Источники и системы теплоснабжения: учебное пособие по курсовому проектированию

 
 
 
 
 
 
 

П. Н. Анисимов 

 
 
 
 

ИСТОЧНИКИ И СИСТЕМЫ  

ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ 

 

Учебное пособие  

по курсовому проектированию 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Йошкар-Ола  

ПГТУ 
2018

УДК 697.3(075.8) 
ББК 31.38я7 

 А 67 

Рецензенты: 

доцент кафедры транспортно-технологических машин Поволжского 

государственного технологического университета  

Н. П. Сютов 

 

начальник цеха тепловых сетей МУП «Йошкар-Олинская ТЭЦ-1» 

Ю. А. Горинов 

 

Печатается по решению  

редакционно-издательского совета ПГТУ 

 

Анисимов, П. Н. 

А 67 
Источники и системы теплоснабжения: учебное пособие по кур-

совому проектированию / П. Н. Анисимов. – Йошкар-Ола: Поволж-
ский государственный технологический университет, 2018. – 88 с. 
ISBN 978-5-8158-1993-1 

 

В учебном пособии представлены необходимые теоретические и спра-

вочные данные, а также методические указания к выполнению курсового 
проекта на тему «Проектирование системы теплоснабжения». Приведены 
методики расчета тепловой нагрузки, регулирования отпуска теплоты, гид-
равлического и теплового расчётов тепловой сети, разработки гидравличе-
ских режимов водяной тепловой сети, выбора котлов, сетевых и подпиточ-
ных насосов источника теплоснабжения.  

Тематика и содержание учебного пособия соответствуют требованиям 

Государственного образовательного стандарта высшего образования по 
направлению подготовки бакалавров 13.03.01 «Теплоэнергетика и тепло-
техника».  

УДК 697.3(075.8) 

ББК 31.38я7 

 

 

ISBN 978-5-8158-1993-1 
© Анисимов П. Н., 2018 
© Поволжский государственный 
технологический университет, 2018 

ОГЛАВЛЕНИЕ 

 
ВВЕДЕНИЕ ............................................................................................. 6 
 
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КУРСОВОМ ПРОЕКТЕ ........................... 8 

1.1. Цель работы .................................................................................. 8 
1.2. Исходные данные ......................................................................... 8 
1.3. Содержание курсового проекта .................................................. 9 
1.4. Состав и объём курсового проекта ........................................... 10 
1.5. Требования к оформлению курсового проекта ....................... 12 
1.6. Исходные данные по вариантам ............................................... 13 

 
2. МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ 
ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ .......................................................................... 17 

2.1. Определение тепловых потоков на отопление,  
вентиляцию и горячее водоснабжение ............................................ 17 

2.1.1. Определение суммарных тепловых потоков на 
отопление, вентиляцию и ГВС .................................................. 17 
2.1.2. Построение графиков часовых расходов теплоты и 
годового графика продолжительности тепловой нагрузки .... 20 

2.2. Регулирование отпуска теплоты ............................................... 25 

2.2.1. Регулирование отпуска теплоты на отопление .............. 25 
2.2.2. Регулирование отпуска теплоты на вентиляцию ........... 33 
2.2.3. Пример расчёта температурного графика  
регулирования отпуска теплоты для закрытой системы 
теплоснабжения .......................................................................... 35 
2.2.4. Построение температурного графика регулирования  
для закрытой системы теплоснабжения ................................... 40 

2.3. Гидравлический расчет тепловых сетей .................................. 41 

2.3.1. Определение расходов сетевой воды .............................. 41 
2.3.2. Методика гидравлического расчета тепловых сетей .... 44 
2.3.3. Пример гидравлического расчета тепловых сетей ........ 49 

2.4. Гидравлические режимы водяных тепловых сетей ................. 52 

2.4.1. Методика построения пьезометрического графика 
тепловой сети .............................................................................. 52 

2.4.2. Пример построения пьезометрических графиков 
тепловой сети для отопительного и неотопительного  
периодов ...................................................................................... 54 

2.5. Тепловой расчёт тепловых сетей .............................................. 57 

2.5.1. Расчет толщины тепловой изоляции ................................... 57 
2.5.2. Расчет компенсаторов теплового удлинения 
 трубопроводов ................................................................................ 60 

2.6. Подбор основного и вспомогательного оборудования ................ 63 

2.6.1. Подбор паровых и водогрейных котлов .............................. 63 
2.6.2. Подбор сетевых и подпиточных насосов ............................ 64 

