des déplacements de la substance à l'intérieur du pipeline;
• système de fixation- selon le type d'installation différentes options, mais dans tous les cas, des mécanismes de soutien sont nécessaires;
• tranchées pour la pose - des gouttières et des tunnels en béton sont équipés si la pose a lieu au sol;
• vannes d'arrêt ou de contrôle - arrête temporairement la pression ou aide à la réduire, bloque le débit.

En outre, le projet d'alimentation en chaleur du bâtiment peut contenir des équipements supplémentaires à l'intérieur du système de chauffage technique et de l'alimentation en eau chaude. Ainsi, la conception est divisée en deux parties - système de chauffage externe et interne. Le premier peut provenir du centre canalisations principales, ou peut-être de unité thermique, chaufferie. Il existe également des systèmes à l'intérieur des locaux qui régulent la quantité de chaleur dans les pièces individuelles, les ateliers - si la question concerne les entreprises industrielles.

Classification des systèmes de chauffage selon les principales caractéristiques et les méthodes de conception de base

Il existe plusieurs critères par lesquels le système peut différer. C'est la façon dont ils sont placés, et le but, et la zone d'alimentation en chaleur, leur puissance, ainsi que de nombreuses fonctions supplémentaires. Au moment de concevoir le système d'alimentation en chaleur, le concepteur saura certainement auprès du client quelle quantité d'énergie la ligne doit transporter quotidiennement, combien de points de vente avoir, quelles seront les conditions de fonctionnement - climatiques, météorologiques, et aussi comment ne pas gâcher développement urbain.

Selon ces données, l'un des types de joints peut être sélectionné. Regardons les classifications.

Par type d'installation

Distinguer:

• Aériennes, elles sont hors sol.

Cette solution est peu utilisée en raison des difficultés d'installation, service après-vente, réparation, et aussi à cause de l'aspect disgracieux de ces ponts. Malheureusement, le projet ne comprend généralement pas d'éléments décoratifs. Cela est dû au fait que les boîtes et autres structures de masquage empêchent souvent l'accès aux tuyaux, ainsi que les empêchent de voir un problème, comme une fuite ou une fissure, en temps opportun.

La décision de concevoir des systèmes de chauffage de l'air est prise après des études d'ingénierie pour l'étude des zones à activité sismique, ainsi qu'un niveau d'occurrence élevé eau souterraine. Dans de tels cas, il n'est pas possible de creuser des tranchées et d'effectuer des travaux de pose au sol, car cela peut être improductif - conditions naturelles peut endommager le revêtement, l'humidité affectera la corrosion accélérée et la mobilité du sol entraînera des ruptures de tuyaux.

Une autre recommandation pour la réalisation de structures hors-sol est le développement résidentiel dense, lorsqu'il n'est tout simplement pas possible de creuser des trous, ou dans le cas où une ou plusieurs lignes de communications existantes existent déjà à cet endroit. Lors de la réalisation de travaux fonciers dans ce cas, il existe un risque élevé d'endommager les systèmes d'ingénierie de la ville.

Les systèmes de chauffage à air sont montés sur des supports et des poteaux métalliques, où ils sont fixés à des cerceaux.

• Clandestinement.

Ils sont respectivement posés sous terre ou dessus. Il existe deux options pour la conception du système d'alimentation en chaleur - lorsque la pose est effectuée en canal et sans canal.

Dans le premier cas, la pose canal en béton ou tunnel. Le béton est renforcé, des anneaux pré-préparés peuvent être utilisés. Cela protège les tuyaux, les enroulements et facilite également l'inspection et la maintenance car l'ensemble du système reste propre et sec. La protection se produit simultanément contre l'humidité, les eaux souterraines et les inondations, ainsi que contre la corrosion. L'inclusion de telles mesures de précaution aide à prévenir l'influence mécanique sur la ligne. Les caniveaux peuvent être coulés en béton monolithique ou préfabriqués, leur second nom est bac.

