
ФЕДЕРАЛЬНОЕ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ
БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО
ОБРАЗОВАНИЯ
«БАШКИРСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
АГРАРНЫЙ
УНИ-ВЕРСИТЕТ»
Кафедра «Теплотехника и энерго-
обеспечение предприятий»
Б3.В.1 Источники и системы теплоснабжения предприятий» Б3.В.ОД.1 «Источники и системы теплоснабжения предприятий»
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к практическим занятиям
140100 Теплоэнергетика и теплотехника Профиль подготовки
Энергообеспечение предприятий
Уфа 2012
Методические указания разработал ст. преподаватель Шамукаев С.Б.
Рекомендовано к печати кафедрой «Теплотехника и энергообеспечение
предприятий» (протокол № от « » 2012 г.) и методической
комиссией Энергетического факультета (протокол № от « » 2012 г.).
Рецензент: к.т.н., доцент Калимуллин А.М.
Ответственный за выпуск: зав. кафедрой, к.т.н., доцент Инсафуддинов С.З
2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Практическое занятие №1 4 Практическое занятие №2 14 Практическое занятие №3 13 Практическое занятие №4 42 Практическое занятие №5 47 Приложения 53 Библиографический список 63
3
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №1
МЕТОДИКА РАСЧЁТА ТЕПЛОВЫХ НАГРУЗОК
При проектировании и разработке режимов эксплуатации систем тепло-снабжения, прежде всего, решается задача определения расчетной тепловой нагрузки на все виды теплового потребления.
Расчет потребления тепла по видам потребителей ведется по СНиП 2.04.07–86 "Тепловые сети" пп. 2.4; 2.5; 2.6, СНиП 2.01.08–82 "Строительная климатология и геофизика", СНиП 41–01–2003. "Отопление, вентиляция и кондиционирование".
Общую тепловую мощность системы устанавливают при средней тем-пературе наиболее холодной пятидневки в регионе.
В течение большей части отопительного сезона тепловую мощность си-стемы используют частично, полностью – лишь в отдельные кратковремен-ные периоды при низкой температуре наружного воздуха.
Тепловые нагрузки для расчета и выбора оборудования котельных должны, как минимум, определяться для трех характерных режимов:
максимально-зимнего – при средней температуре наружного воздуха в наиболее холодную пятидневку;
наиболее холодного месяца – при средней температуре наружного воздуха в наиболее холодный месяц;
летнего – при расчетной температуре наружного воздуха теплого пе-риода.
Как дополнение для выбора вспомогательного оборудования: • среднеотопительный режим;
• режим, характерный в точке излома температурного графика отопле-ния.
РАСХОД ТЕПЛАНАОТОПЛЕНИЕ И ВЕНТИЛЯЦИЮ
Для того чтобы поддерживать температуру воздуха внутри отапливае-мого помещения на требуемом уровне, необходимо обеспечить равновесие между тепловыми потерями здания и притоком теплоты. Это условие тепло-вого равновесия можно представить выражением:
Q = Q0 + Qтв, (1.1) где Q – суммарные тепловые потери здания; Q0 – приток теплоты в зда-
ние через отопительную систему; Qтв – внутренние тепловые выделения (лю-ди, осветительные приборы, газовые и электрические плиты, технологиче-ское оборудование, силовые агрегаты и т. д.).
Для жилых помещений принимается Qтв = 0, так как эти тепловыделения относительно малы по сравнению с Q. Для промышленных предприятий Qтв могут быть значительными, особенно в цехах, где есть мощные печи, тепло-обменные аппараты, сушилки и т.п. При расчете отопления эти тепловые вы-
4
t
деления должны учитываться.
Тепловые потери здания состоят из потерь теплоты теплопередачей через ограждающие конструкции Qт и потерь теплоты Qинф инфильтрацией из-за поступления холодного воздуха в помещение через неплотности наружных ограждений:
Q
3
= Qт +Qинф = Qт(1+μ), (1.2) где μ = Qинф/Qт – коэффициент инфильтрации (μ = 0,03...0,06 – для жилых и общественных зданий; μ = 0,25...0,30 – для промышленных зданий); Qт – по-тери теплоты, Вт или кДж/ч, для здания с наружным объемом V, м .Методика расчета излагается в последующих курсах. В проектном рас-чете расход тепла на отопление и вентиляцию определяют по укрупненным нормам на 1 м3 отапливаемых помещений.
МАКСИМАЛЬНЫЙРАСХОДТЕПЛАНАОТОПЛЕНИЕИ ВЕНТИЛЯЦИЮ
Q
i вн н
max q V(tр tр), (1.3)
где а – поправочный коэффициент, учитывающий отклонение расчетной наружной температуры воздуха в проектных условиях от среднерасчетной (– 30) °С. Принимается из нижеприведенной таблицы.
