Отопление школы. Расчёт тепловой схемы Проектирование и расчет теплоснабжение общеобразовательных школ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

• ВВЕДЕНИЕ
• 1.1 Общие сведения о здании
• 1.2 Климатологические данные
• 2.6 О программе «VALTEC»
• 3.3 Исходные данные
• 4.1.2 Монтаж отопительных приборов
• 4.1.3 Монтаж запорной арматуры и регулирующих устройств
• 5. АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕПЛОВОГО ПУНКТА
• 5.1 Общие положения и требования, предъявляемые к системе автоматизации
• 5.2 Метрологическое обеспечение
• 5.2.1 Места установки измерительных приборов
• 5.2.2 Типы и технические характеристики манометров
• 5.2.3 Типы и технические характеристики термометров
• 5.3 Радиаторные терморегуляторы
• 5.4 Узел учета теплопотребления
• 5.4.1 Общие требования к узлу учета и приборам учета
• 5.4.2 Характеристики и принцип работы теплосчетчика «Логика»
• 5.5 Диспетчеризация и структура системы управления
• 6. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
• 6.1 Проблема выбора системы отопления в России
• 6.2 Основные этапы при выборе системы отопления
• 7. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
• 7.1 Мероприятия по безопасности труда
• 7.1.1 Техника безопасности при монтаже трубопроводов
• 7.1.2 Техника безопасности при монтаже систем отопления
• 7.1.3 Правила техники безопасности при обслуживании тепловых пунктов
• 7.2 Перечень мероприятий по охране окружающей среды
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
• ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Теплотехнические расчеты
• ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Расчет тепловых потерь
• ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Расчет отопительных приборов
• ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Гидравлический расчёт системы отопления
• ПРИЛОЖЕНИЕ 5. Подбор пластинчатого теплообменника
• ПРИЛОЖЕНИЕ 6. Технические данные расходомера SONO 1500 CT DANFOSS
• ПРИЛОЖЕНИЕ 7. Техническая характеристика тепловычислителя «Логика СПТ943.1»
• ПРИЛОЖЕНИЕ 8. Технические данные электронного регулятора ECL Comfort 210
• ПРИЛОЖЕНИЕ 9. Спецификация оборудования теплового пункта

ВВЕДЕНИЕ

Потребление энергии в России, как и во всем мире, неуклонно возрастает и, прежде всего, для обеспечения теплотой инженерных систем зданий и сооружений. Известно, что более одной трети всего добываемого в нашей стране органического топлива расходуется на теплоснабжение гражданских и производственных зданий.

Основными теплозатратами на коммунально-бытовые нужды в зданиях (отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха, горячее водоснабжение) являются затраты на отопление. Это объясняется условиями эксплуатации зданий в период отопительного сезона на большей части территории России. В это время теплопотери через наружные ограждающие конструкции значительно превышают внутренние тепловыделения (от людей, осветительных приборов, оборудования). Поэтому для поддержания в жилых и общественных зданиях нормального для жизнедеятельности микроклимата и температурной обстановки необходимо оборудовать их отопительными установками и системами.

Таким образом, отоплением называется искусственное, с помощью специальной установки или системы, обогревание помещений здания для компенсации теплопотерь и поддержания в них температурных параметров на уровне, определяемом условиями теплового комфорта для находящихся в помещении людей.

В последнее десятилетие также наблюдается постоянный рост стоимости всех видов топлива. Связано это как с переходом к условиям рыночной экономики, так и с усложнением добычи топлива при освоении глубоких месторождений в отдельных районах России. В связи с этим становится все более актуальным решение задач энергосбережения путем увеличения теплостойкости наружных ограждающих конструкций здания, и экономии потребления тепловой энергии в различные периоды времени и при различных условиях окружающей среды путем регулирования с помощью автоматических устройств.

Немаловажной в современных условиях является задача приборного учета фактически потребленной тепловой энергии. Этот вопрос является основополагающим в отношениях между энергоснабжающей организацией и потребителем. И насколько эффективней он решен в рамках отдельно взятой системы теплоснабжения здания, настолько целесообразней и заметней эффективность применения мероприятий по энергосбережению.

Подводя итог вышесказанному, можно сказать, что современная система теплоснабжения здания, а особенно общественного либо административного, должна отвечать следующим требованиям:

Обеспечение требуемого теплового режима в помещении. Причем важно отсутствие как недогрева, так и превышения температуры воздуха в помещении, так как и тот и другой факты приводят к отсутствию комфорта. Это, в свою очередь, может привести к снижению производительности труда и ухудшению здоровья людей, прибывающих в помещении;

Возможность регулирования параметров системы теплоснабжения и, как следствие, параметров температуры внутри помещений в зависимости от желаний потребителей, времени и особенностей работы административного здания и температуры наружного воздуха;

Максимальная независимость от параметров теплоносителя в сетях центрального теплоснабжения и режимов центрального теплоснабжения;

Точный учет фактически потребленного тепла на нужды теплоснабжения, вентиляции и горячего водоснабжения.

Целью данного дипломного проекта является проектирование системы отопления здания школы, располагающейся по адресу: Вологодская область, с. Косково, Кичменгско-Городецкого района.

Здание школы двухэтажное с осевыми размерами 49,5х42,0 высота этажа 3,6 м.

На первом этаже здания находятся учебные классы, санитарные узлы, электрощитовая, столовая, спортзал, кабинет медработника, кабинет директора, мастерская, гардероб, холл и коридоры.

На втором этаже находятся актовый зал, учительская, библиотека, кабинеты труда для девочек, учебные классы, сан. узлы, лаборантские, рекреации.

Конструктивная схема здания - несущий металлический каркас из колонн и ферм покрытия с обшивкой стеновыми сэндвич-панелями Петропанель толщиной 120 мм и оцинкованным листом по металлическим прогонам.

Теплоснабжение централизованное от котельной. Точка присоединения: надземная теплосеть однотрубная. Присоединение системы отопления, предусмотрено по зависимой схеме. Температура теплоносителя в системе 95-70 0 С. Температура воды в системе отопления 80-60 0 С.

1. АРХИТЕКТУРНО-КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ

1.1 Общие сведения о здании

Проектируемое здание школы располагается в селе Косково Кичменгско-Городецкого района, Вологодской области. Архитектурное решение фасада здания продиктовано существующей застройкой с учетом новых технологий, с применением современных отделочных материалов. Планировочное решение здания выполнено исходя из задания на проектирование и требований нормативных документов.

На первом этаже располагаются: холл, гардероб, кабинет директора, кабинет медработника, классы 1 ступени образования, комбинированная мастерская, туалеты мужской и женский, а также отдельный для маломобильных групп, рекреация, столовая, спортзал, раздевальные и душевые, электрощитовая.

Для доступа на первый этаж предусмотрен пандус.

На втором этаже располагаются: лаборантские, кабинеты старшеклассников, рекреация, библиотека, учительская, актовый зал с помещениями для декораций, туалеты мужской и женский, а также отдельный для маломобильных групп.

Количество учащихся - 150 человек, в том числе:

Начальная школа - 40 человек;

Средняя школа - 110 человек.

Педагогов - 18 человек.

Работников столовой - 6 человек.

Администрация - 3 человека.

Другие специалисты - 3 человека.

Обслуживающий персонал - 3 человека.

1.2 Климатологические данные

Район строительства - село Косково, Кичменгско-Городецкого района, Вологодской области. Климатические характеристики принимаем в соответствии с по ближайшему населенному пункту - городу Никольск.

Земельный участок предоставленный под капитальное строительство располагается в метеорологических и климатических условиях:

Температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92 - t н = - 34 0 С

Температура наиболее холодных суток с обеспеченностью 0,92

Средняя температура периода со средней суточной температурой воздуха <8 0 C (средняя температура отопительного периода) t от = - 4,9 0 С .

Продолжительность периода со средней суточной температурой наружного воздуха <8 0 С (продолжительность отопительного периода) z от = 236 сут.

Нормативный скоростной напор ветра - 23кгс/мІ

Расчетная температура внутреннего воздуха принимается в зависимости от функционального назначения каждого помещения здания согласно требованиям .

По определяем условия эксплуатации ограждающих конструкций в зависимости от влажностного режима помещений и зон влажности. Соответственно принимаем условия эксплуатации наружных ограждающих конструкций как «Б».

1.3 Объемно-планировочные и конструктивные решения здания

1.3.1 Объемно-планировочные элементы здания

Здание школы двухэтажное с осевыми размерами 42,0х49,5 высота этажа 3,6м.

В подвале располагается тепловой узел.

На первом этаже здания размещаются классные помещения, столовая, спортзал, коридоры и рекреация, кабинет медработника, туалеты.

На втором этаже размещены классные помещения, лаборантские, библиотека, учительская, актовый зал.

Объёмно-планировочные решения приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Объёмно-планировочные решения здания

1.3.2 Сведения о строительных конструкциях здания

Конструктивная схема здания: несущий металлический каркас из колонн и ферм покрытия.

Фундаменты: в проекте приняты фундаменты монолитные ж/б столбчатые под колонны здания. Фундаменты выполняются из бетона кл. В15, W4, F75. Под фундаментами предусмотрена бетонная подготовка t = 100 мм из бетона кл. В15 выполняемую по уплотненной песчаной подготовке t = 100 мм из крупнозернистого песка.

В отделке помещений, относящихся к столовой, применяются:

Стены: затирка швов и штукатурка, низ и верх стен окрашены водо-дисперсионной влагостойкой краской, керамическая плитка;

Полы: керамогранитная плитка.

В отделке помещений, относящихся к спортзалу, применяются:

Стены: затирка швов;

Потолки: 2 слоя ГВЛ окрашены водоэмульсионной краской;

Пол: дощатый пол, керамогранитная плитка, линолеум.

В отделке кабинета медработника, санузлов и душевых применяются:

Стены: керамическая плитка;

Потолки: 2 слоя ГВЛ окрашены водоэмульсионной краской;

Пол: линолеум.

В мастерской, холле, рекреациях, гардеробе применяются:

Потолки: 2 слоя ГВЛ окрашены водоэмульсионной краской;

Пол: линолеум.

В отделке помещений, относящихся к актовому залу, кабинетов, коридоров, библиотеки, лаборантские применяются:

Стены: затирка швов, штукатурка, моющаяся акриловая краска для внутренних работ ВД-АК-1180;

Потолки: 2 слоя ГВЛ окрашены водоэмульсионной краской;

Пол: линолеум.

В отделке кабинета директора, учительской применяются:

Стены: затирка швов, окраска водоэмульсионной краской, обои под покраску;

Потолки: 2 слоя ГВЛ окрашены водоэмульсионной краской;

Пол: ламинат.

В отделке книгохранилища, помещении для хранения инвентаря, подсобного помещения применяются

Стены: затирка швов, штукатурка, окраска масляной краской.

Потолки: 2 слоя ГВЛ окрашены водоэмульсионной краской.

Пол: линолеум.

Крыша на здании двускатная с уклоном 15° с покрытием из оцинкованной стали по металлическим прогонам.

Перегородки в здании приняты из пазогребневых плит, а также используется обшивка стен из гипсокартонных листов.

Для защиты строительных конструкции от разрушения приняты следующие меры:

- антикоррозийная защита металлических конструкций предусмотрена в соответствии с .

1.3.3 Объемно-планировочные и конструктивные решения индивидуального теплового пункта

Объемно-планировочные и конструктивные решения теплового пункта должны удовлетворять требованиям .

Для защиты строительных конструкций от коррозии должны применяться антикоррозионные материалы в соответствии с требованиями . Отделка ограждений тепловых пунктов предусматривается из долговечных влагостойких материалов, допускающих легкую очистку, при этом выполняется:

Штукатурка наземной части кирпичных стен,

Побелка потолков,

Бетонное или плиточное покрытие полов.

Стены теплового пункта покрываются плитками или окрашиваются на высоту 1,5 м от пола масляной или другой краской, выше 1,5 м от пола - клеевой или другой подобной краской.

Полы, для стока воды, выполняются с уклоном 0,01 в сторону трапа или водосборного приямка.

