Джерела та системи теплопостачання

kurtep2l.doc (1 стор.)
Оригінал


Курсова робота

з дисципліни джерела та системи теплопостачання

Завдання на виконання курсової роботи:
Розрахувати систему теплопостачання для обраного генерального плану підприємства:

Теплова потужність системи опалення визначається з рівняння теплового балансу
Фсо = Σ Ф піт-Σ Ф пост

1.1. Визначення величини тепловтрат через огороджувальні конструкції.

Вихідними даними для розрахунку тепловтрат окремими приміщеннями і будівлею в цілому є

Відзначимо, що потік теплоти (Вт) втрачається приміщенням, складається з основних втрат теплоти через всі його зовнішні огородження Ф 0 і додаткових тепловтрат Ф доб

Ф = ΣФ 0 + ΣФ доб

При цьому втрати теплоти визначаємо підсумовуючи втрати теплоти через окремі огороджувальні конструкції з округленням до 100 Вт.

Ф = F / R 0 (t в - t н) (1 + Σβ) n = kF (t в - t н) (1-Σβ) n

Де F-розрахункова площа огорожі, k - коефіцієнт теплопередачі даної обгороджує; R 0 - опір теплопередачі даної обгороджує; t в - t н - температури внутрішнього і зовнішнього повітря. (1-Σβ) - додаткові тепловтрати; n-коефіцієнт враховує положення огороджуючого покриття по відношенню до зовнішнього повітря;
Визначимо основні тепловтрати проектованої будівлі по співвідношенню

Ф = F / R 0 (t в - t н) n (1)
^ Зовнішніх стін
Зовнішні стіни виконані товщиною в дві цеглини, оштукатурені зсередини з використанням цементно-піщаної штукатурки (у разі вапняно-піщаної штукатурки параметри повинні бути змінені).

Вихідні дані для цегельних стін λ до = 0,81 Вт / (м * 0 С); δ к = 0,51 м

Вихідні дані для цементно-піщаної штукатурки стін λ шт = 0,93 Вт / (м * 0 С); δ шт = 0,015 м. (для вапняно-піщаної штукатурки можливе застосування λ шт = 0,81 Вт / (м * 0 С )

Геометричні розміри приміщення:

перший поверх а = 22,4 м; b = 12,46 м; h = 4,4 м
Приміщення має 11 віконних блоків з подвійним склінням мають загальну площу скління F c т = 11 * 1,2 * 1,8 = 23,76 кв.м

Площа поверхні зовнішніх стін

26,3 * 3,6

F = 2ab-F з = 2 * 22,4 * 12,46-23,76 = 558,208-23,76 = 534,4 кв.м

Опір теплопередачі зовнішніх стін отримаємо за формулою 1 враховуючи що R в = 0,115 (м 2 0 С / Вт) і R н = 0,043 (м 2 0 С / Вт) площа підлоги S = 279,104 кв.м

R о = R в + R н + Σ R i де R i = δ к / λ до + δ шт / λ шт = 0,51 / 0,81 +0,015 / 0,81

R про = 0,115 +0,043 +0,015 / 0,81 +0,51 / 0,81 = 0,806 м 2 0 С / Вт

Опір теплопередачі подвійних вікон R про = 0,345 м 2 0 С / Вт
Отже тепловтрати через зовнішні стіни визначаються
Ф = F / R 0 (t в-t н) n = (1/0, 345) * 534,4 (16 +18) + (1/0, 345) 23,76 (16 +18) =

52666 +2341,5 = 55007,5 Вт
Одна стіна звернена на північ, друга на схід, третя стіна на захід і остання на південь тому додаткові втрати теплоти через ці стіни Ф доб ст становлять: для першої 10%, другої 10%, третьої 5% і четверта 0% від основних тепловтрат, які необхідно додати до останніх.