 
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ......................................................................... 68 
 
ПРИЛОЖЕНИЯ 

1. Удельные тепловые характеристики жилых и общественных  

зданий ................................................................................................... 69 

2. Удельные теплопотери qот и удельные расходы теплоты на венти-

ляцию qв промышленных, служебных зданий  
(для ориентировочных расчетов) ....................................................... 71 

3. Поправочный коэффициент  к величине qот ................................... 72 
4. Значения коэффициента , учитывающего изменение расхода воды 

на горячее водоснабжение в неотопительный период ..................... 72 

5. Число часов за отопительный период со среднесуточной  

температурой наружного воздуха, равной и ниже данной  
(для ориентировочных расчетов) ....................................................... 73 

6. Номограммы для гидравлического расчёта трубопроводов.  

Удельные перепады давления R, Па/м, в стальных трубах  
при kЭ = 0,0005 м .................................................................................. 75 

7. Технические характеристики стальных труб условным 

 диаметром 15-1400 мм ....................................................................... 77 

8. Значение коэффициента  , учитывающего долю потерь  

давления в местных сопротивлениях ................................................. 78 

9. Значения коэффициентов местных сопротивлений ......................... 79 
10. Расстояние между неподвижными опорами трубопроводов ........ 80 
11. Значения l э для труб при  = 1 ...................................................... 81 
12. Значение коэффициента k1 ............................................................... 81 

13. Технические характеристики основных сетевых центробежных  

электронасосов ..................................................................................... 82 

14. Технические характеристики основных центробежных  

подпиточных насосов типа К ............................................................. 84 

15. Пример рабочих характеристик центробежных сетевых  

электронасосов типа СЭ ...................................................................... 85 

16. Пример рабочих характеристик центробежных подпиточных  

электронасосов типа К  ....................................................................... 86 

17. Параметры котлов КВГМ  ................................................................ 87 

 
 

ВВЕДЕНИЕ 

 

Учебное пособие предназначено для студентов бакалавриата, 

обучающихся по направлению 13.03.01 «Теплоэнергетика и теплотехника», 
а также других технических направлений, изучающих системы 
теплоснабжения, учебным планом которых предусмотрено 
выполнение курсового проекта.  

Курсовой проект «Проектирование системы теплоснабжения», в 

частности, является этапом изучения курса «Источники и системы 
теплоснабжения». При работе над ним в сокращённом объёме решаются 
основные задачи проектирования системы централизованного 
теплоснабжения микрорайона города, такие как:  

 расчет тепловой нагрузки на отопление, вентиляцию и горячее 

водоснабжение по нормативным показателям;  

 разработка температурных графиков регулирования по отопительной 
нагрузке, а также совмещенной тепловой нагрузке отопления 
и горячего водоснабжения;  

 выполнение гидравлического и теплового расчета трубопроводов 
тепловой сети;  

 разработка гидравлических режимов водяной тепловой сети;  
 подбор котлов, сетевых и подпиточных насосов источника.  
В процессе работы над проектом студент получает навыки практического 
применения теоретических знаний и решения комплексных 
инженерных задач централизованного теплоснабжения. 

Особенностью данного учебного пособия являются примеры и 

рекомендации по использованию актуализированных нормативно-
технических документов в профессиональной области при выполнении 
проекта системы централизованного теплоснабжения, что способствует 
формированию у студентов профессиональных компетенций, 
востребованных работодателями проектных и эксплуатационных 
организаций в сфере теплоснабжения.  

В учебном пособии представлены методики расчётов и практические 
рекомендации в области проектирования систем теплоснабжения 
со ссылками на нормативно-технические документы; здесь содержатся 
методические указания и задание для выполнения курсово-

го проекта, исходные данные по вариантам; разъясняются требования 
к содержанию, объёму и оформлению проекта, приводится необходимая 
литература. 

Материал в пособии излагается в логической последовательности, 
способствующей лучшему его освоению, и сопровождается 
наглядными иллюстрациями и пояснениями. Полезны будут содержащиеся 
здесь необходимые ссылки на действующие нормативные 
документы в области проектирования и эксплуатации систем теплоснабжения. 
 

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КУРСОВОМ ПРОЕКТЕ 

 

1.1. Цель работы 

 

Целью выполнения курсового проекта является проектирование 

системы теплоснабжения микрорайона города от централизованного 
источника тепловой энергии – районной отопительной котельной.  