Индивидуальные тепловые пункты должны быть встроенными в обслуживаемые ими здания и размещаться в отдельных помещениях на первом этаже у наружных стен здания на расстоянии не более 12 м от входа в здание. Допускается размещать ИТП в технических подпольях или подвалах зданий, или сооружений.

Двери из теплового пункта должны открываться из помещения теплового пункта от себя. Предусматривать проемы для естественного освещения теплового пункта не требуется.

Минимальное расстояние в свету от строительных конструкций до трубопроводов, арматуры, оборудования, между поверхностями теплоизоляционных конструкций смежных трубопроводов, а также ширину прохода между строительными конструкциями и оборудованием (в свету) принимаются по прил. 1 . Расстояние от поверхности теплоизоляционной конструкции трубопровода до строительных конструкций здания или до поверхности теплоизоляционной конструкции другого трубопровода должно быть в свету не менее 30 мм.

1.4 Запроектированная система отопления

Проект отопления разработан в соответствии с техническим заданием, выданным заказчиком, и в соответствии с требованиями . Параметры теплоносителя в системе отопления Т 1 -80; Т 2 -60 °С.

Теплоноситель в системе отопления- вода с параметрами 80-60°С.

Теплоноситель в системе вентиляции- вода с параметрами 90-70°С.

Присоединение системы отопления к тепловой сети осуществляется в тепловом пункте по зависимой схеме.

Система отопления однотрубная вертикальная, с разводкой магистралей по полу первого этажа.

В качестве нагревательных приборов приняты биметаллические радиаторы «Rifar Base» со встроенными терморегуляторами.

Воздухоудаление из системы отопления осуществляется через встроенные пробки приборов краны типа Маевского.

Для опорожнения системы отопления в нижних точках системы предусмотрены спускные краны. Уклон трубопроводов 0.003 в сторону теплового узла.

2. ПРОЕКТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

2.1 Основные понятия и элементы системы

Системы отопления являются неотъемлемой частью здания. Поэтому они должны удовлетворять следующим требованиям :

Отопительные приборы должны обеспечивать установленную нормами температуру независимо от температуры наружного воздуха и количества находящихся в помещении людей;

Температура воздуха в помещении должна быть равномерна как в горизонтальном, так и вертикальном направлении.

Суточные колебания температуры не должны превышать 2-3°С при центральном отоплении.

Температура внутренних поверхностей ограждающих конструкций (стены, потолки, пол) должна приближаться к температуре воздуха помещений, разность температур не должна превышать 4-5°С;

Отопление помещений должно быть непрерывным в течение отопительного сезона и предусматривать качественное и количественное регулирование теплоотдачи;

Средняя температура нагревательных приборов не должна превышать 80°С (более высокая температура приводит к избыточному теплоизлучению, пригоранию и возгонке пыли);

Технико-экономическим (заключается в том, чтобы расходы на сооружение и эксплуатацию отопительной системы были минимальными);

­ архитектурно-строительным (предусматривают взаимную увязку всех элементов отопительной системы со строительными архитектурно-планировочными решениями помещений, обеспечение сохранности строительных конструкций на протяжении всего срока эксплуатации здания);

­ монтажно-эксплуатационным (система отопления должна соответствовать современному уровню механизации и индустриализации заготовительных монтажных работ, обеспечивать надежность работы в течение всего срока их эксплуатации, быть достаточно простыми в обслуживании).

Система отопления включает в себя три основных элемента: источник теплоты, теплопроводы и отопительные приборы. Она классифицируется по виду используемого теплоносителя и месту расположения источника теплоты.

Конструктивная разработка системы отопления является важной составной частью процесса проектирования. В дипломном проекте запроектированная следующая система отопления:

­ по виду теплоносителя - водяная;

­ по способу перемещения теплоносителя - с принудительным побуждение;

­ по месту расположения источника теплоты - центральная (сельская котельная);

­ по расположению теплопотребителей - вертикальная;

­ по виду соединения нагревательных приборов в стояках - однотрубная;

­ по направлению движения воды в магистралях - тупиковая.

Сегодня однотрубная система отопления - одна из самых распространенных систем.

Большой плюс такой системы, разумеется, в экономии материалов. Соединительные трубы, обратные стояки, перемычки и подводы к радиаторам отопления - все это в сумме дает достаточную протяженность трубопровода, который стоит немалых средств. Однотрубная система отопления позволяет избежать монтажа лишних труб, серьезно сэкономив. Во-вторых, это гораздо эстетичнее выглядит.

Так же есть множество технологических решений, которые избавляют от проблем, существовавших с такими системами буквально десяток лет назад. На современные однотрубные системы отопления устанавливают термостатические клапаны, радиаторные регуляторы, специальные воздухоотводчики, балансировочные вентили, удобные шаровые краны. В современных отопительных системах, использующих последовательную подачу теплоносителя, уже можно добиться понижения температуры в предшествующем радиаторе без ее снижения в последующих.

Задачей гидравлического расчета трубопровода отопительной сети является выбор оптимальных сечений труб для пропуска заданного количества воды на отдельных участках. При этом не должен быть превышен установленный технико-экономический уровень эксплуатационных энергозатрат на перемещение воды, санитарно-гигиеническое требование по уровню гидрошумности, а также выдержана необходимая металлоемкость проектируемой системы отопления. Кроме того, хорошо рассчитанная и увязанная в гидравлическом отношении трубопроводная сеть обеспечивает более надежную и тепловую устойчивость при нерасчетных режимах эксплуатации системы отопления в разные периоды отопительного сезона. Расчет выполняется после определения теплопотерь помещения здания. Но предварительно для получения необходимых величин производят теплотехнический расчет наружных ограждений.

2.2 Теплотехнический расчет наружных ограждений

Начальной стадией проектирования системы отопления является теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций. К ограждающим конструкциям можно отнести наружные стены, окна, балконные двери, витражи, входные двери, ворота и т.д. Целью расчета является определение теплотехнических показателей, главными из которых являются величины приведенных сопротивлений теплопередачи наружных ограждений. Благодаря им производят вычисления расчетных теплопотерь всеми помещениями здания и составляют теплоэнергетический паспорт.

Наружные метеорологические параметры :

­ город - Никольск. Климатический район - ;

­ температура наиболее холодной пятидневки (с обеспеченностью) -34;

­ температура наиболее холодных суток (с обеспеченностью) - ;

­ средняя температура отопительного периода - ;

­ отопительный период - .

Архитектурно-строительные решения по ограждающим конструкциям проектируемого здания должны быть такими, чтобы полное термическое сопротивление теплопередачи этих конструкций, было равным экономически целесообразному сопротивлению теплопередаче, определенному из условий обеспечения наименьших приведенных затрат, а также не менее требуемого сопротивления теплопередаче, по санитарно-гигиеническим условиям.

Для расчета по санитарно-гигиеническим условиям требуемого сопротивления теплопередаче, ограждающих конструкций, за исключением световых проемов (окон, балконных дверей и фонарей), пользуются формулой (2.1) :

где - коэффициент, учитывающий положение ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху;

Температура воздуха внутри помещения, для жилого здания, ;

Расчетная зимняя температура наружного воздуха, значение приведено выше;

Нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, ;

Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, :

2.2.1 Расчёт сопротивления теплопередаче через наружные стены

где: t вн - расчетная температура внутреннего воздуха, С, принимаемая согласно;

t о.п. , n о. п. - средняя температура, С, и продолжительность, сут, периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8С, согласно .

Согласно , температура воздуха в помещениях для занятий подвижными видами спорта, и в помещенияч, в которых люди находятся в полураздетом виде (раздевалки, процедурные кабинеты, кабинеты врачей) в холодный период года должна быть в пределах 17-19 С.

Сопротивление теплопередачи R o для однородной однослойной или многослойной ограждающей конструкции с однородными слоями согласно должно определяться по формуле (2.3)

R 0 = 1/a н + d 1 /l 1 --+--...--+--d n /l n + 1/a в, м 2 * 0 С/Вт (2.3)

A в - принимается по таблице 7 a в = 8,7 Вт/м 2 * 0 С

A н - принимается по таблице 8 --a н = 23 Вт/м 2 * 0 С

Наружная стена состоит из сэндвич панелей Петропанель толщиной d = 0,12 м;

Подставляем все данные в формулу (2.3).

2.2.2 Расчёт сопротивления теплопередаче через кровлю

По условиям энергосбережения требуемое сопротивление теплопередачи определяется по таблице в зависимости от градусо-суток отопительного периода (ГСОП).

ГСОП, определяется по следующей формуле:

где: t в - расчетная температура внутреннего воздуха, С, принимаемая согласно ;

t от.пер. , z от. пер. - средняя температура, С, и продолжительность, сут, периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8С, согласно .

Градусо-сутки для каждого вида помещений определяется отдельно, т.к. температура в помещениях колеблется от 16 до 25С.

Согласно данным для с. Косково:

t от.пер. = -4,9 С;

z от. пер. = 236 сут.

Подставляем значения в формулу.

Сопротивление теплопередачи R o для однородной однослойной или многослойной ограждающей конструкции с однородными слоями согласно должно определяться по формуле:

R 0 = 1/a н + d 1 /l 1 --+--...--+--d n /l n + 1/a в,м 2 * 0 С/Вт (2.5)

где: d-----толщина слоя изоляции, м.

l-----коэффициент теплопроводности, Вт/м* 0 С

a н, a в ---коэффициенты теплоотдачи наружной и внутренней поверхности стенок, Вт/м 2 * 0 С

a в - принимается по таблице 7 a в = 8,7Вт/м 2 * 0 С

a н - принимается по таблице 8 a н = 23 Вт/м 2 * 0 С

Материал кровли оцинкованный лист по металлическим прогонам.

В этом случае утепляется чердачное перекрытие.

2.2.3 Расчёт сопротивления теплопередаче через пол первого этажа

Для утеплённых полов рассчитываем значение сопротивления теплопередачи по следующей формуле:

R у.п. = R н.п. + ?--d ут.сл. /--l ут.сл. (2.6)

где: R н.п. - сопротивление теплопередачи для каждой зоны неутепленного пола, м 2о С/Вт

D ут.сл - толщина утепляющего слоя, мм

L ут.сл. - коэффициент теплопроводности утепляющего слоя, Вт/м* 0 С

Конструкция пола первого этажа состоит из следующих слоёв:

1-й слой линолеум ПВХ на теплоизолирующей основе ГОСТ 18108-80* на клеящей мастике d--= 0,005 м и коэффициентом теплопроводности l--= 0,33 Вт/м* 0 С.

2-й слой стяжка из цементно-песчаного раствора М150 d--= 0,035 м и коэффициентом теплопроводности l--= 0,93 Вт/м* 0 С.

3-й слой линокром ТПП d--= 0,0027 м

4-й слой, подстилающий слой из бетона В7.5 d=0,08 м и коэффициентом теплопроводности l--= 0,7 Вт/м* 0 С.

Для окон с тройным остеклением из обычного стекла в раздельных переплётах сопротивление теплопередаче принимаем

R ок = 0,61м 2о С/Вт.

2.3 Определение теплопотерь в здании через наружные ограждения

Для обеспечения в помещениях параметров воздуха в пределах допустимых норм при расчете тепловой мощности системы отопления необходимо учитывать :

­ потери теплоты через ограждающие конструкции зданий и помещений;

­ расход теплоты на нагрев инфильтрующегося в помещении наружного воздуха;

­ расход теплоты на нагревание материалов и транспортных средств, поступающих в помещение;

­ приток теплоты, регулярно поступающий в помещения от электрических приборов, освещения, технологического оборудования и других источников.

Расчетные теплопотери в помещениях вычисляются по уравнению:

где: - основные теплопотери ограждений помещения, ;

Поправочный коэффициент, учитывающий ориентацию наружных ограждений по секторам горизонта, например, для севера, а для юга - ;

Расчетные теплопотери на нагрев вентиляционного воздуха и теплопотери на инфильтрацию наружного воздуха - , ;

Бытовые теплоизбытки в помещении, .

Основные теплопотери ограждений помещения, рассчитываются по уравнению теплопередачи:

где: - коэффициент теплопередачи наружных ограждений, ;

Площадь поверхности ограждения, . Правила обмера помещений взяты из .

