Загрузка и работа ППП САПР СТ может быть осуществлена как в автоматическом режиме, так и посредством управления с клавиатуры ЭВМ.

С помощью ППП САПР СТ можно проектировать ССТ различного назначения и различной производительности. Кроме того, пакет позволяет на основе задания конфигурации и параметров действующей ССТ определять ее теплотехнические характеристики и рассчитывать оптимальный режим работы. Последнее обстоятельство имеет важное значение при производстве пусконаладочных работ. Предусмотренная в пакете возможность ведения архива проектов ССТ обеспечивает условия организации в перспективе автоматизированного наблюдения за сооружением и эксплуатацией ССТ.

Затраты машинного времени на проектирование одного объекта с выдачей полного комплекта документации колеблются в пределах 3... 5 ч в зависимости от сложности объекта.

U.2. АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САПР СТ

Проектирование ССТ сопряжено с проведением комплекса сложных технико-экономических расчетов. Зависимость ССТ от внешних условий обусловливает нестационарность режимов их работы, следствием чего является неопределенность их расчетных характеристик, используемых при проектировании. Кроме того, сами исходные, предпроект-ные характеристики ССТ оказываются зависящими от их конкретного проектного решения (площади коллекторов, схемного решения, характера циркуляции теплоносителя и ряда других показателей). Таким образом, существует взаимообратная связь между закладываемыми и получаемыми при проектировании ССТ технико-экономическими показателями их работы. В этих условиях успешное проектирование ССТ может быть осуществлено лишь на основе имитационного подхода. В рамках такого подхода имитируют развитие ССТ при определенном сочетании внешних и внутренних факторов и фиксируют некоторые интегральные показатели ее функционирования за определенный временный отрезок. Сравнение данных показателей, полученных в результате некоторого конечного набора имитаций, позволяет выбрать вариант развития, соответствуюищй оптимуму^ принятого критерия. Проведение каждой имитации сопряжено комплексом теплотехнических, гидравлических и экономически расчетов, определяющих в совокупности расчетные характеристике ССТ. Укрупненная блок-схема моделирующего алгоритма (рис. может быть представлена следующим образом.

Формирование проектного задания. На данном этапе осуществлю ется ввод и преобразование исходных данных, определяющих ти™

ФОРМИРОВАНИЕ ПРОЕКТНОГО ЗАДАНИЯ I-1

РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ НАГРУЗОК

СТАТИСТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ

ФОРМИРОВАНИЕ "ИЗБЫТОЧНОЙ" МАТРИЦЫ компоновки ЭЛЕМЕНТОВ ССТ

I

ФОРМИРОВАНИЕ ВАРИАНТОВ СХЕМНОГО РЕШЕНИЯ ССТ

РАСЧЕТ ЭЛЕКТРООБОРУ ДОВАНИЯ

ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ И ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ССТ

РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ САНТЕХНИЧЕС- КОГО ОБОРУДОВАНИЯ ССТ

РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ

СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ССТ

СМЕТНЫЕ РАСЧЕТЫ

СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ РАЗВИТИЯ ССТ ПО ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИМ ПОКАЗАТЕЛЯМ

ФОРМИРОВАНИЕ РАБОЧИХ ЧЕРТЕЖЕЙ

ПОДГОТОВКА СМЕТ И ТАБЛИЦ

ПОДГОТОВКА ТЕКСТОВОЙ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ

I-

ОФОРМЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ И ВЫДАЧА ПРОЕКТА

Рис пл. У1фупнен11ая блок-схема алгорита САПР СТ

объекта и его географические координаты; конфигурацию и ориентацию площадки для размещения элементов ССТ; назначение ССТ.

В результате определяют функциональное назначение ССТ и цифровую модель площадки для размещения ее элементов.

Статистическое моделирование параметров внешней среды. Статистическое моделирование параметров внешней среды осуществляется На основе географических координат места расположения объекта. При этом для получения долгосрочных характеристик используются распределительные модели типа [2]:

Hf=Ia; + bJ(A-

! = 1

(ПЛ)

i

гдеHj - среднемесячные значения потоков прямой, рассеянной и полной солнеч-

ной радиации иа горизонтальную поверхность для i-ro месяца (i = 1, 2, 12); Н^, Н*^, Я - то же, для среднегодовых значений; а,, Ь,, j-, а,^ Ь^, с- А.- - эмпирические коэффициенты; <р,\, Z - соответственно широта, долгота и отметка над уровнем моря объекта; Уц, ^ g - то же, для точки, принятой за начало для рассматриваемого региона.

Значения эмпирических коэффициентов, входящих в функции распределения интенсивности солнечной радиации для рассматриваемого региона, определяют на основе статистической обработки данных многолетних наблюдений за интенсивностью солнечной радиации и продолжительностью солнечного сияния по всей совокупности расположенных на территории региона актинометрических станций. Среднесрочные (среднесуточные) и краткосрочные (среднечасовые) характеристики потока солнечной радиации и их расчетные обеспеченности определяют по результатам обработки актинометрических наблюдений на отдельных станциях, отнесенных к зонам действия данных станций.

