МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ Н.П.ОГАРЁВА

ИНСТИТУТ МЕХАНИКИ И ЭНЕРГЕТИКИ

Методические указания к выполнению расчётной работы по курсу

«Основы инженерного проектирования систем энергообеспечения

предприятия »

для студентов специальности 101600-Энергообеспечение предприятий

Проектирование теплоснабжения предприятия

САРАНСК 2012

Составитель А.П.Левцев

Печатается по решению научно-методического совета

Института Механики и Энергетики

Методические указания позволяют закрепить знания и приобрести практические навыки по проектированию теплоснабжения предприятия

Предназначены для студентов специальности 101600 «Энергообеспечение предприятий».

Содержание

1. Расчет составляющих теплового баланса зданий………………………………4

1.1.Потери теплоты через ограждающие конструкции зданий…………………..4

1.2.Расход теплоты на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха

через ограждающие конструкции помещений…………………………………….8

1.3.Тепловыделения, поступающие в помещение от людей, электроосвети-

тельных приборов, двигателей, производственных аппаратов и др. ……………10

1.4.Определение расчётных расходов теплоты на отопление и вентиляцию

по удельным отопительным характеристикам на 1 м³ объёма здания…………..12

1.5. Расход теплоты на горячее водоснабжение…………………………………..15

2.Гидравлический расчет тепловых сетей и разработка

гидравлического режима…………………………………………………………...16

2.1.Определение расчетных расходов теплоносителя в тепловых сетях……...…16

2.2.Методика гидравлического расчёта…………………………………………….16

3.Тепловой расчёт изоляционных конструкций трубопроводов……………….…22

4.Построение графиков расхода теплоты…………………………………………...27

5.Разработка методов регулирования тепловых нагрузок………………………....30

5.1.Регулирование отпуска теплоты по отопительной нагрузке…………………..30

Приложения………………………………………………………………………..….34

1. Расчет составляющих теплового баланса зданий

1.1.Потери теплоты через ограждающие конструкции зданий

Основные и добавочные потери теплоты , Вт определяются суммированием потерь теплоты через отдельные ограждающие конструкции по выражению [1]

, (1.1)

где A_i– расчетная площадь ограждающей конструкции, м²;

R_i – сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, м²⁰С/Вт;

t_вн– температура воздуха, ⁰С, внутри помещения;

t_но – расчетная температура наружного воздуха для холодного периода года, ⁰С [2];

 – добавочные потери теплоты (в долях от основных потерь);

n – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху (табл.1.1).

Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции R_i, м²ºС/Вт, кроме заполненных световых проемов и полов на грунте, определяется по формуле:

, (1.2)

где α_в – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м²ºС), принимаемый по табл.1.2;

R_к – термическое сопротивление ограждающей конструкции, м²ºС/Вт;

α_н – коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м²ºС), принимаемый по табл.1.3.

При определении R_к слои конструкции, расположенные между воздушной прослойкой, вентилируемой наружным воздухом, и наружной поверхностью ограждающей конструкции, не учитываются.

Термическое сопротивление R_к, м²ºС/Вт, определяется по следующим выражениям:

а) для однородной конструкции:

, (1.3)

где δ – толщина слоя, м;

λ – расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(мºС), [3];

б) для конструкции с последовательно расположенными однородными слоями - по формуле:

R_к = R₁ + R₂ + … + R_n + R_в.п, (1.4)

где R₁, R₂, …, R_n – термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м²ºС/Вт,

R_с – термическое сопротивление световых проемов (табл. 1.4).

R_в.п – термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки (табл. 1.5).

Сопротивление теплопередаче полов на грунте определяется:

а) для не утепленных полов и стен, расположенных ниже уровня земли, с коэффициентом теплопроводности  1,2 Вт/(м²  ⁰С) по зонам шириной 2 метра, параллельным наружным стенам, принимая R_C, м²⁰С/Вт, равным:

2,1 – для I зоны;

4,3 – для II зоны;

8,6 – для III зоны;

14,2 – для IV зоны (для оставшейся площади пола);

б) для утепленных полов и стен, расположенных ниже уровня земли, с коэффициентом теплопроводности _h  1,2 Вт/(м²  ⁰С) утепляющего слоя толщиной , м, принимая R_h, м²⁰С/Вт, по формуле:

; (1.5)

в) для полов на лагах, принимая R_h, м²⁰С/Вт, по формуле:

. (1.6)

Добавочные потери теплоты  через ограждающие конструкции принимаются в долях от основных потерь:

а) в помещениях любого назначения через вертикальные и наклонные (вертикальная проекция) стены, двери и окна, обращенные на север, восток, северо-восток и северо-запад в размере – 0,1, на юго-восток и запад в размере – 0,05;

в общественных, административно-бытовых и производственных помещениях через две наружные стены и более – 0,15, если одно из ограждений обращено на север, восток, северо-восток и северо-запад и 0,1 – в других случаях;

