Расчет тепловой мощности котельной — расчет блочно-модульной котельной по площади и объему здания
Блочно-модульные котельные — это мобильные котельные установки, предназначенные для обеспечения теплом и горячей водой объектов как жилых, так и производственных назначений. Все оборудование размещено в одном или нескольких блоках, которые потом стыкуются между собой, устойчиво к пожарам и перепадам температуры. Перед тем как остановиться на данном типе энергоснабжения, необходимо правильно провести расчёт мощности котельной.
Блочно-модульные котельные разделяются по виду используемого топлива и могут быть твердотопливными, газовыми, жидко-топливными и комбинированными.
Для комфортного проживания дома, в офисе или на производстве в холодное время года нужно озаботиться хорошей и надёжной системой отопления для здания или помещения. Для правильного расчёта тепловой мощности котельной нужно обратить внимание на несколько факторов и параметров здания.
Здания проектируются таким образом, чтобы минимизировать теплопотери. Но с учётом своевременного износа или технологических нарушений в процессе строительства здание может иметь уязвимые места, через которые тепло будет уходить. Для учёта этого параметра в общем расчёте мощности котельной модульного типа нужно либо избавиться от теплопотерь, либо включить их в расчёт.
Для устранения теплопотерь нужно провести специальное исследование, например, с помощью тепловизора. Он покажет все места, через которые утекает тепло, и нуждающиеся в утеплении или заделке. Если же решено было не устранять теплопотери, то при расчёте мощности котельной модульного типа нужно накинуть на получившуюся мощность процентов 10 для покрытия теплопотерь. Также при расчете необходимо учитывать степень утепленности здания и количество и размер окон и больших ворот. Если имеются большие ворота для заезда фур, например, добавляется около 30 % мощности для покрытия теплопотерь.
Расчёт по площади
Самым простым способом узнать необходимое потребление тепла считается расчёт мощности котельной по площади здания. С годами специалисты уже рассчитали стандартные константы для некоторых параметров теплообмена внутри помещения. Так, в среднем для отопления 10 квадратов площади нужно потратить 1 кВт тепловой энергии. Эти цифры будут актуальны для зданий построенных с соблюдением технологий по теплопотерям и высотой потолка не более 2,7 м. Теперь исходя из общей площади здания можно получить необходимую мощность котельной.
Расчёт по объёму
Более точным, нежели предыдущий метод вычисления мощности, считается расчёт мощности котельной по объёму здания. Здесь можно учесть сразу и высоту потолков. Согласно СНиПам, на отопление 1 кубометра в кирпичном здании приходится затратить в среднем 34 Вт. В нашей фирме мы пользуемся различными формулами для расчета необходимой тепловой мощности, учитывающие степень утепленности здания и его месторасположение, а также необходимую температуру внутри здания.
Что ещё необходимо учесть при расчёте?
Для полного расчёта мощности блочно модельной котельной необходимо будет учесть ещё несколько важных факторов. Один из них — это горячее водоснабжение. Для его расчёта необходимо учесть сколько воды будет ежедневно потребляться всеми членами семьи или производством. Таким образом зная количество потребляемой воды, необходимой температуры и учитывая время года, можно рассчитать правильную мощность котельной. В основном принято добавлять к полученной цифре около 20% на нагрев воды.
Очень важным параметром является размещение отапливаемого объекта. Для применения географических данных при расчёте, нужно обратиться к СНиПам, в которых можно обнаружить карту средних температур для летнего и зимнего периодов. В зависимости от размещения нужно применить соответствующий коэффициент. Например, для средней полосы России актуальна цифра 1. А вот северная часть страны имеет уже коэффициент 1,5-2. Так, получив некую цифру при проведении прошлых исследований нужно произвести умножение полученной мощности на коэффициент, в результате станет известна конечная мощность для текущего региона.
Теперь, перед тем, как рассчитать мощность котельной для конкретного дома нужно собрать как можно больше данных. Имеется дом в Сыктывкарской обл., построенный из кирпича, по технологии и соблюдены все меры по избежанию теплопотерь, площадью 100 кв. м. и высотой потолков 3 м. Таким образом полный объем здания составит 300 метров в кубе. Так как дом кирпичный, нужно умножить эту цифру на 34 Вт. Получается 10,2 кВт.