Затраты теплоты на нагревание воздуха, удаляемого из помещения жилых и общественных зданий при естественной вытяжной вентиляции, не компенсируемые подогретым приточным воздухом, определяются по формуле:

где: - минимальный нормативный воздухообмен, который для жилого здания составляет на жилой площади;

Плотность воздуха, ;

k - коэффициент, учитывающий встречный тепловой поток, для раздельно-переплетных балконных дверей и окон принимается 0,8, для одинарных и парно-переплетных окон - 1,0.

При нормальных условиях плотность воздуха, определяется по формуле:

где - температура воздуха, .

Расход теплоты на подогревание воздуха, который попадает в помещение через различные неплотности защитных сооружений (ограждений) в результате ветрового и теплового давлений, определяется согласно формулы:

где k - коэффициент, учитывающий встречный тепловой поток, для раздельно-переплетных балконных дверей и окон принимается 0,8, для одинарных и парно-переплетных окон - 1,0;

G i - расход воздуха, проникающего (инфильтрирующегося) через защитные сооружения (ограждающие конструкции), кг/ч;

Удельная массовая теплоемкость воздуха, ;

В расчетах принимают наибольшее из, .

Бытовые теплоизбытки, определяются по приблизительной формуле:

Расчет тепловых потерь здания производился в программе «VALTEC». Результат расчёта находится в приложениях 1 и 2.

2.4 Подбор отопительных приборов

Принимаем к установке радиаторы фирмы «Rifar».

Российская компания «РИФАР» является отечественным производителем новейшей серии высококачественных биметаллических и алюминиевых секционных радиаторов.

Компания «РИФАР» изготавливает радиаторы, предназначенные для работы в системах отопления с максимальной температурой теплоносителя до 135°C, рабочим давлением до 2,1 МПа (20 атм.); и испытываются при максимальных давлениях 3,1МПа (30 атм.).

Компания «РИФАР» использует самые современные технологии покраски и испытаний радиаторов. Высокая теплоотдача и малая инерционность радиаторов «РИФАР» достигается за счет эффективной подачи и регулирования объема теплоносителя и использования специального плоско-каркасного алюминиевого оребрения с высокой теплопроводностью и теплоотдачей излучающей поверхности. Это обеспечивает быстрый и качественный нагрев воздуха, эффективное терморегулирование и комфортные температурные условия в помещении.

Биметаллические радиаторы RIFAR приобрели большую популярность для установки в центральных системах отопления по всей России. В них учтены особенности и требования эксплуатации российских систем отопления. В числе прочих конструктивных преимуществ, свойственных биметаллическим радиаторам, нужно отметить способ герметизации межсекционного соединения, существенно повышающий надежность сборки отопительного прибора.

Его устройство основано на специальной конструкции частей соединяемых секций и параметрах силиконовой прокладки.

Радиаторы RIFAR Base представлены тремя моделями с межосевым расстоянием 500, 350 и 200 мм.

Модель RIFAR Base 500с межосевым расстоянием 500 мм - одна из самых мощных среди биметаллических радиаторов, что делает ее приоритетной при выборе радиаторов для отопления больших и слабоутепленных помещений. Секция радиатора «РИФАР» состоит из стальной трубы, залитой под высоким давлением алюминиевым сплавом, обладающим высокими прочностными и отличными литейными свойствами. Полученное в результате монолитное изделие с тонким оребрением обеспечивает эффективную теплоотдачу при максимальном запасе прочности.

В качестве теплоносителя для моделей Base 500/350/200 допускается использование только специально подготовленной воды, согласно п. 4.8. СО 153-34.20.501-2003 «Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей РФ».

Предварительный подбор отопительных приборов осуществляется по каталогу отопительного оборудования «Rifar», приведённому в приложении 11.

2.5 Гидравлический расчет системы водяного отопления

Система отопления состоит из четырёх основных компонентов это трубопроводы, отопительные приборы, теплогенератор, регулирующая и запорная арматура. Все элементы системы имеют свои характеристики гидравлического сопротивления и должны учитываться при расчёте. При этом, как было сказано выше, гидравлические характеристики не являются постоянными. Производители отопительного оборудования и материалов обычно приводят данные по гидравлическим характеристикам (удельные потери давления) на производимые ими материалы или оборудование.

Задача гидравлического расчета состоит в выборе экономичных диаметров труб с учетом принятых перепадов давлений и расходов теплоносителя. При этом должна быть гарантирована подача его во все части системы отопления для обеспечения расчетных тепловых нагрузок отопительных приборов. Правильный выбор диаметров труб также обуславливает экономию металла.

Гидравлический расчет производится в следующем порядке:

1) Определяются тепловые нагрузки на отдельные стояки системы отопления.

2) Выбирается главное циркуляционное кольцо. В однотрубных системах отопления это кольцо выбирается через наиболее нагруженный и наиболее удаленный от теплового пункта стояк при тупиковом движении воды или наиболее нагруженный стояк, но из средних стояков - при попутном движении воды в магистралях. В двухтрубной системе это кольцо выбирается через нижний отопительный прибор аналогично выбранным стоякам.

3) Выбранное циркуляционное кольцо разбивается на участки по ходу движения теплоносителя, начиная от теплового пункта.

За расчетный участок принимают отрезок трубопровода с постоянным расходом теплоносителя. Для каждого расчетного участка надо указать порядковый номер, длину L, тепловую нагрузку Q уч и диаметр d.

Расход теплоносителя

Расход теплоносителя, напрямую зависит от тепловой нагрузки, которую теплоноситель должен переместить от теплогенератора к отопительному прибору.

Конкретно для гидравлического расчёта требуется определить расход теплоносителя на заданном расчётном участке. Что такое расчётный участок. Расчетным участком трубопровода принимается участок постоянного диаметра с неизменным расходом теплоносителя. Например если в состав ветки входят десять радиаторов (условно каждый прибор мощностью 1 кВт) а общий расход теплоносителя рассчитан на перенос теплоносителем тепловой энергии равной 10 кВт. То первым участком будет участок от теплогенератора до первого в ветке радиатора (при условии что по всему участку постоянный диаметр) с расходом теплоносителя на перенос 10 кВт. Второй участок будет находится между первым и вторым радиатором с расходом на перенос тепловой энергии 9 кВт и так далее вплоть до последнего радиатора. Рассчитывается гидравлическое сопротивление как подающего трубопровода, так и обратного.

Расход теплоносителя (кг/час) для участка рассчитывается по формуле:

G уч = (3,6 * Q уч) / (с * (t г - t о)) , (2.13)

где: Q уч - тепловая нагрузка участка Вт., например, для вышеуказанного примера тепловая нагрузка первого участка равна 10 кВт или 1000 Вт.

с = 4,2 кДж/(кг·°С) - удельная теплоемкость воды;

t г - расчетная температура горячего теплоносителя в системе отопления, °С;

t о - расчетная температура охлажденного теплоносителя в системе отопления, °С.

Скорость потока теплоносителя

Минимальный порог скорости теплоносителя рекомендуют принимать в пределах 0,2-0,25 м/с. На меньших скоростях начинается процесс выделения избыточного воздуха содержащегося в теплоносителе что может приводить к образованию воздушных пробок и как следствие полный либо частичный отказ работы системы отопления. Верхний порог скорости теплоносителя лежит в диапазоне 0,6-1,5 м/с. Соблюдение верхнего порога скорости позволяет избежать возникновение гидравлических шумов в трубопроводах. На практике было определён оптимальный диапазон скорости 0,3-0,7 м/с.

Более точный диапазон рекомендованной скорости теплоносителя зависит от материала трубопроводов применяемых в системе отопления а точнее от коэффициента шероховатости внутренней поверхности трубопроводов. Например для стальных трубопроводов лучше придерживаться скорости теплоносителя от 0,25 до 0,5 м/с, для медных и полимерных (полипропиленовые, полиэтиленовые, металлопластиковые трубопроводы) от 0,25 до 0,7 м/с либо воспользоваться рекомендациями производителя при их наличии.

Полное гидравлическое сопротивление или потеря давления на участке.

Полное гидравлическое сопротивление или потеря давления на участке представляет собой сумму потерь давления на гидравлическое трение и потерь давления в местных сопротивлениях:

ДP уч = R*l + ((с * н2) / 2) * Уж, Па (2.14)

где: н - скорость теплоносителя, м/с;

с - плотность транспортируемого теплоносителя, кг/м3;

R - удельные потери давления трубопровода, Па/м;

l - длина трубопровода на расчетном участке системы, м;

Уж - сумма коэффициентов местных сопротивлений установленной на участке запорно-регулирующей арматуры и оборудования.

Общее гидравлическое сопротивление рассчитываемой ветки системы отопления является сумма гидравлических сопротивлений участков.

Выбор основного расчётного кольца (ветви) системы отопления.

В системах с попутным движением теплоносителя в трубопроводах:

для однотрубных систем отопления - кольцо через наиболее нагруженный стояк.

В системах с тупиковым движением теплоносителя:

для однотрубных систем отопления - кольцо через самый нагруженный из самых удалённых стояков;

Под нагрузкой имеется в виду тепловая нагрузка.

Гидравлический расчёт системы с водяным отоплением производился в программе «Valtec». Результат расчёта находится в приложениях 3 и 4.

2.6 О программе «VALTEC.PRG.3.1.3»

Назначение и область применения: Программа VALTEC.PRG.3.1.3. предназначена для выполнения теплогидравлических и гидровлических расчетов. Программа находится в открытом доступе и дает возможность рассчитать водяное радиаторное, напольное и настенное отопление, определить теплопотребность помещений, необходимые расходы холодной, горячей воды, объем канализационных стоков, получить гидравлические расчеты внутренних сетей тепло- и водоснабжения объекта. Кроме того, в распоряжении пользователя - удобно скомпанованная подборка справочных материалов. Благодаря понятному интерфейсу освоить программу можно и не обладая квалификацией инженера-проектировщика.

Все расчеты, выполненные в программе можно вывести в MS Excel и в формате pdf.

Программе имеются все типы приборов, запорной и регулирующей арматуры, фитингов, предоставляемые компанией VALTEC

Дополнительные функции

В программе можно производить расчет:

а) Теплые полы;

б) Теплые стены;

в) Обогрев площадок;

г) Отопление:

д) Водоснабжение и канализация;

е) Аэродинамический расчет дымовых труб.

Работа в программе:

Начинаем расчет системы отопления со сведений о проектируемом объекте. Район строительства, тип здания. Затем переходим к расчету теплопотерь. Для этого нужно определить температуру внутреннего воздуха и термосопротивление ограждающих конструкций. Для определения коэффициентов теплопередачи конструкций заводим в программу состав наружных ограждающих конструкций. После этого переходим к определению теплопотерь по каждому помещению.

После того, как рассчитали теплопотери переходим к расчету отопительных приборов. Данный расчет позволяет определить нагрузку на каждом стояке и рассчитать нужное количество секций радиатора.

Следующий шаг гидравлический расчет системы отопления. Выбираем тип системы: отопление или водопровод, вид присоединения к теплосети: зависимое, независимое и вид транспортируемой среды: вода или раствор гликоля. После переходим к расчету веток. Каждую ветку делим на участки и производим расчет трубопровода на каждом участке. Для определения КМС на участке, в программе имеются все необходимые виды арматуры, фитингов, приборов и узлов присоединения стояков.

Справочно-техническая информация, необходимая для решения задачи, включает в себя сортамент труб, справочники по климатологии, кмс и многие другие.

Так же в программе есть калькулятор, конвертер и др.

Выходные данные:

Все расчётные характеристики системы формируются в табличной форме в программной среде MS Excel и в формате pdf/

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО ПУНКТА

Тепловыми пунктами называют объекты теплоснабжения зданий, предназначенные для присоединения к тепловым сетям систем отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха, горячего водоснабжения и технологических теплоиспользующих установок промышленных и сельскохозяйственных предприятий, жилых и общественных зданий .

