(485932745) Partea Scrisa Retele

Universitatea Politehnica TimioaraFacultatea de Construcii

PROIECT REELETERMICE

Coordonator: Student:

Dr. Ing. Cristian PCURAR Maximovici Simona

2014 2015

1. Foaie de capt

Proiect nr.: 1/2015

Denumire proiect: Reeaua termica a unei localitati

Beneficiar: Universitatea Politehnica Timioara

Proiectant: Maximovici Simona

Faza: P.Th.

2.Borderou

A. Parte scris1. Foaie de capt

2. Borderou

3. Tem de proiectare

4. Memoriu tehnic justificativ

5. Breviar de calcul

5.1 Calculul simplificat al necesarului de cldur

5.2 Calculul hidraulic al conductelor

5.3 Calculul de echilibrare hidraulic

5.4 Calculul termic al conductelor

5.5 Calculul mecanic al conductelor

B. Parte desenat1. Plan de situaie 1:5000

2. Graficul piezometric al reelei3.Profil longitudinal 4.Detalii de montaj,sprijin,izolatie pentru elemente utilizate

3. Tem de proiectareS se dimensioneze o reea de ap fierbinte 150/70 C ce alimenteaz un

numr de 10 puncte termice din cadrul unei localiti urbane situat n zona climatic II.

Reeaua termic este tip ramificat, pozat n 2 variante: suprateran si subteran

(n canale termice i direct n sol, conducte preizolate).

Lungimea reelei de termoficare de la cel mai ndepartat punct termic pan la

CET este de 2150 m. Denivelrile de teren ntre punctul cel mai de jos i punctul cel

mai nalt 5 m.

Cldirile racordate la reeaua de termoficare sunt:

1. Cldiri de locuitTip cldire L [m] l [m] H [m] Numr

CL1 15 10 4 15

CL2 30 12 12 16

CL3 20 15 20 17

CL4 50 60 15 18

2. Cldiri social culturaleTip cldire L [m] l [m] H [m] Numr

CSC1 35 30 15 6

CSC2 60 55 32 1

CSC3 80 70 20 3

3. Cldiri industriale

Tip cldire L [m] l [m] H [m] Numr

CI1 80 60 6 2

CI2 60 70 8 3

CI3 70 50 12 1

4. Memoriu tehnic justificativ

Conform temei de proiectare, n cadrul prezentei documentaii s-a realizat

proiectarea reelei de termoficare cu ap fiebinte (supraincalzit) 150/70 C prin

intermediul creia se asigur alimentarea cu energie termic necesar nclzirii

cldirilor situate n oraul Timioara pentru care se cunoaste planul de situaie redat n

plansa.

Destinaiile i dimensiunile cldirilor sunt date n tema de proiectare.

Calculul necesarului de cldur s-a efectuat prin metoda caracteristicii termice a

cldirii i prin metoda de calcul pe conturul exterior, n calculele ulterioare

considerndu-se valoarea cea mai mare.

Temperatura interioar de calcul s-a ales conform STAS 1907/2, iar

temperatura exterioar de calcul pentru Timioara este de -15C conform STAS

1907/1. Caracteristica termic a cldirii s-a ales din tabele funcie de destinatia cldirii

i volumul construit.

Calculul necesarului de cldur pentru ventilare s-a efectuat prin metoda

caracteristicii de ventilare i prin metoda numrului de schimburi orare, n calculele

ulterioare s-a luat valoarea cea mai mare.

Calculul necesarului de cldur pentru ACM s-a efectuat utiliznd indice al

consumului de cldur, funcie de destinaia cldirii i apreciind numrul de ocupani ai

cldirii.

5. Breviar de calcul

5.1 Calculul necesarului de cldur

Necesarul de caldura al unui obiectiv sau a unei zone construite cu cladiri de

locuit, cladiri social-culturale, administrative sau industriale, cuprinde:

Necesarul de caldura pentru incalzire

Necesarul de caldura pentru ventilatii

Necesarul de caldura pentru prepararea apei calde menajere

Pierderi pe reteaua de transport

5.1.1 Necesarul de cldur pentru nclzireCalculul simplificat al necesarului de cldur pentru ncalzire se face pe baza

unor date estimative referitoare la perspectiva dezvoltrii n timp a unei zone de

locuine sau a unei zone industriale, numrul de locuitori n perspectiva, numrul de

apartamente, obiectivele social-culturale sau industriale ce urmeaza a fi realizate.