С учётом северного региона, частых ветров и короткого лета, полученную мощность нужно умножить на 2. Теперь получается уже 20,4 кВт нужно затратить для комфортного проживания или работы. При этом необходимо учесть, что какая-то часть мощности пойдёт на нагревание воды, а это как минимум 20%. Но для запаса лучше взять 25% и умножить на текущую необходимую мощность. В результате чего получится цифра 25,5. Но для надёжной и стабильной работы котельной установки нужно ещё взять запас в 10 процентов для того, чтобы ей не приходилось работать на износ в постоянном режиме. Итого получается 28 кВт.
Вот таким не хитрым образом получилась необходимая для отопления и нагрева воды мощность и теперь можно смело выбирать блочно-модульные котельные, мощность которых соответствует полученной цифре в расчётах.
Расчёт тепловой мощности обогревателя для отопления вашего помещения
Примеры расчетов тепловых схем котельных
Примеры расчетов тепловых схем котельных
А. Примеры расчетов тепловых схем котельных
В качестве примера приводится расчет принципиальной тепловой схемы котельной с паровыми котлами (см. рис. 5.5), со следующими исходными данными и условиями эксплуатации.
Котельная предназначена для отпуска пара технологическим потребителям и для подогрева горячей воды для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий. Система теплоснабжения — закрытая. Пар, вырабатываемый в паровых котлах, расходуется на технологические нужды: с параметрами 14 кгс/см 250°С — 10 т/ч с параметрами 6 кгс/см2, 190°С — 103 т/ч; на подогреватели сетевой воды с параметрами 6 кгс/см
Возврат конденсата от технологических потребителей пара 50% и его температура 80°С. Предусматривается непрерывная продувка паровых котлов с использованием отсепарированного пара в деаэраторе питательной воды. По характеру работы котельная является производственной. Отопительная нагрузка невелика, продолжительность стояния минусовых температур: — 30°С — 10ч; — 20°С — 150 ч; — 15°С — 500 ч; -10°С — 1100 ч; — 5°С — 2400 ч и 0°С — 3500 ч при общей длительности отопительного периода в 5424 ч [11].
Примеры расчетов тепловых схем котельных, выполненые для максимально зимнего режима.
Расход пара на подогреватели сетевой воды
где G — расход сетевой воды, т/ч; Qов = 15 Гкал/ч — расход теплоты на отопление, вентиляцию на горячее водоснабжение с учетом потерь по заданию; i
Суммарный расход редуцированного пара для внешних потребителей
Суммарный расход свежего пара на внешних потребителей, т/ч,
где Dт = 10 т/ч — расход свежего пара;
inв — энтальпия питательной воды, ккал/кг; i′poy — энтальпия свежего пара, ккал/кг.
Подставив указанные величины, получим:
Количество воды, впрыскиваемой в пароохладитель РОУ, при получении редуцированного пара для внешних потребителей, определяем по формуле:
При расчете редукционно-охладительной установки потери теплоты в окружающую среду из — за их незначительности не учитываются.
Расход пара на другие нужды котельной предварительно, с последующим уточнением, принимается в размере 5 % внешнего потребления пара:
Суммарная паропроизводительность ко-тельной с учетом потерь, принимаемых равными 3 %, и расхода пара на другие нужды котельной:
Потеря конденсата с учетом 3 % его потерь внутри котельной будет:
Расход химически очищенной воды при величине потерь воды в тепловых сетях 2% общего расхода сетевой воды равен сумме потерь конденсата и количества воды для подпитки тепловых сетей:
Принимая расход воды на собственные нужды водоподготовительной установки равным 25% расхода химически очищенной, получим расход сырой воды:
Расход пара на пароводяной подогреватель сырой воды может быть определен после уточнения температуры сырой воды за охладителем продувочной воды паровых котлов.
Количество воды, поступающей от непрерывной продувки:
где рпр = 3 % — принятый процент продувки котлов, определяемый в зависимости от качества исходной воды и способа химводоподготовки.
Количество пара на выходе из расширителя непрерывной продувки по формуле (5.9)
где х — степень сухости пара, выходящего из расширителя. Количество воды на выходе из расширителя:
Выполненные расчеты позволяют определить температуру сырой воды после охладителя продувочной воды:
где iохл =50 ккал/кг — энтальпия продувочной воды после охладителя.
Расход пара на пароводяной подогреватель сырой воды определяется по формуле (5.14):
Подогрев химически очищенной воды производится: в водяном теплообменнике до деаэратора подпиточной воды за счет охлаждения воды от 104°С до 70°С; в пароводяном подогревателе до деаэратора питательной воды за счет теплоты редуцированного пара.