3.1 Общие сведения по тепловым пунктам

Технологические схемы тепловых пунктов различаются в зависимости от :

­ вида и количества одновременно присоединенных к ним потребителей теплоты - систем отопления, горячего водоснабжения (далее ГВС), вентиляции и кондиционирования воздуха (далее вентиляции);

­ способа присоединения к тепловой сети системы ГВС - открытая или закрытая система теплоснабжения;

­ принципа нагрева воды для ГВС при закрытой системе теплоснабжения - одноступенчатая или двухступенчатая схема;

­ способа присоединения к тепловой сети систем отопления и вентиляции - зависимое, с подачей теплоносителя в систему теплопотребления непосредственно из тепловых сетей, или независимое - через водоподогреватели;

­ температуры теплоносителя в тепловой сети и в системах теплопотребления (отопление и вентиляция) - одинаковые или разные (например, или);

­ пьезометрического графика системы теплоснабжения и его соотношения к отметке и высоте здания;

­ требований к уровню автоматизации;

­ частных указаний теплоснабжающей организации и дополнительных требований заказчика.

По функциональному назначению тепловой пункт можно разделить на отдельные узлы, связанные между собой трубопроводами и имеющие обособленные или, в отдельных случаях, общие средства автоматического управления :

­ узел ввода тепловой сети (стальная запорная фланцевая или приварная арматура на входе и выходе из здания, сетчатые фильтры, грязевики);

­ узел учета теплопотребления (теплосчетчик, предназначенный для вычисления потребляемой тепловой энергии);

­ узел согласования давлений в тепловой сети и системах теплопотребления (регулятор давлений, предназначенный для обеспечения работы всех элементов теплового пункта, систем теплопотребления, а также тепловых сетей в стабильном и безаварийном гидравлическом режиме);

­ узел присоединения систем вентиляции;

­ узел присоединения системы ГВС;

­ узел присоединения системы отопления;

­ узел подпитки (для компенсации потерь теплоносителя в системах отопления и ГВС).

3.2 Расчет и подбор основного оборудования

В тепловых пунктах предусматриваются размещение оборудования, арматуры, приборов контроля, управления и автоматизации, посредством которых осуществляется :

­ преобразование вида теплоносителя и его параметров;

­ контроль параметров теплоносителя;

­ регулирование расхода теплоносителя и распределение его по системам потребления теплоты;

­ отключение систем потребления теплоты;

­ защита местных систем от аварийного повышения параметров теплоносителя;

­ заполнение и подпитка систем потребления теплоты;

­ учет тепловых потоков и расходов теплоносителя и конденсата;

­ сбор, охлаждение, возврат конденсата и контроль его качества;

­ аккумулирование теплоты;

­ водоподготовка для систем ГВС.

В тепловом пункте в зависимости от его назначения и конкретных условий присоединения потребителей могут осуществляться все перечисленные функции или только их часть.

Спецификация оборудования теплового пункта приведена в приложении 13.

3.3 Исходные данные

Наименование здания - общественное двухэтажное здание.

Температура теплоносителя в тепловой сети - .

Температура теплоносителя в системе отопления - .

Схема присоединения систем отопления к тепловой сети -зависимая.

Тепловой узел управления - автоматизированный.

3.4 Подбор теплообменного оборудования

Выбор оптимальной конструкции теплообменника является задачей, разрешаемой технико-экономическим сравнением нескольких типоразмеров аппаратов применительно к заданным условиям или на основании критерия оптимизации.

На поверхность теплообмена и на относящуюся к ней долю капитальных затрат, а также на стоимость эксплуатации влияет недорекуперация теплоты. Чем меньше величина недорекуперации теплоты, т.е. чем меньше разность температур греющего теплоносителя на входе и нагреваемого теплоносителя на выходе при противотоке, тем больше поверхность теплообмена, тем выше стоимость аппарата, но тем меньше эксплуатационные расходы.

Известно также, что с увеличением числа и длины труб в пучке и уменьшением диаметра труб снижается относительная стоимость одного квадратного метра поверхности кожухотрубчатого теплообменника, так как при этом снижается общая затрата металла на аппарат в расчете на единицу поверхности теплообмена.

При выборе типа теплообменника можно руководствоваться следующими рекомендациями.

1. При обмене теплотой двух жидкостей или двух газов целесообразно выбрать секционные (элементные) теплообменники; если из-за большой поверхности теплообменника конструкция получается громоздкой, можно принять к установке многоходовой кожухотрубчатый теплообменник.

3. Для химически агрессивных сред и при небольших тепловых производительностях экономически целесообразны рубашечные, оросительные и погружные теплообменники.

4. Если условия теплообмена по обе стороны теплопередающей поверхности резко различны (газ и жидкость), должны быть рекомендованы трубчатые ребристые или плавниковые теплообменники.

5. Для передвижных и транспортных тепловых установок, авиационных двигателей и криогенных систем, где при высокой эффективности процесса необходимы компактность и малая масса, находят широкое применение пластинчатые ребристые и штампованные теплообменники.

В дипломном проекте подобран пластинчатый теплообменник FP Р-012-10-43. Приложение 12.

4. ТЕХНОЛОГИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

4.1 Технология монтажа элементов системы теплоснабжения

4.1.1 Монтаж трубопроводов системы отопления

Трубопроводы систем отопления прокладывают открыто за исключением трубопроводов систем водяного отопления со встроенными в конструкции зданий нагревательными элементами и стояками. Скрытую прокладку трубопроводов допускается применять, если технологические, гигиенические, конструктивные или архитектурные требования обоснованы. При скрытой прокладке трубопроводов в местах расположения сборных соединений и арматуры следует предусматривать люки.

Магистральные трубопроводы воды, пара и конденсата прокладывают с уклоном не менее 0,002, а паропроводы -- против движения пара с уклоном не менее 0,006.

Подводки к нагревательным приборам выполняют с уклоном в направлении движения теплоносителя. Уклон принимают от 5 до 10 мм на всю длину подводки. При длине подводки до 500 мм ее прокладывают без уклона.

Стояки между этажами соединяют на сгонах и сварке. Сгоны устанавливают на высоте 300 мм от подающей подводки. После сборки стояка и подводок нужно тщательно проверить вертикальность стояков, правильность уклонов подводок к радиаторам, прочность крепления труб и радиаторов, аккуратность сборки -- тщательность зачистки льна у резьбовых соединений, правильность крепления труб, зачистки цементного раствора на поверхности стен у хомутиков.

Трубы в хомутиках, перекрытиях и стенах надо прокладывать так, чтобы их можно было свободно перемещать. Это достигается тем, что хомутики изготовляют несколько большим диаметром, чем трубы.

В стенах и перекрытиях устанавливают гильзы для труб. Гильзы, которые изготовляют из обрезков труб или из кровельной стали, должны быть несколько больше диаметра трубы, что обеспечивает свободное удлинение труб при изменении температурных условий. Кроме того, гильзы должны на 20--30 мм выступать из пола. При температуре теплоносителя выше 100°С трубы, кроме того, необходимо обертывать асбестом. Если изоляции нет, то расстояние от трубы до деревянных и других сгораемых конструкций должно быть не менее 100 мм. При температуре теплоносителя ниже 100°С гильзы могут быть выполнены из листового асбеста или картона. Обертывать трубы кровельным толем нельзя, так как на потолке в месте прохода трубы будут выступать пятна.

При установке приборов в нише и при открытой прокладке стояков подводки выполняют напрямую. При установке приборов в глубоких нишах и скрытой прокладке трубопроводов, а также при установке приборов у стен без ниш и открытой прокладке стояков подводки ставят с утками. Если трубопроводы двухтрубных систем отопления прокладывают открыто, скобы при обходе труб изгибают на стояках, причем изгиб должен быть обращен в сторону помещения. При скрытой прокладке трубопроводов двухтрубных систем отопления скобы не делают, а в местах пересечения труб стояки несколько смещают в борозде.

При установке арматуры и фасонных частей, чтобы придать им правильное положение, нельзя ослаблять резьбу в обратном направлении (развинчивать); в противном случае может появиться течь. При цилиндрической резьбе следует развинтить фасонную часть или арматуру, подмотать лен и снова навинтить ее.

На подводках крепление устанавливают только в том случае, если длина их более 1,5 м.

Магистральные трубопроводы в подвале и на чердаке монтируют на резьбе и сварке в такой последовательности: вначале раскладывают на установленные опоры трубы обратной магистрали, выверяют одну половину магистрали по заданному уклону и соединяют трубопровод на резьбе или сварке. Далее с помощью сгонов соединяют стояки с магистралью вначале насухо, а затем на льне и сурике и укрепляют трубопровод на опорах.

При монтаже магистральных трубопроводов на чердаке вначале размечают оси магистрали на поверхности строительных конструкций и устанавливают подвески или настенные опоры по намеченным осям. После этого собирают и крепят магистральный трубопровод на подвесках или опорах, выверяют магистрали и соединяют трубопровод на резьбе или сварке; затем присоединяют стояки к магистрали.

При прокладке магистральных трубопроводов необходимо соблюдать проектные уклоны, прямолинейность трубопроводов, устанавливать воздухосборники и спуски в местах, указанных в проекте. Если в проекте нет указаний об уклоне труб, то его принимают не менее 0,002 с подъемом в сторону воздухосборников. Уклон трубопроводов на чердаках, в каналах и подвалах размечают с помощью рейки, уровня и шнура. На месте монтажа по проекту определяют положение какой-либо точки оси трубопровода. От этой точки прокладывают горизонтальную линию и по ней натягивают шнур. Затем по заданному уклону на каком-либо расстоянии от первой точки находят вторую точку оси трубопровода. По двум найденным точкам натягивают шнур, который определит ось трубопровода. Соединять трубы в толще стен и перекрытиях не допускается, так как их невозможно осмотреть и отремонтировать.

Подобные документы

Теплотехнический расчет наружных ограждений здания. Описание принятой системы отопления и водоснабжения. Подбор водомера и определение потери напора в нём. Составление локальной сметы, технико-экономические показатели строительно-монтажных работ.

дипломная работа , добавлен 07.02.2016


Теплотехнический расчет наружной многослойной стенки здания. Расчет расходов теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха через ограждения. Определение удельной тепловой характеристики здания. Расчет и подбор радиаторов системы отопления здания.

дипломная работа , добавлен 15.02.2017


Теплотехнический расчет наружного ограждения стены, конструкции полов над подвалом и подпольями, световых проемов, наружных дверей. Конструирование и выбор системы отопления. Подбор оборудования для индивидуального теплового пункта жилого здания.

курсовая работа , добавлен 02.12.2010


Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций, теплопотерь здания, нагревательных приборов. Гидравлический расчет системы отопления здания. Выполнение расчета тепловых нагрузок жилого дома. Требования к системам отопления и их эксплуатация.

отчет по практике , добавлен 26.04.2014


Требования к автономной системе теплоснабжения. Теплотехнический расчёт наружных ограждающих конструкций. Гидравлический расчет системы отопления, оборудование для нее. Организация и безопасные условия труда на рабочем месте. Затраты на систему отопления.

дипломная работа , добавлен 17.03.2012


Конструктивные особенности здания. Расчет ограждающих конструкций и теплопотерь. Характеристика выделяющихся вредностей. Расчет воздухообмена для трех периодов года, системы механической вентиляции. Составление теплового баланса и выбор системы отопления.

курсовая работа , добавлен 02.06.2013


Определение сопротивлений теплопередачи наружных ограждающих конструкций. Расчет тепловых потерь ограждающих конструкций здания. Гидравлический расчет системы отопления. Расчет нагреватальных приборов. Автоматизация индивидуального теплового пункта.

дипломная работа , добавлен 20.03.2017


Расчет теплопередачи наружной стены, пола и перекрытия здания, тепловой мощности системы отопления, теплопотерь и тепловыделений. Выбор и расчёт нагревательных приборов системы отопления, оборудования теплового пункта. Методы гидравлического расчета.

курсовая работа , добавлен 08.03.2011


Теплотехнический расчет наружных ограждений. Определение тепловой характеристики здания. Составление локальной сметы. Основные технико-экономические показатели строительно-монтажных работ. Анализ условий труда при выполнении сантехнических работ.