5.1.1.1 Metoda caracteristicii termice a cldirii

Estimarea pierderilor de cldur prin elementele de construcii se bazeaz perelatia:

Unde:

Qi

xi

Ve

(ti

t e ) a [kW]

Qi

necesarul de cldur datorat pierderilor prin elementele de construcie [kW]

x caracteristica temic a cldirii [W/moC]

Ve

volumul exterior construit [m]

ti

temperatura interioar [C] conform STAS 1907/2-80

te

temperatura exterioar conventional de calcul [C] conform STAS 1907/1

a coeficient de corecie care ine seama de variatia lui xi cu temperatura exterioar

i este dat n tabelul de mai jos:

te [C] -12 -15 -18

a 1,35 1,29 1,21

Neetaneitile ferestrelor i uilor exterioare determin aparitia unei ventilaii

naturale prin presiunea termic sau presiunea vntului, cu ptrunderea aerului rece

exterior n interiorul spaiilor de nclzit, ceea ce conduce la un consum suplimentar de

cldur pentru ncalzirea acestui aer:

Unde:

Qvn

f Qi W

Qvn

necesarul de cldur pentru ncalzirea aerului rece infiltrat din exterior [W]

Qi

necesarul de cldur datorat pierderilor de elemente de construcii [W]

f coeficient de corecie care ine seama de temperatura exterioar i este dat n

tabelul de mai jos:

te [C] +10...0 0...-5 -5...-10 -10...-15 -15...-20

f 0,22-020 0,20-0,15 0,15-0,10 0,10-0,07 0,07-0,05

Necesarul total pentru nclzire este:Q

it

Qi

Qvn

W

Unde:Qit

Qi

necesarul de cldur total pentru nclzire [W]

necesarul de cldur datorat pierderilor prin elementele de construcii [W]

Qvn

necesarul de cldur pentru ncalziera aerului rece infiltrat din exterior [W]

5.1.1.2 Metoda de calcul pe conturul exterior al cldiriiMetoda const ntr-un calcul aproximativ al transferului de cldur pe conturul

exterior al unei cldiri, indiferent de destinaie, inndu-se cont de raportul suprafee

pline (zidite) suprafee vitrate (ferestre, luminatoare, ui exterioare).

Unde:

SE

S p

S m2

SE

supafaa exterioar a cldirii, inclusiv acoperiul sau terasa [m]

S p

suprafata plin [m]

Sv

suprafata vitrat [m]

Se poate aprecia:pentru hale indstriale: Sv

0,1 0,3 SE

pentru locuine: Sv 0,1

0,2 SEpentu cldiri social-culturale i administrative: S

v 0,20,4 S

E

Unde:

Qpp

S p

(ti

te ) K

p W

Qpp

S p

pierderile de cldur prin suprafee pline [W]

suprafata plin [m]

ti

temperatura interioar [C] conform STAS 1907/2-80te


K p

coeficient gobal de tansfer de cldur prin suprafee pline W , funcie dem3 Cstarea vremii

Unde:

Qpv

Sv

(ti

te ) K

v W

Qpv

pierderile de cldur prin spaii vitrate [W]

Sv

suprafata vitrat [m]

ti

temperatura interioar [C] conform STAS 1907/2-80te


KV

coeficient global de transfer de cldur prin suprafete vitrate W m3 C

, funcie de

starea vremiiCoeficient t

e fr vnt i

clim uscat

te

- 5C cu

vnt i ploaie

Valori

STAS

K p

0,79 1,70 1,50...1,98

KV

3,82 8,26 3,25...5,23

Necesarul total de cldur pentru ncalzire devine:

Unde:

QIT

1,2 Qpp

Qpv

W

QIT

Qpp

Qpv

necesarul de cldur total pentru nclzire [W]

pierderile de cldur prin suprafee pline [W]

pierderile de cldur prin suprafee vitrate [W]

5.1.2 Necesar de cldur pentru ventilarea cldirilorNecesarul de cldur pentru ventilare reprezint cantitatea de cldur necesar

nclzirii aerului proaspt introdus printr-un sistem de ventilare ntr-o cldire social-

cultural, administrativ sau industrial cu scopul de a evacua nocivitile (gaze,

vapori, praf etc) i de a mentine o temperatur interior cat mai constant.