Ф доб ст = 25467 * 0,25 = 6367Вт. Таким чином, з урахуванням додаткових тепловтрат через зовнішні стіни отримаємо

Ф доб = 25467 +6367 = 31833Вт
ПЕРЕКРИТТЯ
Перекриття має площу S = 273.5 кв.м. і складається із залізобетонних плит товщиною δ пл = 0,035 м, для яких по таблиці λ до = 2,04 Вт / (м * 0 С); Залізобетонні плити покриті теплоізоляцією виконаної з мінеральної вати товщиною δ вати = 0,14 м, шару гравію керамзитового δ кер = 0,1 м, і двох шарів руберойду товщиною δ руб = 0,003 м, для яких вибираємо по таблиці значення теплопровідності і значення опору Тепловоспріятіе для внутрішньої і зовнішньої поверхонь:

λ вати = 0,06 Вт / (м * 0 С), λ руб = 0,17 Вт / (м * 0 С), λкер = 0,23 Вт / (м * 0 С)

R в = 0,132 (м 2 0 С) / Вт, R н = 0,043 (м 2 0 С) / Вт,

Виходячи з цих даних отримаємо для опору теплопередачі перекриття

R про пер = 0,132 +0,043 +0,035 / 2,04 + 0,14 / 0,06 + 0,1 / 0,23 + 0,003 / 0,17 =

0,132 +0,043 +0,017 +2,33 +0,435 +0,018 = 2,975 (м 2 0 С) / Вт,

Тепловтрати через перекриття знаходимо по співвідношенню

Ф = F / R 0 (t в - t н) n

Приймаються поправочний коефіцієнт n = 0,9 як для горищних перекриттів з покрівлею з рулонних матеріалів

Ф пер = (1/2, 975) * 273,5 * (16 +18) * 0,9 = 282.9 вт
ПОЛИ
Підлоги виконані з керамзитобетону (ρ = 1800кг / м 3) товщиною δ кер = 0,1 м, теплопровідність якого знаходимо за довідковими даними таблиці 7 [1] λкер = 0,92 Вт / (м * 0 С). Ширина статі дорівнює b = 10.4м до осьової лінії відповідно 5,2 м. Втрати теплоти через неутеплені підлоги визначаємо по зонах, паралельним зовнішніх стін. Опір теплопередачі для першої зони становить R н. підлога -2,15, для другої -4,3 і для третьої 8,6. Для іншої частини підлоги -14,2 (м 2 0 С) / Вт. Площа ділянок підлоги, що примикає до кутів у першій двометрової зоні вводиться в розрахунок двічі, тобто за напрямом обох наружних стін, що утворюють кут. Розділимо площа підлоги на двометрові зони і отримаємо дві зони шириною по 2м і одну зону шириною 1,2 м. Площі даних зон рівні: F 1 = F 2 = 26,3 * 2 = 52.6м 2; F 3 = 26,3 * 1.2 = 31.56м 2

R у. підлога2 0 С) / Вт,

Опір теплопередачі R о пів2 0 С) / Вт, для кожної із зон визначаємо за формулою R у. підлогу = R н. підлога + δ / λ

Зона 1 R у. підлогу = 2,15 + 0,1 / 0,92 = 2,15 +0,11 = 2,26

Зона 2 R у. підлогу = 4,3 + 0,1 / 0,92 = 2,15 +0,11 = 4,44

Зона 3 R у. підлогу = 8,6 + 0,1 / 0,92 = 2,15 +0,11 = 8,71

Сумарні тепловтрати по всіх зонах статі

Ф п = F / R 0 (t в - t н) n = 2 * [(1/2, 26) * 52,6 + (1/4, 44) * 52,6 + (1/8, 71) * 31,56] * (16 +18) * 0,9 =

2 * (23.27 +11.85 +3.62) * 34 * 0.9 = 2370.9Вт

Загальні втрати через всі огорожі
Ф = ΣФ = 2370,9 +282,9 +31833 = 34485,9 Вт
Додаткові тепловтрати
Додаткові тепловтрати визначаються сумою тепловтрат витрачається на:


Вентиляція приміщення,

Потік теплоти втрачаємо на нагрів припливного повітря визначається співвідношенням

Ф = 0,278 * Q * ρc (t в - t н)