дипломная работа , добавлен 11.07.2014


Теплотехнический расчет наружных ограждений: выбор расчетных параметров, определение сопротивлений теплопередаче. Тепловая мощность и потери, конструирование системы отопления. Гидравлический расчет системы отопления. Расчет отопительных приборов.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://allbest.ru/

С одержание

Введение

1. Расчёт отопления, вентиляции и горячего водоснабжения школы на 90 учащихся

1.1 Краткая характеристика школы

1.2 Определение потерь теплоты через наружные ограждения гаража

1.3 Расчёт площади поверхности нагрева и подбор нагревательных приборов систем центрального топления

1.4 Расчёт воздухообмена школы

1.5 Подбор калориферов

1.6 Расчёт расхода теплоты на горячее водоснабжение школы

2. Расчет отопления и вентиляции остальных объектов по заданной схеме №1 при централизованном и местном теплоснабжении

2.1 Расчёт расхода теплоты на отопление и вентиляцию по укрупнённым нормативам жилых и общественных объектов

2.2 Расчёт расхода теплоты на горячее водоснабжение для жилых и общественных зданий

3.Построение годового графика тепловой нагрузки и подбор котлов

3.1 Построение годового графика тепловой нагрузки

3.2 Выбор теплоносителя

3.3 Подбор котлов

3.4 Построение годового графика регулирования отпуска тепловой котельной

Список литературы

Введение

Агропромышленный комплекс является энергоемкой отраслью народного хозяйства. Большое количество энергии расходуется на отопление производственных, жилых и общественных зданий, создание искусственного микроклимата в животноводческих помещениях и сооружениях защитного грунта, сушку сельскохозяйственных продуктов, производство продукции, получение искусственного холода и на многие другие цели. Поэтому энергообеспечение предприятий АПК включает в себя широкий круг задач связанный с производством, передачей и применением тепловой и электрической энергии, используя традиционные и не традиционные источники энергии.

В данном курсовом проекте предлагается вариант комплексного энергообеспечения населенного пункта:

· для заданной схемы объектов АПК производиться анализ потребности в тепловой энергии, электроэнергии, газе и холодной воде;

· производиться расчет нагрузок отопления, вентиляции и горячего водоснабжения;

· определяется необходимая мощность котельной, которая могла бы обеспечить потребности хозяйства в теплоте;

· осуществляется выбор котлов.

· производиться расчет газопотребления,

1. Расчёт отопления, вентиляции и горячего водоснабжения школы на 90 учащихся

1 . 1 Краткая ха рактеристика школы

Габариты 43,350х12х2,7.

Объем помещения V =1709,34 м 3 .

Наружные продольные стены - несущие, выполняются из облицовочного и отделочного, утолщенного кирпича марки КП-У100/25 по ГОСТ 530-95 на цементно - песчаном растворе М 50, толщиной 250 и 120 мм и 140 мм утеплителя - пенополистирола между ними.

Внутренние стены - выполняются из пустотелого, утолщенного керамического кирпича марки КП-У100/15 по ГОСТ 530-95, на растворе М50.

Перегородки - выполняются из кирпича КП-У75/15 по ГОСТ 530-95, на растворе М 50.

Кровля - рубероид (3 слоя), цементно-песчаная стяжка 20мм, пенополистирол 40мм, рубероид в 1 слой, цементно-песчаная стяжка 20мм и ж/б плита покрытия;

Полы - бетон М300 и уплотненный щебнем грунт.

Окна двойные со спаренным деревянным переплетом размер окон 2940х3000 (22шт) и 1800х1760 (4 шт).

Двери наружные деревянные одинарные 1770х2300 (6 шт)

Расчетные параметры наружного воздуха tн = - 25 0 С.

Расчетная зимняя вентиляционная температура наружного воздуха tн.в. = - 16 0 С.

Расчетная температура внутреннего воздуха tв = 16 0 С.

Зона влажности местности - нормальная сухая.

Барометрическое давление 99,3 кПа.

1.2 Расчет воздухообмена школа

В школе происходит процесс обучения. Характеризуется длительным нахождением большого числа учащихся. Вредных выбросов нет. Коэффициент сменности воздуха для школы составит 0,95…2.

где Q - воздухообмен, м?/ч; Vп - объем помещения, м?; К - кратность воздухообмена принимаем = 1.

Рис.1. Размеры помещения.

Объем помещения:

V=1709,34 м 3 .

Q = 1 1709,34= 1709,34 м 3 /ч.

В помещении устраиваем общеобменную вентиляцию, совмещенную с отоплением. Естественную вытяжную вентиляцию устраиваем в виде вытяжных шахт, площадь сечения F вытяжных шахт находим по формуле: F = Q / (3600 ? н к.вн) . , предварительно определив скорость воздуха в вытяжной шахте высотой h = 2,7 м

н к.вн. = = 1,23 м/с

F = 1709,34 / (3600 1,23) = 0,38 м?

Число вытяжных шахт

n вш = F / 0,04 = 0,38 / 0,04 = 9,5? 10

Принимаем 10 вытяжных шахт высотой 2 м живым сечением 0,04 м? (с размерами 200 х 200 мм).

1.3 Определение потерь теплоты через наружные ограждения помещения

Теплопотери через внутренние ограждения помещения не учитываем, т.к. разность температур в разделяемых помещениях не превышает 5 0 С. Определяем сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций. Сопротивление теплопередаче наружной стены (рис. 1) найдем по формуле, используя данные табл. 1, зная, что термическое сопротивление тепловосприятию внутренней поверхности ограждения Rв=0,115 м 2 0 С/Вт

где Rв - термическое сопротивление тепловосприятию внутренней поверхности ограждения, м?·?С / Вт; - сумма термических сопротивлений теплопроводности отдельных слоев т - слойного ограждения толщиной дi (м), выполненных из материалов с теплопроводностью лi, Вт / (м·?С), значения л приведены в табл.1; Rн - термическое сопротивление теплоотдаче наружной поверхности ограждения Rн=0,043 м 2 0 С/Вт (для наружных стен и бесчердачных перекрытий).

Рис.1 Структура материалов стен.

Табл.1 Теплопроводность и ширина материалов стены.

Сопротивление теплопередаче наружной стены:

R 01 = м?·?С/Вт.

2) Сопротивление теплопередаче окон Rо.ок=0,34 м 2 0 С/Вт (находим из таблицы на с.8 )

Сопротивление теплопередаче наружных дверей и ворот 0,215 м 2 0 С/Вт (находим из таблицы на с.8 )

3) Сопротивление теплопередаче потолка для бесчердачного перекрытия (Rв=0,115 м 2 0 С/Вт, Rн=0,043 м 2 0 С/Вт).

Расчёт тепловых потерь через перекрытия:

Рис.2 структура потолка.

Табл.2 Теплопроводность и ширина материалов перекрытия

Сопротивление теплопередаче потолка

м 2 0 С/Вт.

4) Потери теплоты через полы вычисляют по зонам - полосам шириной 2 м, параллельным наружным стенам (рис.3).

Площади зон полов за вычетом площади подвала:

F1 = 43 2 + 28 2=142 м 2

F1=12 2 + 12 2 = 48 м 2 ,

F2 = 43 2 + 28 2=148 м 2

F2=12 2 + 12 2 = 48 м 2 ,

F3 = 43 2 + 28 2=142 м 2

F3=6 0,5 + 12 2 = 27 м 2

Площади зон полов подвала:

F1 = 15 2 + 15 2=60 м 2

F1=6 2 + 6 2 = 24 м 2 ,

F2 = 15 2 + 15 2=60 м 2

F2=6 2 = 12 м 2

F1 = 15 2 + 15 2=60 м 2

Полы, расположенные непосредственно на грунте, считаются неутепленными, если они состоят из нескольких слоев материалов, теплопроводность каждого из которых л?1,16 Вт/(м 2 0 С). Утепленными считаются полы, утепляющий слой которых имеет л<1,16 Вт/м 2 0 С.

Сопротивление теплопередаче (м 2 0 С/Вт) для каждой зоны определяем как для неутепленных полов, т.к. теплопроводность каждого слоя л?1,16 Вт/м 2 0 С. Итак, сопротивление теплопередаче Rо=Rн.п. для первой зоны составляет 2,15, для второй - 4,3, для третьей - 8,6, остальной - 14,2 м 2 0 С/Вт.

5) Общая площадь оконных проемов:

Fок = 2,94 3 22+1,8 1,76 6 = 213 м 2 .

Общая площадь наружных дверных проемов:

Fдв = 1,77 2,3 6 = 34,43 м 2 .

Площадь наружной стены за вычетом оконных и дверных проемов:

Fн.с. = 42,85 2,7 + 29,5 2,7 + 11,5 2,7 + 14,5 2,7+3 2,7+8,5 2,7 - 213-34,43 = 62 м 2 .

Площадь стен подвала:

Fн.с.п =14,5 2,7+5,5 2,7-4,1=50

6) Площадь потолка:

Fпот = 42,85 12+3 8,5=539,7 м 2 ,

где F - площадь ограждения (м?), которую вычисляют с точностью до 0,1 м? (линейные размеры ограждающих конструкций определяют с точностью до 0,1 м, соблюдая правила обмера); tв и tн - расчетные температуры внутреннего и наружного воздуха, ?С (прил. 1…3 ); R 0 - общее сопротивление теплопередаче, м 2 0 С / Вт; n - коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху, примем значения коэффициента n=1 (для наружных стен, бесчердачных покрытий, чердачных перекрытий со стальной, черепичной или асбестоцементной кровлей по разреженной обрешетке,полов на грунте)

Тепловые потери через наружные стены:

Фнс = 601,1 Вт.

Тепловые потери через наружные стены подвала:

Фн.с.п = 130,1Вт.

Ф н.с. =Ф н.с. +Ф н.с.п. =601,1+130,1=731,2 Вт.

Тепловые потери через окна:

Фок = 25685 Вт.

Тепловые потери через дверные проемы:

Фдв = 6565,72 Вт.

Тепловые потери через потолок:

Фпот = = 13093,3 Вт.

Тепловые потери через пол:

Фпол = 6240,5 Вт.

Тепловые потери через пол подвала:

Фпол.п = 100 Вт.

Ф пол =Ф пол. +Ф пол.п. =6240,5+100=6340,5 Вт.

Добавочные потери теплоты через наружные вертикальные и наклонные (вертикальная проекция) стены, двери и окна зависят от различных факторов. Значения Фдоб исчисляют в процентах от основных потерь теплоты. Добавочные потери теплоты через наружную стену и окна, обращенные на север, восток, северо-запад и северо-восток составляют 10 %, на юго-восток и запад - 5%.

Добавочные потери на инфильтрацию наружного воздуха для производственных зданий принимают в размере 30 % основных потерь через все ограждения:

Финф = 0,3 · (Фн.с. + Фок. + Фпот. + Фдв + Фпол.) = 0,3 · (731,2 + 25685 + 13093,3 + 6565,72 + 6340,5) = 15724,7 Вт

Таким образом, общие теплопотери определяются по формуле:

Фогр=78698,3 Вт.

1.4 Расчет площади поверхности нагрева и подбор нагревательных приборов систем центрального отопления

Наиболее распространенными и универсальными в применении нагревательными приборами являются чугунные радиаторы. Их устанавливают в жилых, общественных и различных производственных зданиях. Стальные трубы используем в качестве нагревательных приборов в производственных помещениях.

