Определение нагрузки на горячее водоснабжение. Расход воды на нужды горячего водоснабжения, нормы

ВВЕДЕНИЕ

Расходы на энергетические ресурсы современного промышленного предприятия являются одной из основополагающих статей. Теплоэнергетическая система промышленного предприятия представляет собой сложное образование, предназначенное для обеспечения потребителей энергетическими ресурсами всех требуемых видов.

Электрическая нагрузка АТП создается силовым и осветительным оборудованием, которое работает на 3-х и 2-х фазном напряжениях.

Наряду с системой электроснабжения существуют и системы снабжения потребителей тепловой энергией. Совокупность источников тепла и трубопроводов, обеспечивающих отпуск потребителям пара и горячей воды, называют системой теплоснабжения. Тепловая нагрузка АТП включает расходы теплоты на отопление, вентиляцию, кондиционирование, горячее водоснабжение и работу производственно-технологических систем.

Под системой энергоснабжения понимают совокупность источников те­пловой и электрической энергии и элементов, обеспечивающих транспорт ее к потребителю.

РАСЧЕТ РАСХОДА ТЕПЛОТЫ НА ГОРЯЧЕЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ ПРЕДПРИЯТИЯ

Определение расходов теплоты на ГВС сводим к определению расходов горячей воды по нормативам СНиПа по численности и категориям работающих.

1. Определяем среднечасовой расход воды q t (м 3 /ч) максимального водопотребления за наиболее многочисленную смену Т (ч) производственной зоны АТП:

где q u =11 л в смену – норма расхода горячей воды потребителем в смену наибольшего водопотребления; u – число потребителей (производственные рабочие); Т=8 ч – продолжительность рабочей смены.

2. Определяем среднечасовой расход теплоты на ГВС за отопительный период производственной зоны АТП (кДж/ч):

где ρ =1000 кг/см 3 – плотность воды; с=4,186 кДж/кгºС; =55ºС – средняя температура водозаборных приборов системы ГВС; =5ºС – температура холодной воды (в зимнее время), =15ºС (в летнее время), принимаем в соответствии с заданием на проектирование; β г =0,1-0,3 – коэффициент, учитывающий потери теплоты через подающий и циркуляционный трубопроводы.

Принимаем

3. Среднегодовой расход теплоты на ГВС производственной зоны АТП:

где Ф ш =1820 ч – эффективный годовой фонд времени рабочих.

4. Определяем численность персонала управления предприятием Р у в зависимости от мощности предприятия и типа ПС, численность персонала эксплуатационной службы Р э, численность персонала производственно-технической службы Р т. Результаты заносим в таблицу 1.

Таблица 1. Численность персонала

5. Определяем площадь административно-бытовых помещений согласно санитарным требованиям от числа работающего в них персонала (при численности персонала до 100 человек удельная площадь S уд на одного работающего составит 15-20 м 2):

Принимаем высоту административно-бытовых помещений 3,3м.

6. Определяем расход горячей воды (м 3 /ч) через умывальники со смесителями, установленными в туалете, расположенном в административно-бытовом корпусе:

где =40 л/ч (СНиП 2.04.01-85); n 1 =1 – число точек водозабора.

7. Определяем часовой расход горячей воды (м 3 /ч) через мойки, установленные в предприятиях общественного питания (столовая, буфет):

где =220 л/ч (СНиП 2.04.01-85); =2 – число точек водозабора.

8. Определяем часовой расход горячей воды (м 3 /ч) в душевой, бытовых помещениях в смену наибольшего водопотребления:

где =270 л/сетку в смену; m=u/d – число душевых сеток.

9. Определяем часовой расход теплоты на ГВС (кДж/год) в административно-бытовом корпусе:

Принимаем =177218,5 кДж/ч.

10. Определяем среднегодовой расход теплоты на ГВС (кДж/год) в административно-бытовом корпусе.

СНиП 2.04.01-85*

Строительные нормы и правила

Внутренний водопровод и канализация зданий.