Подогрев химически очищенной воды в охладителях выпара из деаэраторов в данном случае незначителен и не учитывается, так как практически не сказывается на точности расчета схемы. Температура воды, поступающей в деаэратор за теплообменником для охлаждения подпиточной воды, определяется из уравнения теплового баланса теплообменника:
где t′хов = 18 °С — температура воды после ВПУ; Gподп = 188*0,02 = 3,8 т/ч — расход подпиточной воды; Gподп/хов = 3,5 т/ч — предварительно принятый расход химически очищенной воды, поступающей в деаэратор для подпитки тепловых сетей.
Расход пара на деаэратор подпиточной воды:
С учетом количества пара, идущего на подогрев воды, фактический расход химически очищенной воды, поступающей в деаэратор для подпиточной воды, будет:
что мало отличается от предварительно принятой величины в 3,5 т/ч.
Расход пара на пароводяной подогреватель химически очищенной воды, поступающей в деаэратор питательной воды, определен аналогично предыдущему:
где Gпит/хов = Gк.noт = 60,9 т/ч — расход химически очищенной воды, идущей в подогреватель; i’xов — энтальпия воды после подогревателя, ккал/кг; iхов — энтальпия воды перед подогревателем, ккал/кг.
Суммарное количество воды и пара, поступающее в деаэратор для питательной воды, за вычетом греющего пара,
средняя температура будет равна:
Эти расчеты позволяют определить расход пара на деаэратор питательной воды:
Тогда суммарный расход редуцированного пара внутри котельной для собственных нужд:
Паропроизводительность котельной с учетом внутренних потерь:
Расхождение с величиной D, принятой в предварительном подсчете, равно 7,3 т/ч, что составляет 4,8 %, поэтому следует уточнить расчет, принимая увеличенный расход пар. на собственные нужды котельной.
Уточненный расход пара:
Расчет тепловой схемы котельной для других режимов производится аналогично рассмотренному. Для установки в котельной, с учетом коэффициента совпадения максимумов потребностей пара К = 0,95 — 0,98, принимаются три паровых котла паропроизводительностью по 50 т/ч со следующими параметрами: давление 14 кгс/см2, температура 250°С. Такие котлы выпускает Белгородский завод «Энергомаш».
Б. Примеры расчетов тепловых схем котельных для закрытой системы теплоснабжения.
Примеры расчетов тепловых схем котельных выполняются для приведенной на рис. 5.7 принципиальной тепловой схемы котельной. Котельная предназначена для снабжения горячей водой жилых и общественных зданий для нужд отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Тепловые нагрузки котельной с учетом потерь в наружных сетях при максимально зимнем режиме следующие: на отопление и вентиляцию 45 Гкал/ч; на горячее водоснабжение 15 Гкал/ч. Тепловые сети работают по температурному графику 150 — 70°С. Для горячего водоснабжения принята смешанная схема подогрева воды у абонентов. Расчетн
kotel-kv.com
| № п/п | Показатели | Формула и расчет |
| 1 | 2 | 3 |
| 1 | Расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления | Т(Р.О)= -26 |
| 2 | Расчетная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции | Т(Р.В)= -26 |
| 3 | Средняя температура наружного воздуха за отопительный период | Т(СР.О)= -2,4 |
| 4 | Расчетная усредненная температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий | Т(ВН.)=20,0 |
| 5 | Продолжительность отопительного периода | П(О)=215 сут |
| 6 | Количество часов работы систем отопления в году | Z(О)=5160 ч |
| 7 | Количество часов работы систем вентиляции в году | Z(В)=0 ч |
| 8 | Количество часов работы систем горячего водоснабжения в году | Z(Г.В)=2800 ч |
| 9 | Количество часов работы технологического оборудования в году | Z(В)=0 ч |
| 10 | Коэфф. одновременности действия и использ. максим . техлогическ. нагрузки | K(T)=0,0 ч |