Определим вначале тепловой поток от трубопроводов системы отопления. Тепловой поток, отдаваемый помещению открыто проложенными неизолированными трубопроводами, определяют по формуле 3:

Фтр = Fтр kтр · (tтр - tв) з,

где Fтр = р? d · l - площадь наружной поверхности трубы, м?; d и l - наружный диаметр и длина трубопровода, м (диаметры магистральных трубопроводов обычно 25…50 мм, стояков 20…32 мм, подводок к нагревательным приборам 15…20 мм); kтр - коэффициент теплопередачи трубы Вт/(м 2 0 С) определяют по таблице 4 в зависимости от температурного напора и вида теплоносителя в трубопроводе, ?С; з - коэффициент, равный для подающей линии, расположенной под потолком, 0,25, для вертикальных стояков - 0,5, для обратной линии, расположенной над полом, - 0,75, для подводок к нагревательному прибору - 1,0

Подающий трубопровод:

Диаметр-50мм:

F1 50мм =3,14 73,4 0,05=11,52 м?;

Диаметром 32мм:

F1 32мм =3,14 35,4 0,032=3,56 м?;

Диаметром-25 мм:

F1 25мм =3,14 14,45 0,025=1,45 м?;

Диаметром-20:

F1 20мм =3,14 32,1 0,02=2,02 м?;

Обратный трубопровод:

Диаметр-25мм:

F2 25мм =3,14 73,4 0,025=5,76 м?;

Диаметр-40мм:

F2 40мм =3,14 35,4 0,04=4,45 м?;

Диаметр-50мм:

F2 50мм =3,14 46,55 0,05=7,31 м?;

Коэффициент теплопередачи труб для средней разности температуры воды в приборе и температуры воздуха в помещении (95+70) / 2 - 15 = 67,5 ?С принимаем равным 9,2 Вт/(м? ?С). в соответствии с данными таблицы 4 .

Прямой теплопровод:

Ф п1.50мм = 11,52 9,2 · (95 - 16) 1 = 8478,72 Вт;

Ф п1.32мм =3,56 9,2 · (95 - 16) 1=2620,16 Вт;

Ф п1.25мм =1,45 9,2 · (95 - 16) 1=1067,2 Вт;

Ф п1.20мм =2,02 9,2 · (95 - 16) 1=1486,72 Вт;

Обратный теплопровод:

Ф п2.25мм =5,76 9,2 · (70 - 16) 1=2914,56 Вт;

Ф п2.40мм =4,45 9,2 · (70 - 16) 1=2251,7 Вт;

Ф п2.50мм =7,31 9,2 · (70 - 16) 1=3698,86 Вт;

Суммарный поток теплоты от всех трубопроводов:

Ф тр =8478,72+2620,16+1067,16+1486,72+2914,56+2251,17+3698,86=22517,65 Вт

Требуемую площадь поверхности нагрева (м?) приборов ориентировочно определяют по формуле 4:

где Фогр-Фтр - теплоотдача нагревательных приборов, Вт; Фтр - теплоотдача открытых трубопроводов, находящихся в одном помещении с нагревательными приборами, Вт;

kпр - коэффициент теплопередачи прибора, Вт/(м 2 0 С). для водяного отопления tпр = (tг+tо)/2; tг и tо - расчетная температура горячей и охлажденной воды в приборе; для парового отопления низкого давления принимают tпр=100 ?С, в системах высокого давления tпр равна температуре пара перед прибором при соответствующем его давлении; tв - расчетная температура воздуха в помещении, ?С; в 1 - поправочный коэффициент, учитывающий способ установки нагревательного прибора. При свободной установке у стены или в нише глубиной 130 мм в 1 = 1; в остальных случаях значения в 1 принимают исходя из следующих данных: а) прибор установлен у стены без ниши и перекрыт доской в виде полки при расстоянии между доской и отопительным прибором 40…100 мм коэффициент в 1 = 1,05…1,02; б) прибор установлен в стенной нише глубиной более 130 мм при расстоянии между доской и отопительным прибором 40…100 мм коэффициент в 1 = 1,11…1,06; в) прибор установлен в стене без ниши и закрыт деревянным шкафом с щелями в верхней доске и в передней стенке у пола при расстоянии между доской и отопительным прибором равном 150, 180, 220 и 260 мм коэффициент в 1 соответственно равен 1,25; 1,19; 1,13 и 1,12; в 1 - поправочный коэффициент в 2 - поправочный коэффициент, учитывающий остывание воды в трубопроводах. При открытой прокладке трубопроводов водяного отопления и при паровом отоплении в 2 =1. для трубопровода скрытой прокладки, при насосной циркуляции в 2 =1,04 (однотрубные системы) и в 2 =1,05 (двухтрубные системы с верхней разводкой); при естественной циркуляции в связи с увеличением остывания воды в трубопроводах значения в 2 должны умножаться на коэффициент 1,04.

Необходимое число секций чугунных радиаторов для рассчитываемого помещения определяют по формуле:

n = Fпр / fсекц,

где fсекц - площадь поверхности нагрева одной секции, м? (табл. 2 ).

n = 96 / 0,31 = 309.

Полученное значение n ориентировочное. Его при необходимости разбивают на несколько приборов и, введя поправочный коэффициент в 3 , учитывающий изменение среднего коэффициента теплопередачи прибора в зависимости от числа секций в нем, находят число секций, принимаемое к установке в каждом нагревательном приборе:

nуст = n · в 3 ;

nуст = 309 · 1,05 = 325.

Устанавливаем 27 радиаторов по 12 секций.

отопление водоснабжение школа вентиляция

1.5 Подбор калориферов

В качестве нагревательных приборов для повышения температуры подаваемого в помещение воздуха применяются калориферы.

Подбор калориферов определяют в следующем порядке:

1. Определяем тепловой поток (Вт), идущий на нагрев воздуха:

Фв = 0,278 Q ? с? c (tв - tн), (10)

где Q - объемный расход воздуха, м?/ч; с - плотность воздуха при температуре tк, кг/м?; ср = 1 кДж/ (кг ?С) - удельная изобарная теплоемкость воздуха; tк - температура воздуха после калорифера, ?С; tн - начальная температура воздуха, поступающего в калорифер, ?С

Плотность воздуха:

с = 346/(273+18) · 99,3/99,3 = 1,19;

Фв = 0,278 1709,34 1,19 1 (16- (-16)) = 18095,48 Вт.

Расчетная массовая скорость воздуха 4-12 кг/с м?.

3. Затем по таблице 7 подбираем модель и номер калорифера с площадью живого сечения по воздуху, близкой к расчетной. При параллельной (по ходу воздуха) установке нескольких калориферов учитывают их суммарную площадь живого сечения. Выбираем 1 К4ПП № 2 с площадью живого сечения по воздуху 0,115 м? и площадью поверхности нагрева 12,7 м?

4. Для выбранного калорифера вычисляют действительную массовую скорость воздуха

5. После этого по графику (рис. 10 ) для принятой модели калорифера находим коэффициент теплопередачи k в зависимости от вида теплоносителя, его скорости, и значения нс. По графику коэффициент теплопередачи k = 16 Вт/(м 2 0 С)

6. Определяем действительный поток теплоты (Вт), передаваемый калориферной установкой нагреваемому воздуху:

Фк = k F (t?ср - tср),

где k - коэффициент теплопередачи, Вт/(м 2 0 С); F - площадь поверхности нагрева калорифера, м?; t?ср - средняя температура теплоносителя, ?С, для теплоносителя - пара - t?ср = 95 ?С; tср - средняя температура нагреваемого воздуха t?ср = (tк + tн) /2

Фк = 16 12,7 (95 -(16-16)/2) = 46451 2=92902 Вт.

2 пластинчатых калорифера КЗПП № 7 обеспечивают тепловой поток 92902 Вт, а потребный составляет 83789,85 Вт. Следовательно, теплоотдача полностью обеспечивается.

Запас по теплоотдаче составляет =6%.

1.6 Расчёт расхода теплоты на горячее водоснабжение школы

В школе горячая вода нужна для санитарно-бытовых нужд. В сутки школа с численностью 90 посадочных мест потребляет по 5 литров горячей воды в сутки. Итого: 50 литров. Поэтому размещаем 2 стояка с расходом воды 60 л/ч каждый (то есть всего 120 л/ч). Учитывая то, что в среднем горячая вода на санитарно-бытовые нужды используется около 7 часов в течение дня, находим кол-во горячей воды - 840 л/сут. В час в школе потребляется 0,35 м?/ч

Тогда тепловой поток на водоснабжение составит

Фгв. = 0,278 · 0,35 · 983 · 4,19 · (55 - 5) = 20038 Вт

Число душевых кабин для школы - 2. Часовой расход горячей воды одной кабиной - Q = 250 л/ч, примем, что в среднем душ работает 2 часа в день.

Тогда общий расход горячей воды: Q = 3 2 · 250 · 10 -3 = 1м 3

Фгв. =0,278 · 1 · 983 · 4,19 · (55 - 5)=57250 Вт.

Ф г.в. =20038+57250=77288 Вт.

2. Расчёт тепловой нагрузки при централизованном отоплении

2.1 Р асчет расхода теплоты на отопление и вентиляцию по укрупненным нормативам

Максимальный поток теплоты (Вт), расходуемой на отопление жилых и общественных зданий поселка, включенных в систему централизованного теплоснабжения, можно определить по укрупненным показателям в зависимости от жилой площади по следующим формулам:

Фот.ж. = ц? F,

Фот.ж.=0,25 Фот.ж, (19)

где ц - укрупненный показатель максимального удельного потока теплоты, расходуемой на отопление 1 м? жилой площади, Вт/м?. Значения ц определяются в зависимости от расчетной зимней температуры наружного воздуха по графику (рис.62 ); F - жилая площадь, м?.

1. Для тринадцати 16-ти квартирного дома площадью 720 м 2 получим:

Фот.ж. = 13 170 720 = 1591200 Вт.

2. Для одинадцати 8-и квартирного дома площадью 360 м 2 получим:

Фот.ж. = 8 170 360 = 489600 Вт.

3. Для мед. пункта размерами 6х6х2,4 получим:

Фот.общ.=0,25 170 6 6=1530 Вт;

4.Для конторы с размерами 6х12 м:

Фот.общ. = 0,25 170 6 12 = 3060 Вт,

Для отдельных жилых, общественных и производственных зданий максимальные потоки теплоты (Вт), расходуемой на отопление и подогрев воздуха в приточной системе вентиляции, ориентировочно определяют по формулам:

Фот = qот · Vн · (tв - tн) · а,

Фв = qв · Vн · (tв - tн.в.),

где q от и q в - удельные отопительная и вентиляционная характеристики здания, Вт/(м 3 · 0 С), принимаем по табл.20; V н - объем здания по наружному обмеру без подвальной части, м 3 , принимают по типовым проектам или определяют путем умножения его длины на ширины и высоту его от планировочной отметки земли до верха карниза; t в = средняя расчетная температура воздуха, характерная для большинства помещений здания, 0 С; t н = расчетная зимняя температура наружного воздуха, - 25 0 С; t н.в. - расчетная зимняя вентиляционная температура наружного воздуха, - 16 0 С; а - поправочный коэффициент, учитывающий влияние на удельную тепловую характеристику местных климатических условий при tн=25 0 С а = 1,05

Фот = 0,7 18 36 4,2 (10 - (- 25)) 1,05=5000,91Вт,

Фв.общ.=0,4 5000,91=2000 Вт.

Бригадный дом:

Фот = 0,5 1944 (18 - (- 25)) 1,05=5511,2Вт,

Школьная мастерская:

Фот = 0,6 1814,4 (15 - (- 25)) 1,05 = 47981,8 Вт,

Фв = 0,2 1814,4 (15 - (- 16)) =11249,28 Вт,

2.2 Р асчет расхода теплоты на горячее водоснабжение для жилых и общественных зданий

Средний поток теплоты (Вт), расходуемый за отопительный период на горячее водоснабжение зданий находим по формуле:

Ф г.в. = q г.в. · n ж,

В зависимости от нормы потребления воды при температуре 55 0 С, расходуемое на горячее водоснабжение одного человека укрупненный показатель среднего потока теплоты (Вт) будет равен: При расходе воды - 115 л/сут q г.в. составляет 407 Вт.

Для 16-ти квартирных домов с 60 жителями тепловой поток на горячее водоснабжение составит: Ф г.в. = 407 · 60 = 24420 Вт,

для тринадцати таких домов - Ф г.в. = 24420 · 13 = 317460 Вт.

Расход тепла на горячее водоснабжение восьми 16-ти квартирных домов с 60 жителями летом

Ф г.в.л. = 0,65 · Ф г.в. = 0,65 · 317460 = 206349 Вт

Для 8-ми квартирных домов с 30 жителями тепловой поток на горячее водоснабжение составит:

Ф г.в. = 407 · 30 = 12210 Вт,

для одиннадцати таких домов - Ф г.в. = 12210 · 11 = 97680 Вт.