Системы внутреннего холодного и горячего водоснабжения

3. Определение расчетных расходов воды в системах водоснабжения и канализации и теплоты на нужды горячего водоснабжения

3.1. Системы холодного, горячего водоснабжения и канализации должны обеспечивать подачу воды и отведение сточных вод (расход), соответствующие расчетному числу водопотребителей или установленных санитарно-технических приборов.

3.2. Секундный расход воды , л/с, водоразборной арматурой (прибором),

отнесенный к одному прибору, следует определять:

отдельным прибором - согласно обязательному приложению 2 ;

различными приборами, обслуживающими одинаковых водопотребителей на участке тупиковой сети, - согласно обязательному приложению 3 ;

различными приборами, обслуживающими разных водопотребителей, - по формуле

(1)

Вероятность действия санитарно-технических приборов, определенная для каждой группы водопотребителей согласно п. 3.4;

Секундный расход воды (общий, горячей, холодной), л/с, водоразборной арматурой (прибором), принимаемый согласно обязательному приложению 3 , для каждой группы водопотребителей.

Примечания: 1. При устройстве кольцевой сети расход воды следует определять для сети в целом и принимать одинаковым для всех.

2. В жилых и общественных зданиях и сооружениях, по которым отсутствуют сведения о расходах воды и технических характеристиках санитарно-технических приборов, допускается принимать:

3.3. Максимальный секундный расход воды на расчетном участке сети л/с, следует определять по формуле

Секундный расход воды, величину которого следует определять согласно п.3.2;

Коэффициент, определяемый согласно рекомендуемому приложению 4 в зависимости от общего числа приборов N на расчетном участке сети и вероятности их действия Р, вычисляемой согласно п.3.4. При этом табл. 1 рекомендуемого приложения 4 надлежит руководствоваться при Р > 0,1 и N <= 200; при других значениях Р и N

коэффициент следует принимать по табл. 2 рекомендуемого приложения 4 .

При известных расчетных величинах Р, N и значениях q(0) = 0,1; 0,14; 0,2; 0,3 л/с для вычисления максимального секундного расхода воды допускается пользоваться номограммами 1-4 рекомендуемого приложения 4 .

Примечания: 1. Расход воды на концевых участках сети следует принимать по расчету, но не менее максимального секундного расхода воды одним из установленных санитарно-технических приборов.

3. Расход воды на технологические нужды промышленных предприятий следует определять как сумму расхода воды технологическим оборудованием при условии совпадения работы оборудования по времени.

3. Для вспомогательных зданий промышленных предприятий значение q допускается определять как сумму расхода воды на бытовые нужды по формуле (2) и душевые нужды - по числу установленных душевых сеток по обязательному приложению 2 .

3.4. Вероятность действия санитарно-технических приборов на участках сети надлежит определять по формулам:

а) при одинаковых водопотребителях в здании (зданиях) или сооружении (сооружениях) без учета изменения соотношения U/N

(3)

б) при отличающихся группах водопотребителей в здании (зданиях) или сооружении (сооружениях) различного назначения

Примечания: 1. При отсутствии данных о числе санитарно-технических приборов в зданиях или сооружениях значение Р допускается определять по формулам (3) и (4), принимая N = 0.

2. При нескольких группах водопотребителей, для которых периоды наибольшего потребления воды не будут совпадать по времени суток, вероятность действия приборов для системы в целом допускается вычислять по формулам (3) и (4) с учетом понижающих коэффициентов, определяемых при эксплуатации аналогичных систем.