5.1.2.1 Metoda de calcul dupa numrul de schimburi orare

Se utilizeaz relatia:

Unde:

L debitul de aer ventilat m

3

h

L n m3 h

n numrul de schimburi orareschimburi hV

i

volumul interior al spatiului ventilat m

Valorile numrului de schimburi orare se aleg n funcie de procesul tehnologic i

destintia obiectului ventilat astfel:

n 3 4 schimburi h

n 5 8 schimburi h

la cldiri social culturale i industrii slab poluante

la industrii poluante

Necesarul de cldur pentru ncalzirea aerului proaspt:

Unde

Q 1

Lv 3,6c

p t W

Qv

necesarul de cldur pentru ventilare [W]

L debitul de aer ventilatm

3

h

- densitatea medie a aerului; 1,2 kg m3

cp

cldura specific a aerului; c p

1 kJ kg C

t - diferena de temperatur a aerului nainte i dupa ncalzire [C]

a) pentru industrii poluante (n5 schimburi/h), ventilarea se realizeaz fr

recircularea aerului, ntreg debitul de aer fiind preluat din exterior:t

te

ti

C

ti

temperatura interioar [C] conform STAS 1907/2-80

te


b) pentru industrii nepoluante (n

te


5.1.3 Necesarul de cldur pentru prepararea apei calde menajereDebitul de apa calda menajer se determin n funcie de natura

consumatorului, posibilitatile acestuia de acumulare, durata de utilizare etc.

1

Unde:

Qac

3,6G

ac

c (tac

tar

) W

Qac

Gac

necesarul de cldur pentru prepararea apei calde menajere [W]

debitul de apa [kg/h]

c cldura specific a apei;

c 4,18 kJ kg Ct

ac temperatura apei calde; t

ac

60 Ct

ar

temperatura apei reci; t ar

10...15 C

Pentru a tine seama i de neuniformitatea consumatorilor se utilizeaza relatia:

Q c

NQ a c

W

Unde:

ac 2 2,5Q

acnecesarul de cldur pentru prepararea apei calde menajere [W]

c - indicele consumului de cldur [W/loc]

N numrul de persoane luat n calcul

5.1.4 Necesarul total de cldurNecesarul total de cldur produs de ctre centralele termice i transportat prin

intermediul agenilor termici la consumatori prin reelele de termoficare este dat de

relatia:

Unde:

Qretea

Qi

Qv

Qac

Q W

Qretea

necesarul total de cldur transportat prin reeaua de termoficare [W]

Qi

- necesarul termic pentru nclzire [W]

Qv

necesarul termic pentru ventilare [W]

Q pierderile de cldur pe lungimea reelelor de transport [W]

Iniial se apreciaz pierderile de cldur de-a lungul reelei de transport la 2...5%

din Qretea

urmnd ca ulterior s se verifice aceast valoare dup efectuarea calculelor

pentru determinarea grosimii optime a izolaiei termice.

5.2 Calculul hidraulic i graficul piezometric al reelei de

termoficare

5.2.1 Calculul hidraulicPrin calculul hidraulic se determin diametrele reelei de termoficare i pierderile

de presiune pe retea, pe baza carora se ridica graficul piezometric al reelei. Graficul

piezometric sau graficul presiunilor reprezinta repartitia presiunilor de-a lungul reelei

de termoficare, putndu-se uor determina presiunea disponibil n fiecare punct de

racordare.