Расход тепла на горячее водоснабжение одиннадцати 8-ми квартирных домов с 30 жителями летом

Ф г.в.л. = 0,65 · Ф г.в. = 0,65 · 97680 = 63492 Вт.

Тогда тепловой поток на водоснабжение конторы составит:

Фгв. = 0,278 0,833 983 4,19 (55 - 5) = 47690 Вт

Расход тепла на горячее водоснабжение конторы летом:

Ф г.в.л. = 0,65 Ф г.в. = 0,65 47690 = 31000 Вт

Тепловой поток на водоснабжение мед. пункта составит:

Фгв. = 0,278 0,23 983 4,19 (55 - 5) = 13167 Вт

Расход тепла на горячее водоснабжение мед. пункта летом:

Ф г.в.л. = 0,65 Ф г.в. = 0,65 13167 = 8559 Вт

В мастерских горячая вода нужна также для санитарно-бытовых нужд.

В мастерской размещаются 2 стояка с расходом воды 30 л/ч каждый (то есть всего 60 л/ч). Учитывая то, что в среднем горячая вода на санитарно-бытовые нужды используется около 3 часов в течение дня, находим кол-во горячей воды - 180 л/сут

Фгв. = 0,278 · 0,68 · 983 · 4,19 · (55 - 5) = 38930 Вт

Поток теплоты, расходуемой на горячее водоснабжение школьной мастерской в летний период:

Фгв.л = 38930 · 0,65 = 25304,5 Вт

Сводная таблица тепловых потоков

Ф общ =Ф от +Ф в +Ф г.в. =2147318+13243+737078=2897638 Вт.

3. Построение годового графика те пловой нагрузки и подбор котлов

3.1 Построение годового графика тепловой нагрузки

Годовой расход на все виды теплопотребления может быть подсчитан по аналитическим формулам, но удобнее определять его графически из годового графика тепловой нагрузки, который необходим также для установления режимов работы котельной в течение всего года. Такой график строят в зависимости от длительности действия в данной местности различных температур, что определяется по приложению 3 .

На рис. 3 показан годовой график нагрузки котельной, обслуживающей жилую зону поселка и группу производственных зданий. График строят следующим образом. В правой части по оси абсцисс откладывают продолжительность работы котельной в часах, в левой части - температуру наружного воздуха; по оси ординат откладывают расход теплоты.

Сначала строят график изменения расхода теплоты на отопление жилых и общественных зданий в зависимости от наружной температуры. Для этого на оси ординат откладывают суммарный максимальный поток теплоты, расходуемый на отопление этих зданий, и найденную точку соединяют прямой с точкой, соответствующей температуре наружного воздуха, равной усредненной расчетной температуре жилых; общественных и производственных зданий tв = 18 °С. Так как начало отопительного сезона принято при температуре 8 °С, то линия 1 графика до этой температуры показана пунктиром.

Расход теплоты на отопление и вентиляцию общественных зданий в функции tн представляет собой наклонную прямую 3 от tв = 18 °С до расчетной вентиляционной температуры tн.в. для данного климатического района. При более низких температурах к приточному наружному воздуху подмешивается воздух помещения, т.е. происходит рециркуляция, а расход теплоты остается неизменным (график происходит параллельно оси абсцисс). Подобным об разом строят графики расхода теплоты на отопление и вентиляцию различных производственных зданий. Средняя температура производственных зданий tв = 16 °С. На рисунке показаны суммарные расходы теплоты на отопление и вентиляцию по этой группе объектов (линии 2 и 4 начинающиеся от температуры 16 °С). Расходы теплоты на горячее водоснабжение и технологические нужды не зависит от tн. Общий график по этим теплопотерям изображен прямой 5.

Суммарный график расхода теплоты в зависимости от температуры наружного воздуха показан ломаной линией 6 (точка излома соответствует tн.в.), отсекающих на оси ординат отрезок, равный максимальному потоку теплоты, расходуемой на все виды потребления (?Фот + ?Фв + ?Фг.в. + ?Фт) при расчетной наружной температуре tн.

Складывая суммарные нагрузки получил 2,9Вт.

Вправо от оси абсцисс откладывают для каждой наружной температуры число часов отопительного сезона (нарастающим итогом), в течение которых держалась температура, равная и ниже той, для которой делается построение (прил. 3 ). И через эти точки проводят вертикальные линии. Далее на эти линии из суммарного графика расхода теплоты проектируют ординаты, соответствующие максимальным расходам теплоты при тех же наружных температурах. Полученные точки соединяют плавной кривой 7, представляющей собой график тепловой нагрузки за отопительный период.

Площадь, ограниченная осями координат, кривой 7 и горизонтальной линией 8, показывающей суммарную летнюю нагрузку, выражает годовой расход теплоты (ГДж/год):

Qгод = 3,6 10 -6 F m Q m n ,

где F - площадь годового графика тепловой нагрузки, мм?; m Q и m n - масштабы расхода теплоты и времени работы котельной, соответственно Вт/мм и ч/мм.

Qгод = 3,6 10 -6 9871,74 23548 47,8 = 40001,67Дж/год

Из которого на долю отопительного периода приходится 31681,32 Дж/год, что составляет 79,2 %, для летнего 6589,72 Дж/год, что составляет 20,8 %.

3.2 Выбор теплоносителя

В качестве теплоносителя используем воду. Так как тепловая расчетная нагрузка Фр составляет? 2,9 МВт, что меньше условия (Фр? 5,8 МВт), допускается применение в подающей магистрали воды с температурой 105 ?С, а в обратном трубопроводе температура воды принимается равной 70 ?С. При этом учитываем, что падение температуры в сети потребителя могут дойти до 10 %.

Применение в качестве теплоносителя перегретой воды дает большую экономию металла труб за счет уменьшения их диаметра, снижает затраты энергии, потребляемой сетевыми насосами, поскольку сокращается общее количество воды, циркулирующей в системе.

Т. к. для некоторых потребителей для технических целей необходим пар, то у потребителей нужно установить дополнительные теплообменники.

3.3 Подбор котлов

Отопительно-производственные котельные в зависимости от типа установленных в них котлов могут быть водогрейными, паровыми или комбинированными - с паровыми и водогрейными котлами.

Выбор обычных чугунных котлов с низкотемпературным теплоносителем упрощает и удешевляет локальное энергообеспечение. Для теплоснабжения принимаем три чугунных водяных котлов «Тула-3» с тепловой мощностью 779 кВт каждого при газовом топливе со следующими характеристиками:

Расчетная мощность Фр = 2128 кВт

Установленная мощность Фу = 2337 кВт

Площадь поверхности нагрева - 40,6 м?

Число секций - 26

Габариты 2249?2300?2361 мм

Максимальная температура нагрева воды - 115 ?С

КПД при работе на газе з к.а. = 0,8

При работе на паровом режиме, избыточное давление пара - 68,7 кПа

При работе на паровом режиме мощность снижается на 4 - 7%

3.4 Построение годового графика регулирования отпуска тепловой котельной

В связи с тем, что тепловая нагрузка потребителей изменяется в зависимости от температуры наружного воздуха, режима работы системы вентиляции и кондиционирования, расхода воды на горячее водоснабжение и технологические нужды, экономичные режимы выработки тепловой энергии в котельной должны обеспечиваться центральным регулированием отпуска теплоты.

В водяных тепловых сетях применяется качественное регулирование подачи теплоты, осуществляемое путем изменения температуры теплоносителя при постоянном расходе.

Графики температур воды в тепловой сети представляет собой tп = f (tн, ?С), tо = f (tн, ?С). Построив график по методике, приведенной в работе для tн = 95 ?С; tо = 70 ?С для отопления (учитывается, что температура теплоносителя в сети горячего водоснабжения не должна падать ниже 70 ?С), tпв = 90 ?С; tов = 55 ?С - для вентиляции, определяем диапазоны изменения температуры теплоносителя в отопительной и вентиляционной сетях. По оси абсцисс откладывают значения наружной температуры, по оси ординат - температуру сетевой воды. Начало координат совпадает р расчетной внутренней температурой для жилых и общественных зданий (18 ?С) и температурой теплоносителя, также равной 18 ?С. На пересечении перпендикуляров, восстановленных к осям координат в точках, соответствующих температурам tп = 95 ?С, tн = -25 ?С, находят точку А, а проведя горизонтальную прямую от температуры обратной воды 70 ?С, - точку В. Соединив точки А и В с началом координат получим график изменения температуры прямой и обратной воды в тепловой сети в зависимости от температуры наружного воздуха. При наличии нагрузки горячего водоснабжения температура теплоносителя в подающей линии сети открытого типа не должна опускаться ниже 70 °С, поэтому температурный график для подающей воды имеет точку излома С, леве которой ф п =соnst. Подачу теплоты на отопление при постоянной температуре регулируют изменением расхода теплоносителя. Минимальная температура обратной воды определяется, если через точку С провести вертикальную линию до пересечения с графиком обратной воды. Проекция точки D на ось ординат показывает наименьшее значение фо. Перпендикуляр, восстановленный из точки, соответствующей расчетной наружной температуре (-16 ?С), пересекает прямые АС и BD в точках Е и F, показывающих максимальные температуры прямой и обратной воды для систем вентиляции. Т.е., температуры 91 ?С и 47 ?С соответственно, которые в диапазоне от tн.в и tн остаются неизменными (линии ЕК и FL). В этом диапазоне температур наружного воздуха вентиляционные установки работают с рециркуляцией, степень которой регулируется таким образом, чтобы температура воздуха, поступающего в калориферы, оставалась постоянной.

График температур воды в тепловой сети представлен на рис.4.

Рис.4. График температур воды в тепловой сети.

Список литературы

1. Эфендиев А.М. Проектирование энергообеспечения предприятий АПК. Методическое пособие. Саратов 2009.

2. Захаров А.А. Практикум по применению теплоты в сельском хозяйстве. Издание второе, переработанное и дополненное. Москва Агропромиздат 1985.

3. Захаров А.А. Применение тепла в сельском хозяйстве. Москва Колос 1980.

4. Кирюшатов А.И. Теплоэнергетические установки сельскохозяйственного производства. Саратов 1989.

5. СНиП 2.10.02-84 Здания и помещения для хранения и переработки сельскохозяйственной продукции.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Эксплуатация систем газоснабжения. Техническая характеристика аппарата для отопления и горячего водоснабжения АОГВ-10В. Размещение и монтаж аппарата. Определение часового и годового расхода природного газа аппаратом для отопления и горячего водоснабжения.

дипломная работа , добавлен 09.01.2009


Проверка теплозащитных свойств наружных ограждений. Проверка на отсутствие конденсации влаги. Расчет тепловой мощности системы отопления. Определение площади поверхности и числа отопительных приборов. Аэродинамический расчет каналов системы вентиляции.

курсовая работа , добавлен 28.12.2017


Виды систем центрального отопления и принципы их действия. Сравнение современных систем теплоснабжения теплового гидродинамического насоса типа ТС1 и классического теплового насоса. Современные системы отопления и горячего водоснабжения в России.

реферат , добавлен 30.03.2011


Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций. Расход теплоты на нагревание вентиляционного воздуха. Выбор системы отопления и типа нагревательных приборов, гидравлический расчет. Противопожарные требования к устройству систем вентиляции.

курсовая работа , добавлен 15.10.2013


Конструирование и расчет однотрубной системы водяного отопления. Определение расчетного теплового потока и расхода теплоносителя для отопительных приборов. Гидравлический расчет потерь теплоты помещениями и зданием, температуры в неотапливаемом подвале.

курсовая работа , добавлен 06.05.2015


Параметры наружного и внутреннего воздуха для холодного и теплого периодов года. Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций. Расчет теплопотерь здания. Составление теплового баланса и выбор системы отопления. Поверхности нагревательных приборов.

курсовая работа , добавлен 20.12.2015


Расчет тепловых нагрузок отопления вентиляции и ГВС. Сезонная тепловая нагрузка. Расчет круглогодичной нагрузки. Расчет температур сетевой воды. Расчет расходов сетевой воды. Расчет тепловой схемы котельной. Построение тепловой схемы котельной.