3.5. Максимальный секундный расход сточных вод , л/с, следует определять:

а) при общем максимальном секундном расходе воды в сетях холодного и горячего водоснабжения, обслуживающих группу приборов, по формуле

б) в других случаях

3.6. Часовой расход воды санитарно-техническим прибором надлежит определять: , л/ч,

а) при одинаковых водопотребителях в здании (зданиях) или сооружении (сооружениях) согласно обязательному приложению 3 ;

б) при отличающихся водопотребителях в здании (зданиях) или сооружении (сооружениях) - по формуле

(6)

Примечание. В жилых и общественных зданиях (сооружениях), по которым отсутствуют сведения о числе и технических характеристиках санитарно-технических приборов, допускается принимать:

3.7. Вероятность использования санитарно-технических приборов для системы в целом следует определять по формуле

3.8. Максимальный часовой расход воды куб.м/ч, следует определять по формуле

(8)

При этом табл. 1 рекомендуемого приложения 4 надлежит руководствоваться при > 0,1 и N<=200, при других значениях и N коэффициент следует принимать по табл. 2 рекомендуемого приложения 4 .

Примечание. Для вспомогательных зданий промышленных предприятий значение допускается определять как сумму расходов воды на пользование душами и хозяйственно-питьевые нужды, принимаемых по обязательному приложению 3 по числу водопотребителей в наиболее многочисленной смене.

3.9. Средний часовой расход воды , куб.м/ч, за период (сутки, смена) максимального водопотребления Т, ч, надлежит определять по формуле

3.10. При проектировании непосредственно водоразбора из трубопроводов тепловой сети на нужды горячего водоснабжения среднюю температуру горячей воды в водоразборных стояках надлежит поддерживать равной 65°С, а нормы расхода горячей воды принимать согласно обязательному приложению 3 с коэффициентом 0,85, при этом общее количество потребляемой воды не изменять.

3.11. Максимальный часовой расход сточных вод следует принимать равным расчетным расходам, определяемым согласно п.3.8.

3.12. Суточный расход воды следует определять суммированием расхода воды всеми потребителями с учетом расхода воды на поливку. Суточный расход стоков необходимо принимать равным водопотреблению без учета расхода воды на поливку.

3.13. Тепловой поток , кВт, за период (сутки, смена) максимального водопотребления на нужды горячего водоснабжения (с учетом теплопотерь) следует вычислять по формулам:

а) в течение среднего часа

б) в течение часа максимального потребления

Расход воды на нужды горячего водоснабжения должен быть определен по нормам расхода горячей воды, с учетом вероятности использования водоразборных приборов. Определяют нагрузку на систему ГВС по максимальному расходу горячей воды и учитывают ее при выборе источника тепла. Здравствуйте, дорогие друзья! Мы привыкли каждый день пользоваться горячей водой и с трудом можем себе представить комфортную жизнь, если нельзя принять теплую ванну или приходится мыть посуду под краном, из которого льется холодная струйка. Вода желаемой температуры и в нужном количестве – вот о чем мечтает владелец каждого частного дома. Сегодня мы с вами определим расчетный расход воды и тепла на горячее водоснабжение нашего дома. Вы должны понимать, что на данном этапе нам не особо важно где мы получим это тепло. Возможно, мы его учтем при выборе мощности источника теплоснабжения и будем греть воду на нужды горячего водоснабжения в котле. Возможно, мы будем греть воду в отдельном электрическом бойлере или газовой колонке, а возможно нам ее будут привозить.

Ну, а если уж нет никаких технических возможностей выполнить систему ГВС дома, то будем ходить в свою или поселковую баню. Наши родители в основном и ходили в городские бани, а сейчас – позвонил и передвижная русская баня у тебя под окном. Конечно, жизнь не стоит на месте и наличие ванны и душевой кабины в доме сегодня уже не роскошь, а простая необходимость. Поэтому систему ГВС в доме будем предусматривать. От правильности расчета горячего водоснабжения будет зависеть величина нагрузки на систему ГВС дома и, в конечном счете, выбор мощности источника тепла. Поэтому подойти к данному расчету надо очень серьезно. Прежде чем выбирать схему и оборудование системы ГВС дома, нам надо рассчитать главный параметр любой системы – максимальный расход горячей воды в час максимального водопотребления (Q г.в макс, кг/ч).