Etapele desfsurarii calculului sunt:

a. Trasarea reelei de termoficare i amplasarea punctelor temice pe planul pe

care sunt reprezentai la scar toi consumatorii n zona. Se tine cont de

posibilitile de amplasare i de gospodria subteran existent n zon,

lundu-se n considerare att aspectul tehnic (distantele minime ce trebuie

respectate fat de celelalte reele subterane conform Normativului PE 207-

80), ct i aspectul economic (cheltuielile de investitie i de ntreinere a

reelei).

b. Numerotarea tronsoanelor (poriuni de reea de diametru i debit constante),

stabilirea lungimilor i a debitelor de agent termic transportat pe fiecare

tronson al reelei magistrale i al ramificaiilor.

G 3,6 Q

kg hc t

Unde:

G debitul de calcul al tronsonului respectiv [kg/h]

Q sarcina termic transportat [W]

c cldura specific a apei;

c 4,18 kJ kg Ct - ecartul de temperatur al agentului termict t

turt

retur150 70 80 C

Determinarea lungimii echivalente a tronsoanelor prin care se tine seama de pierderile

locale de presiune. Se estimeaza lungimile echivalente ca un procent din lungimile

reale dupa cum urmeaza:

25% pentru reeaua magistral

30% pentru ramificaiile punctelor termice

c. Se determin diametrul tronsoanelor ncepnd de la ultimul punct termic spre

CET pentru rugoziti ale conductelor k=0,2 mm i viteze cuprinse n intervalul

v=0,5...0,2 m/s

Observaii:

Vitezele de curgere ale agentului termic trebuie s fie cresctoare ncepnd

cu ultimul tronson spre sursa de alimentare.

Pierderile specifice de presiune se pot adopta astfel:

o Pentru conducte magistrale: 30...50 Pa/mo Pentru conducte de ramificaie la punctele termice: 80...150 Pa/m

Calculul se face tabelar incluznd reeaua principal i toate racordurile la

punctele termice.

5.2.2 Graficul piezometric al reeleiEste reprezentarea grafic a presiunilor din conductele tur i retur ale reelei de

termoficare n regimul dinamic de funcionare. Transpunerea grafic a valorilor de

calcul se face la o scar convenabil la care se figureaz lungimea real a traseului i

pierderile de presiune de-a lungul conductelor. Se poate determia astfel cu usurina

presiunea disponibil n fiecare punct de racord.

Se traseaz nivelul static realizat de pompa de adaos, tinand cont de nalimeaconsumatorilor i de denivelarile terenului.

Presiunea statica maxim pe care o poate suporta instalaia este funcie de componentele acesteia. Astfel, instalaiile de nclzire cu corpuri statice, admit o presiune de utilizare maxima de 40...45 mH2O, iar registrele sau corpurile sudate accept presiuni mai mari. Daca presiunea disponibila n punctul de racord este maimica decat presiunea maxima admisibila, consumatorul poate fi racordat direct la reeaua de termoficare; n caz contrar, racordarea se face indirect, prin intermediul schimbatoarelor de cldur.

Pierderea de presiune proprie a CET este de 40 m H2O, iar a unui punct termic

este de 5 mH2O

5.3 Calculul de echilibrare hidraulica

Echilibrarea hidraulic a consumatorilor se face prin diagrame de laminare

atunci cand presiunea disponibil n punctul de racord al punctului termic este mai

mare decat pierderea de presiune pe ramificatie (tur-retur), la care se adaug

pierderea de presiune proprie a punctului termic.

Relaia de calcul este:

d k G

mmH exc

Unde:

d diametrul orificiului de laminare al diagramei [mm]

G debitul de agent termic pe tronsonul considerat [t/h]H

exc presiunea excedentara ce trebuie laminat prin diafragm mH

2

O

Se apreciaz iniial: dD n

mm5D

n

diametrul nominal al conductei pe care se prevede diafragma [mm]

Unde:

k 10,5 1,3 s d

s grosimea diafragmei mm; s=3...5 [mm]

d diametrul orificiului de laminare al diafragmei [mm]

5.4 Calculul termic al conductelor

Transportul cldurii prin reelele termice este nsotit, inevitabil, de pierderi de

cldur care se ralizeaz prin schimb de cldur cu mediul ambiant. n funcie de

modul de amplasare a reelelor, respectiv:

suprateran pe elemente de susinere din beton armat

subteran n conducte termice

conducte preizolate ingropate direct n pmnt

pierderile de cldur pot fi micsorate prin izolaii termice adecvate.