Перечисленные выше статистические характеристики потоков солнечной радиации наряду с аналогичными характеристиками температуры окружающего воздуха и ветровых потоков составляют основу для моделирования параметров окружающей среды. Получение данных характеристик должно предшествовать началу массового проектирования солнечного теплоснабжения в том или ином регионе. ППП САПР СТ использует данные характеристики в своей работе при теплотехнических расчетах.

Расчет тепловых нагрузок. Тепловые нагрузки рассчитывают на основе действующих СНиПов и укрупненных показателей, приведенных [2].

Максимальные часовые нагрузки системы горячего водоснабженияВ (ГВС) определяют по формулам:■

(11.2) (113)

C2 = Ncg2{t„-t^y, G5 = 0,03/c6C(tg-g.

(11.4) (11.5)

где - часовая потребность в горячей воде иа бытовые нужды; - то же, иа лечебные процедуры; — то же, для плавательного бассейна; fcpg — коэффициент совмещения нагрузок ГВС; = 1 ... А - степень комфортности объекта (для домов отдыха к^ = 4); Jtg = О — при отсутствии плавательного бассейна; fcg = 1 — при наличии 25-ме1рового бассей-яа; itg = 2 - при наличии ЗО-метрового бассейна; gp g2 - удельные расходы горячей воды в соответствующих процессах; tj — температура горячей воды, используемой в различных процессах (в расчетных принимают: = 50 °С, = 35°С, fg = 28 °c),N - число койко-мест; 0,03 — коэффициент, учитывающий часовую подпитку воды в бассейне.

Формирование "избыточной" матрицы компоновки элементов ССТ.

Одним из наиболее сложных этапов проектирования ССТ является выбор оптимальной схемы размещения ее элементов в пределах заданного участка. Как правило, плоские коллекторы ССТ размещают на крышах зданий и сооружений. Последние в общем случае могут иметь произвольную конфигурацию. Кроме того, не исключена возможность присутствия на крышах зданий различных инженерных сооружений, препятствуюищх свободному размещению коллекторов. Таким образом, в общем случае площадка, предназначенная для размещения элементов оборудования ССТ, может быть разбита на доступные и запретные зоны. Формирование подобных зон происходит на стадии подготовки проектного задания. Каждая доступная и запретная зона на данной стадии представляется в виде замкнутых многоугольников, стороны которых задаются системой линейных уравнений: а) участок в целом

а^х + bjy = 0;

(11.6)

где п - число сторон участка; б) для зон запрета

^mZ^d^y-^.01-7)

где m — число за1Ч>егных зон.

Из числа элементов ССТ, размещаемых в пределах выделенного участка, выделяют блоки солнечных коллекторов, ориентированные на юг и устанавливаемые под углом л к горизонту, бак-аккумулятор и трубопроводы обвязки блоков коллекторов и бака-аккумулятора.

Блоки солнечных коллекторов обычно состоят из параллельных рядов последовательно соединенных плоских коллекторов. Параллельное соединение блоков образует батарею, а параллельное соединение последних - секцию солнечных коллекторов (рис. 11.3).

Для определения возможного размещения блоков коллекторов в пределах выделенного участка, вычисляют размеры блоков в системе координат, где ось ОУ ориентирована на юг:

Aj» = m2!,^(cos<x, + ^ ^ ).

где S - угловая высота Солнца в расчетное время начала работы системы; 1^, — длина и ширина коллектора соответственно.

Второй член в формуле (10.8) определяет необходимое расстояние между батаре5ши солнечных коллекторов, исключающее перекрытие плоскости коллекторов тенью смежного ряда.

Непосредственное размещение блоков коллекторов определяют в процессе трассирования выделенного участка. С этой целью используют уравнение г-й батареи коллекторов.

■■яеУтах ~ максимальное значение ординат вершии участка.

(11.10)

Из совместного решения уравнения (11.10) с каждым из уравнений систем (11.6) и (11.7) определяют координаты точек пересечения i-й

а)

6)

6)

Л Л Л

т т

т V V

т V V

—1

Рис. ил Способы коллекторов

а — блок; б — батарея; в — секция; 1 — коллектор; 2 — блок

батареи со сторонами участка и зон запрета. Для каждого блока коллекторов i-й батареи находят его текущее положение в ней:

*(/=*nun+i^Jf-

(11.11)

По координатам х;- x^j + дх и координатам точек пересечения с границами участка и зонам запрета определяют возможность размещения данного блока коллекторов в доступной зоне.

Аналогичным образом выполняют трассировку для всех батарей, Попадающих в пределы участка.

Формирование вариантов схемного решения ССТ. Формирование вариантов схемного решения ССТ осуществляют на основании данных о функциональном назначении системы солнечного теплоснабжения, "избыточной" матрицы размещения элементов ССТ на заданной площадке, а также на основании предварительно определенной площади Коллекторов. При этом под схемным решением ССТ понимается пространственно-технологическая организация элементов ССТ как единого функционального комплекса.

Формирование вариантов схемного решения ССТ выполняют на основе целенаправленного перебора элементов "избыточной" матрицы При заданной суммарной площади поля коллекторов. В свою очередь, начальное значение требуемой площади коллекторов определяют на основе предварительного расчета ССТ/-методом [1],исходя из долевого