La méthode sans canal est moins préférable, mais elle prend beaucoup moins de temps, de main-d'œuvre et de ressources matérielles. C'est un moyen rentable, mais les tuyaux eux-mêmes ne sont pas utilisés ordinaires, mais spéciaux - avec ou sans gaine de protection, mais le matériau doit alors être en chlorure de polyvinyle ou avec son ajout. Le processus de réparation et d'installation devient plus difficile s'il est prévu de reconstruire le réseau, d'étendre le réseau de chauffage, car il sera nécessaire d'effectuer à nouveau des travaux de terrain.

Par type de liquide de refroidissement

Deux éléments peuvent être transportés :

• Eau chaude.

Il transmet l'énergie thermique et peut simultanément servir à l'approvisionnement en eau. La particularité est que de tels pipelines ne rentrent pas seuls, même les principaux. Ils doivent être effectués pour un montant multiple de deux. Il s'agit généralement de systèmes à deux et à quatre tubes. Cette exigence est due au fait que non seulement l'alimentation en liquide est nécessaire, mais également son élimination. Habituellement, le flux froid (retour) est renvoyé au point chaud. Le traitement secondaire a lieu dans la chaufferie - filtration, puis chauffage de l'eau.

Ceux-ci sont plus difficiles à concevoir des réseaux de chauffage - un exemple de leur projet standard contient des conditions pour protéger les tuyaux contre les températures super chaudes. Le fait est que le porteur de vapeur est beaucoup plus chaud que le liquide. Cela donne une efficacité accrue, mais contribue à la déformation du pipeline, de ses parois. Cela peut être évité en utilisant des matériaux de construction de qualité et en surveillant régulièrement les éventuels changements de pression de refoulement.

Un autre phénomène est également dangereux - la formation de condensat sur les murs. Il est nécessaire de faire un enroulement qui éliminera l'humidité.

Le danger se cache également en relation avec d'éventuelles blessures lors de l'entretien et de la percée. La brûlure à la vapeur est très forte et, comme la substance est transmise sous pression, elle peut entraîner des dommages importants à la peau.

Selon les schémas de conception

En outre, cette classification peut être appelée - par valeur. Il y a les objets suivants :

• Tronc.

Ils n'ont qu'une seule fonction - le transport sur de longues distances. Il s'agit généralement du transfert d'énergie d'une source, une chaufferie, à nœuds de distribution. Il peut y avoir des points chauds qui sont engagés dans des voies de ramification. Le secteur a des indicateurs puissants - la température du contenu peut atteindre 150 degrés, le diamètre des tuyaux peut atteindre 102 cm.

• Distribution.

Il s'agit de lignes moins significatives dont le but est de délivrer eau chaude ou à la vapeur pour bâtiments résidentiels et les entreprises industrielles. Selon la section transversale, elles peuvent être différentes, elle est choisie en fonction de la perméabilité de l'énergie par jour. Pour Tours d'appartements et les usines utilisent couramment valeurs maximales- ils ne dépassent pas 52,5 cm de diamètre. Alors que pour les propriétés privées, les résidents apportent généralement une petite canalisation qui peut satisfaire leurs besoins de chaleur. Régime de température ne dépasse généralement pas 110 degrés.

• trimestriel.

Il s'agit d'un sous-type de distribution. Ils ont les mêmes caractéristiques techniques, mais ils servent à répartir la substance entre les bâtiments d'un quartier résidentiel, bloc.

• Branches.

Ils sont conçus pour relier l'autoroute et le point de chaleur.

Par source de chaleur

Distinguer:

• Centralisé.

Le point de départ de la dissipation de la chaleur est une grande centrale de chauffage qui alimente toute la ville ou la majeure partie de celle-ci. Il peut s'agir de centrales thermiques, de grandes chaufferies, de centrales nucléaires.

• Décentralisé.

Ils sont engagés dans le transport à partir de petites sources - des stations de chauffage autonomes qui ne peuvent alimenter qu'une petite zone résidentielle, un immeuble d'habitation, une production industrielle spécifique. En règle générale, les sources d'alimentation autonomes n'ont pas besoin de tronçons d'autoroutes, car elles sont situées à côté de l'objet, de la structure.

Les étapes d'élaboration d'un projet de réseau de chaleur

• Collecte des données initiales.