5.4.1 Calculul conductelor amplasate aerian

Fluxul termic unitar liniar se determin cu relaia:q

l

ql 1 1

tR

l R

liR

lp

t f

1

t f

t0

Rliz

t 0

Rlsp

W mRle

1W / m1

d ln

e d ln

iz d ln

e

Unde:

d i i

2p

d i

2iz

d e

2sp

d iz

d e e

ql

fluxul termic unitar liniar [W/m]

t - diferena de temperatur ntre agentul termic i mediul ambiant [C]Rl

t f

t0

Rli

rezistena termic total ntre interior i exterior [m/WC]

temperatura fluidului [C]

temperatura mediului ambiant [C]

rezistena termic prin convecie ntre agentul termic i peretele interior al

conductei [m/WC]Rlp

Rliz

Rlsp

rezistena termic prin conductie prin pertele conductei [m/WC]

rezistena termic prin conductie prin stratul izolator [m/WC]

rezistena termic prin conductie prin stratul de protecie al izolaiei [m/WC]

Rle

rezistena termic prin convecie de la protecia exterioar la aerul nconjurtor

[m/WC]

i - coeficient de convecie ntre agentul termic i peretele interior al conductei

[W/mC]

e - coeficient de convecie ntre stratul de protectie exterioar i aerul nconjurtor

[W/mC]

p conductivitatea termic a pretelui conductei [W/mC]

iz conductivitata termic a stratului izolator [W/mC]

sp

conductivitatea termic a stratului de protecie a izolaiei [W/mC]

di

de

diz

diametrul interior al conductei [mm]

diametrul exterior al conductei [mm]

diametul izolaiei termice [mm]

iz grosimea izolaiei [mm]

Grosimea izolaiei se poate determina cu relatia:d iz d e

mmiz 2

Coeficientul de convecie i

ntre fluidul termic i peretele interior al conductei

se stabilete cu relaii criteriale empirice n funcie de natura fluidului, regimul de

curgere, condiiile geometrice specifice.

Valorile orientative sunt:

i =10...300 pentru gaze i abur supranclzit de joas presiune

i =1500...5000 pentru abur supranclzit de nalt presiune

i =6000...10000 pentru ap calda i ferbinte

Coeficientul de convecie e

ntre stratul exterior de protecie al izolaiei termice

i mediul ambiant se poate adopta astfel:

e =7...8 pentru suprafee orizontale cu circulaie ascendent

e =5...6 pentru suprafee orizontale cu circulatie descendent

Conductivitatea termic a stratului de protectie al izolaiei, n funcie de

materialul utilizat are valorile:sp

1 W / m C

- pentru tabl

sp 0,2...0,3 w / m

C- pentru carton bituminat

Conductivitatea termic a stratului izolant se exprima printr-o relatie analitic de

forma:

Unde:

iz a b t

m

a, b

constante ce depind de natura materialului utilizat ca izolator

tm

temperatura medie a statului izolat [C]

Pierderea de cldur totala a unei conducte este dat de relatia:

Unde:

Qt

ql

Le

ql

( K L

1) W

Qt

pierderea de cldur totala a unei conducte [W]

ql

fluxul termic unitar liniar [W/m]L

e

lungimea echivalent a conductei [m]

K coeficient de majorare a pierderilor de cldur prin elementele de susinere a

conductei

L lungimea geometrica a conductei [m]

l lungimea ce echivaleaza pierderile de cldur prin armturi i mbinri neizolate

[m]

K=1,25 pentru conducte n aer liber

l=4,5m pentru d=100mm

l=6,0m pentru d=500mm

5.4.2 Calculul conductelor amplasate subteran5.4.2.1 Conducte amplasate n canal termic

Rezistena izolaiei termice se determin cu relatia:Rliz 1 ln

d iz m / W C

Unde:

2 iz

de

iz

- conductivitatea termic a stratului izolator [W/mC]

diz

- diametrul izolaiei termice [mm]

de

- diametrul exterior al conductei [mm]