Де Q нормативний повітрообмін, що дорівнює Q = 3м 3 / год

ρ - щільність повітря ρ = 1,2 кг / м 2

c-масова ізобарна теплоємність повітря c = 1кДж/кг о С

Ф = 0,278 * 3 * 1,2 * 1 * 34 * 26,3 * 10,4 = 9306,11 Вт
Для попереднього розрахунку максимального теплового потоку витрачається на вентиляцію скористаємося методом укрупнених характеристик Ф = q в * V * (t в - t н)

Де q в V-питома теплова характеристика будівлі, береться за додатком 13 і об'єм приміщення

Ф = 0,2 * 1942 * (16 +18) = 13205Вт
Аналогічно для попереднього розрахунку максимального теплового потоку витрачається на опалення скористаємося методом укрупнених характеристик Ф = q в * V * (t в - t н) * а

Де q від, V, а - питома теплова характеристика будівлі, береться за додатком 13,, об'єм приміщення, поправочний коефіцієнт, що враховує вплив різниці температур а = 0,54 +22 / (t в - t н) = 0,54 +22 / 34 = 0,54 +0,65 = 1,11

Ф = 0,6 * 1942 * (16 +18) * 1,1 = 43578,5 Вт
Випаровування вологи

Потік теплоти втрачається на випаровування вологи з мокрих поверхонь

визначається співвідношенням

Ф = 0,278 * 2,49 * W ісп

^ Для даного випадку ці втрати не враховуються.

Побутові тепловиділення беруться з розрахунку 21Вт на 1 кв.м. площі підлоги і відраховуються із суми основних і додаткових тепловтрат.

Ф = 21Fн = 21 * 273.5 = 5743,5 Вт

Нагрівання від використовуваного технологічного обладнання

Величина тепловиділення для кожного конкретного приладу буде різною еквівалентне значення для усього використовуваного обладнання одно

Фоб = 2653Вт
Нагрівання инфильтра повітря

Потік теплоти втрачаємо на нагрів зовнішнього повітря, інфільтрує через сіни вікон, фрамуг, дверей і воріт визначається співвідношенням

Ф = Q * ρc (t в - t н) * Fп / 3,6 = 3 * 1,2 * 1 * 34 * 26,3 * 10,4 / 3,6 = 9299,68 Вт
Теплова потужність всієї системи опалення визначається з рівняння теплового балансу і дорівнює
Ф від = 34485,9 +9306,11 +9299,68-5743,5-2653 = 44695Вт
З якої на перший поверх (напівпідвальне приміщення) припадає Ф від1 = 20000Вт

І на виробниче приміщення другого поверху Ф от2 = 24695 Вт
Визначимо питому теплову характеристику будівлі за формулою:
^ Вибір котла і місця розташування котельні
Вибір котла визначається кількістю необхідної теплової потужності і його призначення.

Для опалювально-виробничих котелень малої потужності знаходять широке застосування чавунні секційні котли, що нагрівають воду до 115 о С. Найбільшого поширення серед чавунних котлів в нашій країні отримали котли марок КЧМ, КЧ-1 (малої потужності), Універсал-6 (КЧ-2) середньої потужності і Енергія-6 (тип КЧ-3). Використовуючи отримане значення теплової потужності по таблиці 1.1 вибираємо чавунний котел типу КЧМ-1, тепловою потужністю від 16,3 до 46,5 кВт. Котел малогабаритний розташувати його можна в підсобному приміщенні цеху.
Визначаємо діаметри труб і втрати тиску в двотрубної закритою водяній теплової мережі від котла до споживача довжиною 30 м, через яку подається тепловий потік Ф = 44695Вт. Приймемо розрахункові температури теплоносія t п = 95 о С. t о = 70 о С і на ній встановлено дві засувки ζ = 0,7 і два гнутих відводу радіусом R = 2d для яких ζ = 0,5

Витрата теплоносія визначаємо за співвідношенням Q т = 3,6 * Ф / 4,19 (t п - t о)

Q т = 3,6 * 44,695 / (4,19 (95-70)) = 160,92 / 104,75 = 1,53 т / год

Приймаються питомі втрати тиску? Р = 70Па / м і за додатком 2 знаходимо середню щільність теплоносія ρ = 970 кг / м 3

Розрахунковий діаметр труб визначимо по співвідношенню d = 0.263Q 0.38 / (ρ? Р) 0.19

= 0.263 * 1,53 0.38 / (970 * 70) 0.19 = 0.263 * 1,18 / 8.28 = 0.037м

Приймаються відповідно до ГОСТ 10704-76 трубу сталеву прямошовних внутрішній діаметр якої d = 41 мм ближче всього до розрахункового значення.