Практически, с помощью секундомера и мерной емкости, определяем расход горячей воды, л/мин при заполнении ванны

Расчет часового максимального расхода горячей воды в час его максимального водопотребления

Для расчета данного расхода, давайте обратимся к нормам расхода горячей воды (по главе СНиП 2-34-76), см таблицу 1.

Нормы расхода горячей воды (по главе СНиП 2-34-76)

Таблица 1

g и.с – средняя за отопительный период, л/сут;

g и – наибольшего водопотребления, л/сут;

g и.ч – наибольшего водопотребления, л/ч.

Дорогие друзья, я хочу вас предостеречь от одной распространенной ошибки. Многие застройщики, да и молодые неопытные проектировщики, выполняют расчет часового максимального расхода горячей воды по формуле

G макс = g и.ч * U, кг/ч

g и.ч – норма расхода горячей воды, л/ч, наибольшего водопотребления, принимается по таблице 1; U – число потребителей горячей воды, U=4 чел.

G макс = 10 * 4 = 40 кг/ч или 0,67 л/мин

Q г.в макс = 40 * 1 * (55 – 5) = 2000 ккал/ч или 2,326 кВт

Рассчитав расход воды таким образом и выбрав мощность источника тепла на нагрев этого расхода вы успокоились. Но встав под душ, с удивлением обнаружите, что на вашу грязную и потную лысину всего капает лишь 3 капли воды в секунду. Ни руки помыть, ни посуду всполоснуть, не говоря уже о приеме ванны не может быть и речи. Так в чем же дело? А ошибка в том, что не правильно определен максимальный часовой расход воды за сутки наибольшего водопотребления. Оказывается, что все нормы расхода горячей воды по таблице 1 должны применяться только для расчета расхода через отдельные приборы и вероятности использования их действия. Эти нормы не применимы для определения расходов исходя из количества потребителей, путем умножения количества потребителей на удельный расход! Именно в этом заключается основная ошибка, допускаемая многими расчетчиками при определении тепловой нагрузки на систему ГВС.

Если нам необходимо определить производительность генераторов тепла (котла) или подогревателей при отсутствии у абонентов баков-аккумуляторов горячей воды (наш случай), то расчетную нагрузку на систему ГВС надо определять по максимальному часовому расходу горячей воды (тепла) за сутки наибольшего водопотребления по формуле

Q г.в макс = G макс * с * (t г.ср – t х), ккал/ч

G макс – максимальный часовой расход горячей воды, кг/ч. Максимальный часовой расход горячей воды, G макс,с учетом вероятности использования водоразборных приборов, должен определяться по формуле

G макс = 18 * g * К и * α ч * 10 3 , кг/ч

g – норма расхода горячей воды, л/с водоразборными приборами. В нашем случае: для умывальника g у = 0,07 л/с; для мойки g м = 0,14 л/с; для душа g д = 0,1 л/с; для ванны g в = 0,2 л/с. Выбираем большее значение, то есть g = g в = 0,2 л/с; К и – безразмерный коэффициент использования водоразборного прибора за 1 ч наибольшего водопотребления. Для ванны, имеющей характерный (наибольший) расход горячей воды g х = 200л/ч, данный коэффициент будет равен К и = 0,28; α ч – безразмерная величина, определяемая в зависимости от общего числа N водоразборных приборов и вероятности использования их Р ч за 1 ч наибольшего водопотребления. В свою очередь, вероятность использования водоразборных приборов можно определить по формуле

Р ч = g и.ч * U / 3600 * К и * g * N

g и.ч – норма расхода горячей воды в час наибольшего водопотребления, л/ч. Она принимается по таблице 1, g и.ч = 10л/ч; N – общее число водоразборных приборов установленных в доме, N = 4.

Р ч = 10 * 4 / 3600 * 0,28 * 0,2 * 4 = 0,0496. При Р ч < 0,1 и любом N по таблице (N * Р ч = 0,198) определяем α ч = 0,44

G макс = 18 * 0,2 * 0,28 * 0,44 * 10 3 = 444 кг/ч или 7,4 л/мин.