дипломная работа , добавлен 03.10.2008


Котельная, основное оборудование, принцип работы. Гидравлический расчет тепловых сетей. Определение расходов тепловой энергии. Построение повышенного графика регулирования отпуска теплоты. Процесс умягчения питательной воды, взрыхления и регенерации.

дипломная работа , добавлен 15.02.2017


Характеристика проектируемого комплекса и выбор технологии производственных процессов. Механизация водоснабжения и поения животных. Технологический расчет и выбор оборудования. Системы вентиляции и воздушного отопления. Расчет воздухообмена и освещения.

курсовая работа , добавлен 01.12.2008


Применение лучистого отопления. Условия эксплуатации газовых и электрических инфракрасных излучателей. Проектирование систем отопления с обогревателями ИТФ "Элмаш-микро". Система контроля температуры в ангаре и назначение двухканального регулятора 2ТРМ1.

Введение

Общая часть

Характеристика объекта

Определение количества потребителей теплоты. График годового расхода теплоты

Система и принципиальная схема теплоснабжения

Расчет тепловой схемы котельной

Выбор оборудования котельной

Подбор и размещение основного и вспомогательного оборудования

Тепловой расчет котлоагрегата

Аэродинамический расчет теплодутьевого тракта

Спецчасть.

2. Разработка блочной системы подогревателей.

2.1 Исходные данные водоснабжения

2.2 Выбор схемы приготовления воды

2.3 Расчет оборудования водоподогревательной установки

2.4 Расчет сетевой установки

3. Технико-экономическая часть

3.1 Исходные данные

3.2 Расчет договорной стоимости строительно-монтажных работ

3.3 Определение годовых эксплуатационных расходов

3.4 Определение годового экономического эффекта

Монтаж секционных водонагревателей

5. Автоматика

Автоматическое регулирование и теплотехнический контроль котлоагрегата КЕ-25-14с

6. Охрана труда в строительстве

6.1 Охрана труда при монтаже энергетического и технологического оборудования в котельной

6.2 Анализ и предотвращение появления потенциальных опасностей

6.3 Расчет стропов

7. Организация, планирование и управление строительством

7.1 Монтаж котлоагрегатов

7.2 Условия начала производства работ

7.3 Производственная калькуляция затрат труда и заработной платы

7.4 Расчет параметров календарного плана

7.5 Организация стройгенплана

7.6 Расчет технико-экономических показателей

8. Организация эксплуатации и энергоресурсосбережения

Список использованной литературы

Введение.

В наше сложное время, с больной кризисной экономикой строительство новых промышленных объектов сопряжено с большими трудностями, если вообще строительство возможно. Но в любое время, при любой экономической ситуации существует целый ряд отраслей промышленности без развития которых невозможно нормальное функционирование народного хозяйства, невозможно обеспечение необходимых санитарно-гигиенических условий населения. К таким отраслям и относится энергетика, которая обеспечивает комфортные условия жизнедеятельности населения как в быту так и на производстве.

Последние исследования показали экономическую целесообразность сохранения значительной доли участия крупных отопительных котельных установок в покрытии общего потребления тепловой энергии.

Наряду с крупными производственными, производственно-отопительными котельными мощностью в сотни тонн пара в час или сотни МВт тепловой нагрузки установлены большое количество котельных агрегатами до 1 мвт и работающих почти на всех видах топлива.

Однако как раз с топливом и существует самая большая проблема. За жидкое и газообразное топливо, у потребителей часто не хватает средств расплатиться. Поэтому и необходимо использовать местные ресурсы.

В данном дипломном проекте разрабатывается реконструкция производственно-отопительной котельной завода РКК «Энергия», которая использует в качестве топлива местный добываемый уголь. В перспективе предусматривается перевод котлоагрегатов на сжигание газа от дегазации газовых выбросов шахты, которая находится на территории обогатительной фабрики. В существующей котельной установлены два паровых котлоагрегата КЕ‑25‑14, служившие для снабжения паром предприятия завода РКК «Энергия», и водогрейные котлы ТВГ-8 (2 котла) для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения административно-бытовых зданий и жилого поселка.

В связи с сокращением добычи угля снизились производственные мощности угледобывающего предприятия, что привело к сокращению в потребности пара. Это вызвало реконструкцию котельной, которая заключается в использовании паровых котлов КЕ-25 не только для производственных целей, но и для производства горячей воды на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение в специальных теплообменниках.

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА

Проектируемая котельная находится на территории завода РКК «Энергия»

Планировка, размещение зданий и сооружений на промплощадке обогатительной фабрики выполнены в соответствии с требованиями СНиП.

Размер территории промплощадки в границах ограждений - 12,66 га, площадь застройки 52194 м 2 .

Транспортная сеть района строительства представлена железными дорогами общего пользования и автодорогами местного значения.

Рельеф местности равнинный, с небольшими подъемами, в почве преобладает суглинок.

Источником водоснабжения является фильтровальная станция и канал Северский Донец-Донбасс. Предусмотрено дублирование водовода.

1.3. Определение количества потребилетей теплоты. График годового расхода теплоты.

Расчетные расходы теплоты промышленными предприятиями определяются по удельным нормам теплопотребления на единицу выпускаемой продукции или на одного работающего по вида.м теплоносителя (вода, пар). Расходы теплоты на отопление, вентиляцию и технологические нужды приведены в таблице 1.2. тепловых нагрузок.

Годовой график расхода теплоты строится в зависимости от продолжительности стояния наружных температур, которая отражена в таблице 1.2. данного дипломного проекта.

Максимальная ордината годового графика расхода теплоты соответствует расходу тепла при наружной температуре воздуха –23 С.

Площадь, ограниченная кривой и осями ординат, дает суммарный расход теплоты за отопительныф период, а прямоугольник в правой части графика - расход теплоты на горячее водоснабжение в летнее время.

На основании данных таблицы 1.2. расчитываем расходы теплоты по потребителям для 4-х режимов: максимально-зимний (t р. о. =-23C;); при средней температуре наружного воздуха за отопительный период; при температуре наружного воздуха +8C; в летний период.

Расчет ведем в таблице 1.3. по формулам:

Тепловая нагрузка на отопление и вентиляцию, МВт

Q ОВ =Q Р ОВ *(t вн -t н)/(t вн -t р.о.)

Тепловая нагрузка на горячее водоснабжение в летний период, МВт

Q Л ГВ =Q Р ГВ *(t г -t хл)/(t г -t хз)*

где: Q Р ОВ - расчетная зимняя тепловая нагрузка на отопление и вентиляцию при расчетной температуре наружного воздуха для проектирования системы отопления. Принимаем по табл. 1.2.

t ВН - внутренняя температура воздуха в отапливаемом помещении, t ВН =18С

Q Р ГВ - расчетная зимняя тепловая нагрузка на горячее водоснабжение (табл. 1.2);

t н - текущая температура наружного воздуха,°С;

t р.о. - расчетно отопительная температура наружного воздуха,

t г - температура горячей водя в системе горячего водоснабжения,t г =65°С

t хл, t хз - температура холодной воды летом и зимой,t хл =15°С,t хз =5°С;

 - поправочный коэффициент на летний период, =0,85

Таблица 1.2

Тепловые нагрузки

Таблица 1.3.

Расчет годовых тепловых нагрузок

По данным табл. 1.1. и 1.3. строим график годовых расходов тепловой нагрузки, представленный на рис.1.1.

1.4. СИСТЕМА И ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Источником теплоснабжения является реконструируемая котельная шахты. Теплоноситель - пар и перегретая вода. Питьевая вода используется только для систем горячего водоснабжения. Для технологических нужд используется пар Р=0,6МПа. Для приготовления перегретой воды с температурой 150-70С предусматривается сетевая установка, для приготовления воды с t=65°С - установка горячего водоснабжения.

Система теплоснабжения - закрытая. Вследствии отсутствия непосредственного водоразбора и незначительной утечки теплоносителя через неплотности соединений труб и оборудования закрытые системы отличаются высоким постоянством количества и качества циркулируемой в ней сетевой воды.

В закрытых водяных системах теплоснабжения воду из тепловых сетей используют только как греющую среду для нагревания в подогревателях поверхностного типа водопроводной воды, поступающей затем в местную систему горячего водоснабжения. В открытых водяных системах теплоснабжения горячая вода к водоразборным приборам местной системы горячего водоснабжения поступает непосредственно из тепловых сетей.

На промплощадке трубопроводы теплоснабжения прокладываются по мостам и галереям и частично в непроходных лотковых каналах типа Кл. Трубопроводы прокладывают с устройством компенсации за счет углов поворотов трассы и П-образных компенсаторов.

Трубопроводы приняты из стальных электросварных труб с устройством теплоизоляции.

На листе 1 графической части дипломного проекта показан генплан промплощадкп с разводкой тепловых сетей к объектам потребления.

1.5. РАСЧЁТ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ КОТЕЛЬНОЙ

Принципиальная тепловая схема характеризует сущность основного технологического процесса преобразования энергии и использования в установке теплоты рабочего тела. Она представляет собой условное графическое изображение основного и вспомогательного оборудования, объединенного линиями трубопроводов рабочего тела в соответствии с последовательностью его движения в установке.

Основной целью расчета тепловой схемы котельной является:

Определение общих тепловых нагрузок, состоящих из внешних нагрузок и расходов тепла на собственные нужды, и распределением этих нагрузок между водогрейной и паровой частями котельной для обоснования выбора основного оборудования;

Определение всех тепловых и массовых потоков, необходимых для выбора вспомогательного оборудования и определения диаметров трубопроводов и арматуры;

Определение исходных данных для дальнейших технико-экономических расчетов (годовых выработок тепла, годовых расходов топлива и др.).

Расчет тепловой схемы позволяет определить суммарную теплопроизводительность котельной установки при нескольких режимах ее работы.

Тепловая схема котельной приведена на листе 2 графической части дипломного проекта.

Исходные данные для расчета тепловой схемы котельной приведены в таблице 1.4, а сам расчет тепловой схемы приведен в таблице 1.5.

Таблица 1.4

Исходные данные для расчета тепловой схемы отопительно-производственной котельной с паровыми котлами КЕ-25-14с для закрытой системы теплоснабжения.

Таблица 1.5

Расчет тепловой схемы отопительно-производственной котельной с паровыми котлами КЕ-25-14с для закрытой системы теплоснабжения.

Расчёт тепловой схемы.

На принципиальной тепловой схеме указывается главное оборудование (котлы, насосы, деаэраторы, подогреватели) и основные трубопроводы.

1. Описание тепловой схемы.

Насыщенный пар из котлов с рабочим давлением Р = 0,8 МПа поступает в общую паровую магистраль котельной, из которой часть пара отбирается на оборудование установленное в котельной, а именно на: подогреватель сетевой воды; подогреватель горячей воды; деаэратор. Другая часть пара направляется на производственные нужды предприятия.

Конденсат от производственного потребителя самотёком возвращается, в размере 30% при температуре 80 о С, в конденсатосборник и далее конденсатным насосом направляется в бак горячей воды.

Подогрев сетевой воды, также как и подогрев горячей воды, производится паром в последовательно включённых двух подогревателях, при этом подогреватели работают без конденсатоотводчиков, отработанный конденсат направляется в деаэратор.

В деаэратор, также поступает химически очищенная вода из ХВО, восполняющая потери конденсата.

Насосом сырой воды вода из городского водопровода направляется на ХВО и в бак горячей воды.

Деаэрированная вода с температурой около 104 о С питательным насосом нагнетается в экономайзеры и далее поступает в котлы.

Подпиточная вода для системы теплоснабжения забирается подпиточным насосом из бака горячей воды.

Основной целью расчёта тепловой схемы являются:

определение общих тепловых нагрузок, состоящих из внешних нагрузок и расхода пара на собственные нужды,

определение всех тепловых и массовых потоков необходимых для выбора оборудования,

определение исходных данных для дальнейших технико-экономических расчётов (годовых выработок тепла, топлива и т.д.).

Расчёт тепловой схемы позволяет определить суммарную паропроизводительность котельной установки при нескольких режимах её работы. Расчёт производится для 3-х характерных режимов:

максимально-зимнего,

наиболее холодного месяца,

2. Исходные данные для расчёта тепловой схемы.