Выполнение курсового проекта позволит закрепить знания теоретического 
материала, получаемые на лекциях и в результате самостоятельной 
проработки части курса, применить его к решению 
практической 
задачи, 
научиться 
использовать 
нормативно-

технические документы в предметной области.  

Работа над курсовым проектом способствует освоению различных 
методик: расчета графиков регулирования отпуска теплоты, 
гидравлического и теплового расчетов тепловой сети, разработки 
гидравлических режимов водяной тепловой сети, используемых при 
проектировании системы теплоснабжения; а также получению 
навыков работы с технической литературой. 

 

1.2. Исходные данные  

 

Курсовой проект выполняется в соответствии с выданным зада-

нием, в котором исходные данные, представленные в разделе 2, рас-
пределены по вариантам.  

Исходными данными для проектирования системы теплоснабже-

ния микрорайона являются:  

1) генеральный план района с геодезическими отметками 

(рис. 1.1) (номера кварталов централизованного теплоснабжения и 
расположение источника выбираются по вариантам по таблице 1.3, 
геодезические отметки (горизонтали ‒ по таблице 1.1); 

2) масштаб изображения на генеральном плане берется по табли-

це 1; 

3) плотность населения района, площадь отапливаемых зданий на 

1 человека ‒ по таблице 1, площади кварталов ‒ по таблице 2; 

4) климатические условия города ‒ по таблице 3; 

5) тип системы теплоснабжения (закрытая); 
6) высота самого высокого здания микрорайона; 
7) температурный режим отпуска теплоты; 
8) способ центрального регулирования (качественный). 
В работе предусматривается двухтрубная водяная система тепло-

снабжения, источником теплоты является котельная. 

Остальные исходные данные, необходимые для решения отдель-

ных частных вопросов курсового проекта, студент принимает сам по 
нормативно-технической документации или справочной литературе, 
руководствуясь основными исходными данными. 

 

1.3. Содержание курсового проекта 

 

В курсовом проекте разрабатывается в сокращённом объёме во-

дяная система централизованного теплоснабжения микрорайона го-
рода. В ходе курсового проектирования решаются следующие ос-
новные задачи:  

- определение расчётных часовых и годовых расходов теплоты на 

отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и суммарного; 

- построение графиков тепловой нагрузки на отопление, вентиля-

цию и ГВС в диапазоне изменения температур наружного воздуха; 

- построение графика продолжительности тепловой нагрузки; 
- расчет температурного графика центрального качественного ре-

гулирования отпуска теплоты на отопление, вентиляцию и ГВС; 

- построение температурного графика регулирования для закры-

той системы теплоснабжения по отопительной нагрузке; 

- построение повышенного температурного графика регулирова-

ния по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения; 

- определение расходов сетевой воды по объектам теплоснабже-

ния и в сумме; 

- разработка принципиальной схемы подключения потребителей 

теплоты к тепловой сети; 

- выполнение расчётной схемы для гидравлического расчёта теп-

ловых сетей; 

- выполнение гидравлического расчета тепловых сетей; 

- разработка гидравлического режима водяной тепловой сети, по-

строение пьезометрического графика; 

- выполнение теплового расчета тепловых сетей, исходя из 

удельных допустимых норм потерь теплоты при транспортировке 
теплоносителя, расчет толщины изоляционного покрытия; 

- расчёт и выбор компенсаторов температурных расширений тру-

бопровода; 

- подбор основного сетевого оборудования источника теплоты. 
 

1.4. Состав и объём курсового проекта 

 

Курсовой проект состоит из расчётно-пояснительной записки 

объёмом 30-40 страниц и 1-3 листов чертежей и/или эскизных ри-
сунков на миллиметровой бумаге. 

Расчётно-пояснительная записка должна содержать следующие 

обязательные разделы:  

 Оглавление. 
 Введение, в котором формулируются цель и задачи работы. 
 Исходные данные в соответствии с вариантом задания с опи-

санием проектируемой системы теплоснабжения. 

 Основная расчётная часть, состоящая из ряда разделов. 

1) Определение расчётных часовых и годовых расходов теплоты: 

1.1) определение суммарных тепловых потоков на отопле-
ние, вентиляцию и горячее водоснабжение;  
1.2) построение графиков часовых расходов теплоты;  
1.3) построение годового графика продолжительности теп-
ловой нагрузки; 
1.4) построение годового графика тепловой нагрузки по ме-
сяцам. 