р нот
|
–10
|
–15
|
–20
|
–25
|
–30
|
–35
|
–40
|
–45
|
–50
|
|
1,4
|
1,2
|
1,1
|
1,0
|
1,0
|
0,9
|
0,9
|
0,8
|
0,82
|
qi – тепловая характеристика зданий, соответственно на отопление и венти-ляцию, Вт/(м3К). Принимается из СНиП или из табл. 2.1; V – объем зданий
п
р
р
о наружному обмеру, м3; tвн – расчетная внутренняя температура помеще-
ний зданий, °С. Принимается из СНиП или табл. 2.1; tн – расчетная темпе-ратура наружного воздуха для проектирования отопления и вентиляции в проектируемых условиях, °С. Принимается из СНиП или табл. 2.1. Для Ке-мерово (–39) °С.
СРЕДНИЙ РАСХОД ТЕПЛА НА ОТОПЛЕНИЕ И ВЕНТИЛЯЦИЮ
Q
р
t t
ср Qmax ti toт , Вт (1.4) i н
где ti – средняя температура внутреннего воздуха помещений отапливаемых зданий. Принимается для жилых зданий равной 18 °С, для производственных –16 °С, для прочих из таблиц СНиП 2.01.01–82; toт – средняя температура наружного воздуха за месяц отопительного периода со среднесуточной тем-
5
пературой воздуха от +8 °С и менее. Принимается из таблиц СНиП 2.01.01– 82. Для Кемерово toт = –8,2 °С.
РАСЧЕТ РАСХОДА ТЕПЛА
НА ГОРЯЧЕЕ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ
Расход тепла на горячее водоснабжение достигает 40 % суммарного от-пуска теплоты по жилому району.
Учитывая большую неравномерность потребления горячей воды, расчёт ведётся для трёх режимов.
Средненедельный расход
1
р т x
ср.н
Q ,
,2таС (t t )гв T3600 Вт (1.5)
г
де т – число однотипных потребителей горячей воды; а – норма расхода го-рячей воды на одного потребителя, л/сут. Принимается из СНиП или из табл. 2.2; Ср – средняя массовая изобарная теплоемкость воды; Ср = 4190 Дж/(кг∙°С); tт – температура горячей воды. Принимается (+55)°С; tх – температура холодной воды в системе водоснабжения в отопительный пери-од. Принимается (+5) °С; 1,2 – коэффициент, учитывающий потери тепла в стояках; Т – фактическое время потребления воды, ч; – количество рабо-
чих смен на предприятии. Среднесуточный расход
г
ср.с ср.н
Q Q
.вд Кн г.вд , Вт
где Кн – коэффициент недельной неравномерности расхода горячей воды, рекомендуется принимать для жилых и общественных зданий Кн = 1,2, для промышленных зданий Кн = 1,0.
Максимально часовой
г
ср.н
Q Q
.вд КнКс г.вд , Вт (1.6) где Кс – коэффициент суточной неравномерности расхода горячей воды за сутки наибольшего водопотребления. Рекомендуется применять для городов и населённых пунктов Кс = 1,7±2,0, Для промышленных предприятий Кс = 1,0.
СРЕДНИЙ РАСХОД ТЕПЛА НА ГОРЯЧЕЕ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ В ЛЕТНИЙ ПЕРИОД
г
лето ср.н
Q Q
55t
.вд г.вд 55tх.л л, Вт (1.7) х.згде tх.л – температура холодной воды в системе водоснабжения в летний пе-
6
риод, принимается (+15) °С.; л – коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода воды в летний период, л = 0,8; tх.з – температура холод-ной воды в системе водоснабжения в отопительный период, tх.з = (+5) °С.
Годовой расход тепла на горячее водоснабжение
г
год ср.н л
Q Q n n
t t
.вд г.вд 0 г.вд t2 tх.л n2 0 , Вт 2 х.зг
г.вд
де Qср.н – средненедельный расход тепла на горячее водоснабжение, Вт; n2,
n0 – соответственно длительность работы системы горячего водоснабжения и продолжительность отопительного периода для расчётного региона. Как пра-
в
л
ило: n2 = 8400 ч/год, n0 – по климатическим данным; βг.вд – коэффици-ент снижения часового расхода воды на горячее водоснабжение в летний пе-
р
л
иод, βг.вд = 0,8; tг.вд, tх.з , tх.л соответственно температуры горя-
чей воды, холодной воды в зимний и холодной воды летом. tг.вд = 55÷60 °С; tх.з = +5 °С; tх.л = +15 °С.
ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА КОЛИЧЕСТВА ОДНОТИПНЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ ПО ВИДУ ПОТРЕБЛЕНИЯ