Визначаємо коефіцієнт тертя, використовуючи вираз С.Ф.Копьева

λ = 0,014 / d 0.25 = 0,014 / 0,041 0.25 = 0,014 / 0,45 = 0,031

Суму коефіцієнтів місцевих опорів визначаємо за співвідношенням

Σζ = 2 * 0,7 +2 * 0,5 = 2,4

Еквівалентна довжина місцевих опорів визначається за співвідношенням

Lе = Σζ (d / λ) = 2,4 * 0,041 / 0,031 = 3,17 м

Загальна втрата тиску в подавальному і зворотному теплопроводах

ΔРс = 2 (30 +3,17) 70 = 4643,8 Па



Річний витрата теплоти на опалення виходячи з отриманих значень теплових втрат і необхідної потужності котлів визначається за співвідношенням

Q т = 3,6 * ΣQ (t в - t о.п.) 24n О.П / (t в - t н) = 3,6 * 44.695 * (18-1,5) * 24 * 152 / ( 18 +18) = 968кДж

Отже річна витрата палива з урахуванням ККД котельні для газоподібного палива η = 0,8

В = Q т / q η = 968 / (0,8 * 85,6) = 14,1 т.куб.м.
Визначаємо поверхню нагріву і здійснюємо підбір нагрівальних приладів системи водяного опалення.



В якості нагрівальних приладів приймаємо чавунні ребристі труби. Температура теплоносія в прямому трубопроводі 95 ° С, а в зворотній 70 ° С.

Визначимо спочатку тепловий потік від трубопроводу в системи опалення. Для його визначення використовуємо співвідношення

Ф пм = А тр k тр (t тр - t в) * η

Де k тр - коефіцієнт теплопередачі труб береться за таблицею 1,4 (2) і η-коефіцієнт враховує розведення труб (що подає лінія - над стелею η = 0,25, вертикальний стояк η = 0,5, для зворотної лінії над підлогою η = 0,75 і для підводок до нагрівальних приладів η = 1).

Для нашої системи теплопостачання подає трубопровід перебуває під вікнами, тобто в робочій зоні приміщення, там же де й нагрівальні прилади. Тому для нього як і для підводок до приладів, коефіцієнт η = 1. Для зворотної лінії, розташованої над підлогою η = 0,75.

Площа поверхні подаючого і зворотного магістральних трубопроводів зовнішнім діаметром d = 42,3 мм (d у = 32мм) і довжиною l = 25м

l
d
А п.м. = А о.м. = π * d * l = 3,14 * 0,043 * 25 = 3,38 м 2.
Площа поверхні шести підводок (по дві на прилад) діаметром 26,8 мм (d у = 20мм) і довжиною 0,8 м кожна А під = π * d * l = 6 * 3,14 * 0,0268 * 0,8 = 0,4 м 2.

Коефіцієнт теплопередачі трубопроводу, що подає для середньої різниці температури води в трубі і температури повітря в приміщенні 95-18 = 77 ° С. приймаємо по таблиці 1,4 k = 13,4 Вт / (м 2 * ˚ С). Коефіцієнт теплопередачі зворотної магістралі для різниці між температурою води і температурою повітря 70-18 = 52 ˚ С

k = 11,6 Вт / (м 2 * ˚ С), а для підводок при середній різниці температур (95 +70) / 2-18 = 64,5 ˚ С k = 14 Вт / (м 2 * ˚ С), тоді за формулою

Ф пм = А тр k тр (t тр - t в) * η

для подає магістралі

Ф п.м. = 3,38 * 13,4 (95-18) = 3482Вт



Для зворотної магістралі
Ф о.м. = 3,38 * 11,6 (70-18) = 2038Вт
для підводок
Ф під = 0,4 * 14 ((95 +70 / 2) -18) = 361Вт
Сумарний потік теплоти від усіх трубопроводів Ф тр = 3482 +2038 +361 = 5881 Вт