2) Регулирование отпуска теплоты: 

2.1) регулирование отпуска теплоты на отопление; 
2.2) регулирование отпуска теплоты на вентиляцию; 
2.3) построение температурных графиков регулирования для 
закрытой системы теплоснабжения по отопительной нагруз-
ке и по совмещенной нагрузке отопления и ГВС. 

3) Гидравлический расчет тепловой сети: 

3.1) определение расходов сетевой воды; 
3.2) гидравлический расчёт тепловой сети. 

4) Расчёт гидравлических режимов водяных тепловых сетей:  

4.1) построение пьезометрического графика тепловой сети 
для отопительного периода;  
4.2) построение пьезометрического графика тепловой сети 
для неотопительного периода. 

5) Тепловой расчет тепловой сети. 

5.1) расчет толщины тепловой изоляции по нормированным 
тепловым потерям; 
5.2) расчет компенсаторов теплового удлинения трубопро-
водов; 
5.3) расчет самокомпенсации. 

6) Подбор основного и вспомогательного оборудования: 

6.1) подбор водогрейных (или паровых) котлов и сетевых 
подогревателей; 
6.2) подбор сетевых и подпиточных насосов. 

 Список литературы. 
 Приложения. 
Все расчёты в записке должны сопровождаться соответствую-

щими пояснениями, ссылками на источники и производиться в еди-
ницах СИ, согласно СН 528-80. В конце расчётно-пояснительной 
записки приводится список использованной литературы, после этого 
приложения.  

В расчётно-пояснительной записке приводятся следующие гра-

фики и схемы: 

- график потребления тепла в зависимости от температуры 

наружного воздуха и график продолжительности тепловой нагрузки 
(график Россандера); 

- годовой график среднемесячных суммарных тепловых нагру-

зок;  

- температурные графики центрального качественного регулиро-

вания системы теплоснабжения по отопительной нагрузке и совме-
щенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения; 

- генеральный план расположения объектов; 
- расчётная схема для гидравлического расчёта тепловой сети; 
- пьезометрический график тепловой сети. 
 

1.5. Требования к оформлению курсового проекта 

 

Текст расчётно-пояснительной записки курсового проекта дол-

жен быть аккуратно оформлен на писчей бумаге формата А4 
(297х210 мм) с оставлением полей (верхнее и нижнее – 20 мм, левое 
– 30 мм, правое 10-15 мм). Шрифт Times New Roman, размер 12, 
междустрочный интервал 1,5. Чертежи должны иметь рамку. Стани-
цы должны иметь сквозную нумерацию, начиная со второй, титуль-
ный лист не нумеруется. Титульный лист содержит полное наимено-
вание учебного учреждения, выпускающей кафедры; название дис-
циплины, курсового проекта; фамилию, имя, отчество студента, 
группу, курс, должность; ФИО преподавателя, город, год. 

В расчётно-пояснительной записке приводятся все расчёты и 

формулы с объяснением входящих в них величин. У всех размерных 
величин указываются единицы измерения. Все таблицы в расчётно-
пояснительной записке должны иметь порядковые номера и назва-
ния. Все схемы и графики также должны иметь порядковые номера 
и названия, их нумерация ведётся отдельно от таблиц. 

Чертежи проекта выполняются в соответствии с требованиями 

стандартов единой конструкторской документации на чертёжной 
бумаге. Для выполнения пъезометрического графика рекомендуются 
масштабы: горизонтальный Мг 1:10000; вертикальный Мв 1:1000. 
Рекомендуемый масштаб генерального плана расположения объек-
тов – М 1:10000; для его построения рекомендуется использовать 
миллиметровую бумагу. 

Расчётно-пояснительная записка и чертежи подписываются сту-

дентом-исполнителем с указанием даты завершения проекта. К рас-
смотрению не принимаются проекты, оформление которых не отве-
чает изложенным в настоящем разделе требованиям.  

1.6. Исходные данные по вариантам 

 

На рисунке 1.1 в масштабе изображен генеральный план района 

теплоснабжения, на нём отмечены расположение источников тепло-
снабжения  ‒ котельных (треугольники 0, 1, 2, …, 9) и групп потре-
бителей (кварталов) (квадраты 0, 1, 2, …, 9), геодезические отметки 
(тонкие линии а, б, в …, ж). 

 

 

 

Рис. 1.1. Генеральный план района теплоснабжения