| 11 | Коэфф. рабочих дней | КRD=5,0 |
| 12 | Среднечасовой расход тепла на отопление | Q(О.СР)= Q(O)*[Т(ВН)-T(CР.O)]/ [Т(ВH)-Т(Р.О))= 1,340* [(20,0)-(-2,4)]/ [(20,0)-(-26,0)]= 0,653 Гкал/ч |
| 13 | Среднечасовой расход тепла на вентиляцию | Q(B.СР)= Q(B)*[Т(ВН)-T(CР.O)]/ [Т(ВH)-Т(Р.B))= 0,000* [(18,0)-(-2,4)]/ [(18,0)-(-26,0)]= 0,000 Гкал/ч |
| 14 | Среднечасовой расход тепла на горячее на горячее водоснабж за отопит. период | Q(Г.В.СР)= Q(Г.В)/2,2=0,350/2,2=0,159 Гкал/ч |
| 15 | Среднечасовой расход тепла на горячее водоснабж в летний период | Q(Г.В.СР.Л)= (Г.В.СР)*[(55-1 5)/(55-5)]*0,8= 0,159*[(55-15)/(55-5)]*0,8=0,102 Гкал/ч |
| 16 | Среднечасовой расход тепла на технологию в году | Q(ТЕХ.СР)= Q(Т)* К(Т)=0,000*0,0=0,000 Гкал/ч |
| 17 | Годовая потребность в тепле на отопление | Q(O.ГOД)=24* П(О)* Q(О.СР)=24*215*0,653=3367,01 Гкал |
| 18 | Годовая потребность в тепле на вентиляцию | Q(В.ГОД)= Z(В)* Q(В.СР)=0,0*0,0=0,00 Гкал |
| 19 | Годовая потребность в тепле на водоснабжение | Q(Г.В.ГОД)(24* П(О)* Q(Г.В.СР)+24* Q(Г.В.СР.Л)*[350-П(О)])* КRD= (24* 215*0,150 +24* 0,096 *(350-215))* 7/7=1080,43 Гкал |
| 20 | Годовая потребность в тепле на технологию | Q(Т.ГОД)= Q(ТЕХ.CР)* Z(Т)=0,000*0=0,000 Гкал |
| 21 | Общая годовая потребность в тепле | Q(ГОД)= Q(О.ГОД)+ Q(В.ГОД)+ Q(Г.В.ГОД)+ Q(Т.ГОД)= 3367,01 + 0,000+1080,43+0,000=4447,44 Гкал |
| ВСЕГО на существующие здания: | ||
| Годовая потребность в тепле на Отопление Вентиляцию Горячее водоснабжение Технология Потери в т/с Собственные нужды котельной | Q(О.ГОД)= 3367,01 Гкал Q(В.ГОД)= 0,000 Гкал Q(Г.В.ГОД)= 1080,43 Гкал Q(Т.ГОД)= 0,000 Гкал РОТЕР= 0,000 Гкал SОВS= 0,000 Гкал | |
| ИТОГО: | Q(ГОД)=4447,44 Гкал | |
| Удельный расход условного топлива | В= 142,8*100/90=158.667 КГ.У.Т./Гкал | |
| Годовой расход условного топлива на теплоснабжение существующих зданий | В=705,662 Т.У.Т | |
www.kotel-modul.ru
Расчет котельного оборудования — Отопление водоснабжение котельная.
Расчет котельного оборудования.
Комфортный микроклимат в помещениях в большой степени зависит от эффективности системы обогрева. В свою очередь КПД отопления обуславливается параметрами котельной дома или коттеджа. Оборудование данного участка системы обогрева отвечает за выработку тепловой энергии, безопасность и обеспечение циркуляции теплоносителя.
Важность точного расчета
Так как от котельного оборудования зависит эффективность всей системы отопления, требуется самое внимательное отношение к ней. Проектирование котельной следует заказывать в крупной компании, имеющей соответствующую сертификацию. Самодеятельность в данном вопросе может привести к значительному снижению КПД или даже выходу из строя системы обогрева жилища.
Автоматизация котельной
Грамотный расчет котельного оборудования является залогом сбалансированности всех компонентов и слаженности их работы. В результате генератор тепла будет функционировать в оптимальном режиме, что благотворно сказывается на бесперебойности и долговечности его работы. Дополнительным преимуществом станет экономия энергоносителя.
Как рассчитать параметры котельной
Главная задача при расчете котельного оборудования – это определение мощности отопительного котла. Приблизительное значение можно узнать, разделив площадь отапливаемых помещений в квадратных метрах на 10. То есть для коттеджа площадью в 150 кв. м потребуется агрегат мощностью 15 кВт.
Для более точного расчета требуется учесть еще массу деталей, разобраться в которых под силу только специалисту. Необходимо оценить качество утепления стен, пола и крыши. Также следует учесть потребности системы горячего водоснабжения. На микроклимат в доме оказывает влияние количество и величина окон. Все эти факторы необходимо учитывать при проектировании котельной.