Q г.в макс = 444 * 1 * (55 – 5) = 22200 ккал/ч или 25,8 кВт

Нет, ни желаемой температуры, ни должного расхода горячей воды – дискомфорт

Как видите, дорогие друзья, расход воды и соответственно тепла увеличился примерно в 10 раз. Кроме того расход тепла на горячее водоснабжение (25,8 кВт) в 2 раза больше суммарного расхода тепла на отопление и вентиляцию дома (11,85 + 1,46 = 13,31 кВт). Если эти данные предъявить «Заказчику», то у него волосы встанут дыбом и он потребует что бы ему объяснили – в чем тут дело? Вот давайте и поможем ему. Нижеприведенные таблицы 2 и 3 помогут нам в этом. А сейчас давайте обратимся к таблице 2 и посчитаем часовой наибольший расход воды при загрузке всех водопотребителей одновременно. Сложив все характерные расходы, мы получим 530 л/ч. Как видим, суммарный характерный расход получился больше расчетного (444л/ч) на 86 л/ч. И это не удивительно, поскольку вероятность того, что все водоразборные приборы будут работать одновременно очень мала. У нас и так величина обеспечения потребности в горячей воде от максимума составляет 84%. В реальности эта величина равна еще меньше – порядка 50%. Давайте попробуем получить реальную величину, для этого используем таблицу 3. Не забываем, что нормы расхода горячей воды разработаны для потребителей при t г.ср = 55 о С, мы же по таблице будем находить расходы при t г.ср = 40 о С.

Минимальный суммарный расход горячей воды, при усредненной температуре воды равной t г.в = 40 о С и одновременном действии всех водозаборных приборах с обеспеченностью данного расхода в 84%, будет равен G мин =[ (5 * 1,5) + (20 * 5) + (30 * 6) +(120 * 10) ] * 0,84 = 342,3 л/ч (239,6 л/ч при t г.в = 55 о С)

Максимальный суммарный расход горячей воды, при усредненной температуре воды равной 40 о С и одновременном действии всех водозаборных приборах с обеспеченностью данного расхода в 84%, будет равен G макс = [ (15 * 3) + (30 * 5) + (90 * 6) +(200 * 15) ] * 0,84 = 869,4 л/ч (608,6 л/ч при t г.в = 55 о С)

Средний расход при при t г.в = 55 о С будет равен G сред = (G мин + G макс)/2 = (239,6 + 608,6)/2 = 424,1 л./ч. Вот мы и получили то, что искали – 424,1 л/ч вместо 444 л/ч по расчету.

Нормы расхода горячей воды водоразборными приборами (глава СНиП 2-34-76)

Таблица 2

Нормы потребления горячей воды для различных водозаборных приборов

Таблица 3

Таким образом, при расчете горячего водоснабжения в обязательном порядке нужно учитывать такие нюансы: количество жильцов; частота пользования ванной, душем; количество санузлов, где используется горячая вода; технические характеристики сантехнических элементов (например, объем ванной); ожидаемую температуру нагретой воды, а также вероятность использования водоразборных приборов одновременно. В следующих постах мы с вами подробно рассмотрим три общепринятых системы горячего водоснабжения. В зависимости от способа нагрева воды эти системы, для частного загородного дома, подразделяют: ГВС с накопительным водонагревателем (бойлером); ГВС с проточным водонагревателем; ГВС с двухконтурным котлом.

А я по твоему, что делаю?!!!

Полученные величины расхода воды и тепла на нужды ГВС – G макс = 444 кг/ч или 7,4 л/мин и Q г.в макс = 22200 ккал/ч или 25,8 кВт мы и принимаем, с последующим уточнением, при выборе источника тепла. Сегодня мы с вами выполнили 4-ый пункт нашего плана по дома – произвели расчет часового максимального расхода горячей воды для частного дома. Кто еще не присоединился, присоединяйтесь!

С уважением, Григорий