Приймаються β 1 = 1 (нагрівальні прилади встановлені вільно біля стіни), β 2 = 1 (труби прокладені відкрито). Вважаючи, що під кожним вікном, буде встановлено по одній чавунної ребристою трубі, знаходимо за таблицею 1,4 k пр = 5,8 Вт / (м 2 * ˚ С). Тоді за формулою (1.8) площа поверхні нагрівання приладів
А пр = (Ф огр - Ф тр) β 1 β 2 / k пр (t тр - t в) = (20000-5881) / 5,8 ((95 +70) / 2-18) = 86100/374, 1 = 38кв.м


Приймаємо для установки ребристі труби довжиною 2000 мм, фактична площа поверхні нагрівання яких дорівнює 4 м 2 (см.табл.5, 2). Число таких труб n = 38/4 ≈ 10
Під кожним вікном встановлюється по одній ребристою трубі!



Висота стояків 3,6 м діаметром 20мм - 10 штук і підводки до радіаторів трубою діаметром 20мм загальною довжиною 30 * 0,5 = 15м

Поверхня нагріву обчислюємо в квадратних метрах еквівалентної площі по співвідношенню F тр = f * l * η.

Для цього визначимо для f = 0.15 м 2 (стояки і підводки діаметром труби 20мм) і коефіцієнт η = 0,5 для вертикального стояка і для підводок до нагрівальних приладів η = 1).
F тр = 10 * 0,15 * 3,6 * 0,5 +0,15 * 15 * 1 = 2,7 +2,25 = 4,97 м 2
Тепловіддачу 1 м 2 м знаходимо по співвідношенню φ = k пов * β 4 * Δt

Де β 4 = 1 і k пов = 7,9 визначено за додатками 17 і 18

Δt = (t тр - t в) = (95-70) / 2-18 = 64,5

φ = k пов * β 4 * Δt = 7,9 * 1 * 64,5 = 509,55 = 510Вт / м 2

Необхідна еквівалентна площа поверхні нагрівання радіаторів визначаємо за співвідношенням

F пр = (Ф огр * β 2 / φ - F тр) β 1 β 3 = (24000 * 1/510-4.97) * 1.02 * 1.05 = 45,07 м 2

Для радіаторів М-140-АТ число секцій визначиться

N = 45,07 / 0,35 = 128секціі
Приймаємо для 135 секцій і розміщуємо їх по 9 секцій для кожного з 15 вікон другого поверху


Викреслює в масштабі аксонометричну схему системи опалення із зазначенням магістральних трубопроводів, стояків, запірно-регулювальної арматурою. Для даної схеми вибираємо головне циркуляційний кільце. Визначаємо розрахункове циркуляційний тиск Р = Рн + Ре. Врахуємо що для виробничих приміщень і малоповерхових житлових будинків значенням природного тиску Ре можна знехтувати і згідно з рекомендаціями професора В.М.Чапліна прийняти тиск Рн створюваний насосом виходячи із середнього значення тиску рівного 100Па на метр найбільш протяжного циркуляційного кільця. Середнє значення питомих втрат тиску на тертя в трубопроводах для даного кільця одно

Rср = 0,65 Р / Σl

Загальна довжина трубопроводів для обраної схеми дорівнює Σl = 100м

Располагаемое циркуляційний тиск в системі дорівнює

Р = 100 * 100 = 10000Па

Визначаємо середню втрату тиску на тертя

Rср = 0,65 Р / Σl = 0,65 * 10000/100 = 65Па / м

Для кожної з ділянок визначаємо витрата теплоносія за формулою

Qм = 3,6 Ф / 4,19 Δt

І заносимо результати розрахунку в таблицю.

Головне циркуляційний кільце




































уч-ка

Ф, Вт

Q кг / год

l, м

d, мм

Vм / с

R, Па / м

Rl, Па

Σζ

Z, Па

Ri + Z, Па

1

12800

439,9045





































































































































































































































































































































































































Навчальний матеріал
© uadoc.zavantag.com
При копіюванні вкажіть посилання.
звернутися до адміністрації