Если реализовано водяное отопление закрытого типа, то в котельной дома будет располагаться герметичный расширительный бак. Объем данного приспособления также требуется тщательно рассчитать, так как оно необходимо для компенсации изменения давления в системе с холодным или горячим теплоносителем. От степени соответствия размера бака количеству теплоносителя в системе зависит безопасность работы котельной дома.
Здесь же устанавливается циркуляционный насос, а иногда и группа насосов. Данные агрегаты обеспечивают необходимую скорость движения теплоносителя в системе. Для правильного подбора насосов требуется учесть высоту коттеджа, длину и гидравлическое сопротивление контуров разводки, параметры отопительных приборов и еще некоторые нюансы.
Очевидно, что произвести грамотный расчет котельного оборудования под силу только подготовленному специалисту, имеющему опыт в данной сфере.
Надежная строительная компания
ООО «Дизайн Престиж» предлагает качественные услуги в сфере обустройства систем отопления загородных домов и коттеджей. Наши специалисты грамотно и в сжатые сроки выполнят проектирование котельной для любого домостроения с привязкой к определенным условиям и пожеланиям заказчика. Богатый опыт и профессионализм помогают нашим мастерам всегда оказывать качественные услуги.
resant.ru
Тепловой расчет котельных установок
3. Расчетный тепловой баланс и расход топлива
3.1. Расчет потерь теплоты
При работе парового или водогрейного котла вся поступившая в него теплота расходуется на выработку полезной теплоты, содержащейся в паре или горячей воде, и на покрытие различных потерь теплоты. Суммарное количество теплоты, поступившее в котельный агрегат, называют располагае-
мой теплотой и обозначают Q рр . Между теплотой, поступившей в котельный
агрегат и покинувшей его, должно существовать равенство. Теплота, покинувшая котельный агрегат, представляет собой сумму полезной теплоты и потерь теплоты, связанных с технологическим процессом выработки пара или горячей воды. Следовательно, тепловой баланс котла для 1 кг сжигаемого жидкого топлива или 1 м3 газа при нормальных условиях имеет вид
| Q p = Q + Q | 2 | + Q + Q | 4 | + Q , | (3.1) | |
| p | 1 | 3 | 5 |
| ||
где Q р | – располагаемая теплота, кДж/кг или кДж/м3; Q – | полезная теплота, | |||||
р |
|
|
|
|
| 1 |
|
содержащаяся в паре или горячей воды, кДж/кг или кДж/м3; Q2 , Q3 , Q4 , Q5
– потери теплоты с уходящими газами, от химической неполноты сгорания, от механической неполноты сгорания, от наружного охлаждения, кДж/кг или кДж/м3.
Тепловой баланс котла составляется применительно к установившемуся тепловому режиму, а потери теплоты выражаются в процентах располагаемой теплоты:
qi | = | Qi | . | (3.2) |
| ||||
|
| Q р |
| |
|
| р |
| |
Потеря теплоты с уходящими газами ( q2 ) обусловлена тем, что темпе-
ратура продуктов сгорания, покидающих котельный агрегат, значительно выше температуры окружающего атмосферного воздуха. Потеря теплоты с уходящими газами зависит от вида сжигаемого топлива, коэффициента избытка воздуха в уходящих газах, температуры уходящих газов, чистоты наружных и внутренних поверхностей нагрева, температуры воздуха, забираемого дутьевым вентилятором.
Потеря теплоты с уходящими газами определяется по формуле
| = | (I |
| − α |
| I 0 | )(100 − q | 4 | ) |
|
| |||
q2 |
| ух |
|
|
| ух | х.в |
|
| , |
| (3.3) | ||
|
|
|
|
|
| Q р |
|
|
|
| ||||
|
|
|
|
|
|
|
| р |
|
|
|
|
|
|
где I ух – | энтальпия уходящих газов, определяется по табл. 2.5 при соответст- | |||||||||||||
вующих значениях α ух | и выбранной температуре уходящих газов, кДж/кг | |||||||||||||
или кДж/м3; | I хв0 |
| – |
| энтальпия теоретического объема холодного воздуха, оп- | |||||||||
ределяется при t | в | = 30 ° С по формуле (3.4), кДж/кг или кДж/м3; α | ух | – коэф- | ||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||
фициент избытка воздуха в уходящих газах, берется из табл. 2.1 в сечении га-
studfiles.net