Rezistena stratului protector al izolaiei:Rlsp 1 ln

d c m / W C

Unde:

2 sp

diz

sp

- conductivitatea termic a stratului de protecie a izolaiei [W/mC]

diz

dc

- diametrul izolaiei termice [mm]

- diametrul exterior al proteciei [mm]W/mC

Rezistena exterioar a conductei

Unde:

Rle

1

e d

e

m / W C

e

- coeficient de convecie ntre stratul de proteie exterioar i aerul nconjurtor

de

- diametrul exterior al proteciei [mm]

Rezistena interioar a canalului termiccanli

1 m / W C

Unde:i

Dei

i

- coeficient de convecie ntre agentul termic i peretele interior al conductei

Dei

Dee

- diametrul echivalent interior

- diametrul echivalent exterior

Diametrul echivalent: De

4 S P

S aria seciunii transversale strabatut de fluid

P - perimetrul udat de fluid

Rezistena peretelui canalului termic:canlp 1 2

canln

Dee

Dei

m / W C

can =1,28 W/mC pentru canal din beton

can =1,55 W/mC pentru canal din beton armat

can =1,77 W/mC pentru canal din zidrie de caramid

Rezistena solului pentru conduta n canalul termic:Rlsol 1 ln

4 hm / W

C daca h

22

sol

Dee

Dee

sol =1,2 W/mC pentru soluri putin umede

sol =1,8...2,3 W/mC pentru soluri umde

Admitnd pierderile specifice de cldur date n tabele, temperatura din canalul

termic se ralizeaz cu relati:

tsol

tsol=5 [C]t

cant

solK (q

l1q

l 2 ) canli Rlsol

) C

K coeficient de majorare a pierderilor de cldur prin elementele de susinere a

conductei

K=1,15 pentru reele magistrale pozate n canal termic

Pierderile de cldur specifice sunt date de:(t t )

ql1 f 1 ca n

W / mRliz

Rle1

(t t )ql 2

f 2 ca n

W / mRliz

Rle 2

Pierderea totala de cldur este data de relatia:Qt

L1

lungimea conductei pe tur

L2

lungimea conductei pe retur

ql1

L1

ql 2

L2

W

5.4.2.2 Condute preizolate ngropate direct n pmnt

Rezistena solului pentru conducta ngropat direct n pmnt este:Rlsol 1 ln

4 h m /W C2

sol

de

Perderile de cldur spcifice sunt date de:(t t ) R R (t t ) R

q f 1 so l liz 2 lso l 2 f 2 so l l 1, 2 W ml1 (R

liz1

Rlsol1

) ( Rliz 2

Rlsol 2

)2

/l1, 2

(t t ) R R (t t ) Rq f 2 so l liz 2 lso l 2 f 2 so l l 1, 2 W ml 2 (R

liz1

Rlsol1

) ( Rliz 2

Rlsol 2

)2

/l1,2

Pierderea totala de cldur este dat de relatia:Qt

ql1

L1

ql 2

L2

W

L1

lungimea conductei pe tur

L2

lungimea conductei pe retur

5.5 Calculul mecanic al conductelor

Prin calculul mecanic se determin numrul necesar de puncte fixe, mobile,

distanele dintre acestea i modul de preluare al dilatrilor.

Dilatarea conductei se calculeaz cu formula:

Unde:

l L t mm

- coeficient de dilatare termic liniara a materialului conductei

L - lungimea conductei mm

t - diferena de temperatur la care este supus conducta

Distanta dintre reazemele mobile se determina cu urmatoarea relatie:

Unde:

l 0,0165 a E I gt

[m]

a- panta de montaj a conductei [mm/m]

E- modulul de elasticitate [daN/cm2]

I - momentul de inertie al sectiunii [cm4]

gt- greutatea totala proprie a conductei [daN/m]

Autocompensarea se realizeaza la conducte sub trasee L i Z. Lungimea braului H

care compenseaz alungirea l este :

Unde:

H (0,063...0,071) De l [m]

De este diametrul exterior conductei, n [mm]

l este alungirea conductei datorat dilataiei termice

Documents

(485932745) Partea Scrisa Retele