Le client fournit les termes de référence au concepteur et, indépendamment ou par l'intermédiaire d'organismes tiers, établit une liste des informations qui seront nécessaires dans le travail. Il s'agit de la quantité d'énergie thermique requise par an et par jour, de la désignation des prises de courant, ainsi que des conditions de fonctionnement. Il peut également y avoir des préférences pour le coût maximum de tous les travaux et les matériaux utilisés. Tout d'abord, la commande doit indiquer à quoi sert le réseau de chauffage - locaux d'habitation, production.

• Enquête d'ingénierie.

Le travail s'effectue à la fois sur le terrain et en laboratoire. L'ingénieur complète ensuite les rapports. Le système de contrôle comprend le sol, les propriétés du sol, le niveau des eaux souterraines, ainsi que les conditions climatiques et météorologiques, et les caractéristiques sismiques de la zone. Pour le travail et les rapports, vous aurez besoin d'un tas de ++. Ces programmes assureront l'automatisation de l'ensemble du processus, ainsi que le respect de toutes les normes et standards.

• Conception de système d'ingénierie.

A ce stade, des dessins, des schémas de nœuds individuels sont établis, des calculs sont effectués. Un vrai designer utilise toujours un logiciel de haute qualité, par exemple, . Le logiciel est conçu pour fonctionner avec réseaux d'ingénierie. Avec son aide, il est pratique de tracer, de créer des puits, d'indiquer les intersections de lignes, ainsi que de marquer la section du pipeline et de faire des marques supplémentaires.

Documents réglementaires qui guident le concepteur - SNiP 41-02-2003 "Réseaux de chaleur" et SNiP 41-03-2003 "Isolation thermique des équipements et appareils".

Au même stade, la documentation de construction et de conception est établie. Pour respecter toutes les règles de GOST, SP et SNiP, vous devez utiliser le programme ou. Ils automatisent le processus de remplissage des documents conformément aux normes légales.

• Approbation du projet.

Dans un premier temps, la mise en page est proposée au client. À ce stade, il est pratique d'utiliser la fonction de visualisation 3D. Le modèle volumétrique du pipeline est plus clair, il montre tous les nœuds qui ne sont pas visibles sur le dessin à une personne qui ne connaît pas les règles du dessin. Et pour les professionnels, un aménagement en trois dimensions est nécessaire pour faire des ajustements, pour prévoir des intersections indésirables. Le programme a une telle fonction. Il est commode de composer l'ensemble du travail et documentation du projet, dessinez et effectuez des calculs de base à l'aide de la calculatrice intégrée.

Ensuite, l'approbation doit passer dans un certain nombre d'instances du gouvernement de la ville, ainsi que subir une expertise par un représentant indépendant. Il est pratique d'utiliser la fonction de gestion électronique des documents. Cela est particulièrement vrai lorsque le client et l'entrepreneur sont en différentes villes. Tous les produits ZVSOFT interagissent avec des formats d'ingénierie, de texte et graphiques communs, de sorte que l'équipe de conception peut utiliser ce logiciel pour traiter les données reçues de différentes sources.

La composition d'un projet type de réseau de chaleur et un exemple de réseau de chauffage

Les principaux éléments du pipeline sont principalement produits par des fabricants en prêt à l'emploi, il ne reste donc plus qu'à les positionner et les monter correctement.

Considérez le contenu des détails sur l'exemple d'un système classique:

• Tuyaux. Nous avons évoqué plus haut leur diamètre en rapport avec la typologie des ouvrages. Et la longueur a paramètres standards- 6 et 12 mètres. Vous pouvez commander une coupe individuelle à l'usine, mais cela coûtera beaucoup plus cher.
  Il est important d'utiliser de nouveaux produits. Il est préférable d'utiliser ceux qui sont produits immédiatement avec une isolation.
• Éléments de connexion. Ce sont des genoux à un angle de 90, 75, 60, 45 degrés. Le même groupe comprend: coudes, tés, transitions et capuchons à l'extrémité du tuyau.
• Vanne d'arrêt. Son but est de bloquer l'eau. Les serrures peuvent être dans des boîtes spéciales.
• Compensateur. Il est obligatoire sur toutes les sections du virage de la piste. Ils soulagent la dilatation et la déformation liées à la pression de la canalisation.

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