б) в помещениях, разрабатываемых для типового проектирования, через ограждения, указанные в подпункте «в» и обращенные на любую из сторон света, в размере 0,08 при одной наружной стене и 0,13 – (кроме жилых помещений) при двух стенах и более;

в) через не обогреваемые полы первого этажа над холодными подпольями зданий в местностях с расчетной температурой наружного воздуха минус 40 ⁰С и ниже (параметры Б) – в размере 0,05;

г) через наружные двери, не оборудованные воздушными или воздушно-тепловыми завесами, при высоте здания H, м, от средней планировочной отметки земли до верха карниза, центра вытяжных отверстий фонаря или устья шахты в размере:

0,2Н – для тройных дверей с двумя тамбурами между ними;

0,27Н – для двойных дверей с тамбурами между ними;

0,34Н – для двойных дверей без тамбура;

0,22Н – для одинарных дверей;

д) через наружные ворота, не оборудованные воздушными или воздушно-тепловыми завесами, – в размере 3 при отсутствии тамбура и в размере 1 при наличии тамбура у ворот.

Примечание. Для летних и запасных наружных дверей и ворот добавочные потери теплоты по подпунктам «б» и «д» не следует учитывать.

Потери теплоты через ограждающие конструкции производственных помещений со значительными избытками теплоты рассчитываются с учетом лучистого теплообмена между источниками теплоты и ограждениями.

Таблица 1.1

Значения коэффициента n

Ограждающие конструкции

Коэффициент n

Наружные стены и покрытия (в том числе вентилируемые наружным воздухом), перекрытия чердачные (с кровлей из штучных материалов) и над проездами; перекрытия над холодными (без ограждающих стенок) подполья в Северной строительно-климатической зоне Перекрытия над холодными подвалами, сообщающимися с наружным воздухом; перекрытия чердачные (с кровлей из рулонных материалов); перекрытия над холодными (с ограждающими стенками) подпольями и холодными этажами в Северной строительно-климатической зоне Перекрытия над не отапливаемыми подвалами со световыми проемами в стенах Перекрытия над не отапливаемыми подвалами без световых проемов в стенах, расположенные выше уровня земли Перекрытия над не отапливаемыми техническими подпольями, расположенными ниже уровня земли

1 0,9 0,75 0,6 0,4

Таблица 1.2

_{Значения коэффициента }в

Внутренняя поверхность ограждающих конструкций	Коэффициент теплоотдачи В, Вт/(м20С)
Стен, полов, гладких потолков, потолков с выступающими ребрами при отношении высоты h ребер к расстоянию а между гранями соседних ребер h/а≤0,3 Потолков с выступающими ребрами при отношении h/а>0,3 Зенитных фонарей	8,7 7,6 9,9
Примечание. Коэффициент теплоотдачи В внутренней поверхности ограждающих конструкций животноводческих и птицеводческих зданий следует принимать в соответствии со СНиП 2.10.03-84

Таблица 1.3

Значения коэффициента _н

Наружная поверхность ограждающих конструкций	Коэффициент теплопередачи для зимних условий Н, Вт/(м2 0С)
1. Наружных стен, покрытий, перекрытий над проездами и над холодными (без ограждающих стенок) подпольями в Северной строительно-климатической зоне	23
2. Перекрытий над холодными подвалами, сообщающимися с наружным воздухом; перекрытий над холодными (с ограждающими стенками) подпольями и холодными этажами в Северной строительно-климатической зоне	17
3. Перекрытий чердачных и над не отапливаемыми подвалами со световыми проемами в стенах, а также наружных стен с воздушной прослойкой, вентилируемой наружным воздухом	12
4. Перекрытий над не отапливаемыми подвалами без световых проемов в стенах, распложенных выше уровня земли, и над не отапливаемыми техническими подпольями, расположенными ниже уровня земли	6

Таблица 1.4

Сопротивление теплопередачи R_с световых проемов

Заполнение светового проема		Rс,(м2С)/Вт
1	Двойное остекление в деревянных спаренных переплетах	0,4
2	Двойное остекление в деревянных раздельных переплетах	0,44
3	Двойное остекление в металлических раздельных переплетах	0,34
4	Блоки стеклянные пустотелые размерами 194х194х98 мм при ширине швов 6 мм (без переплета)	0,31
5	Блоки стеклянные пустотелые размерами 224х224х98 мм при ширине швов 6 мм (без переплета)	0,33
6	Профильное стекло коробчатого сечения	0,31
7	Органическое стекло двойное для зенитных фонарей	0,36
8	Органическое стекло тройное для зенитных фонарей	0,52
9	Тройное остекление в раздельно-спаренных переплетах	0,55
10	Однокамерный стеклопакет из стекла в деревянных переплетах: Обычных С твердым селективным покрытием С мягким селективным покрытием	0,38 0,51 0,56
11	Однокамерный стеклопакет из стекла в металлических переплетах: Обычных С твердым селективным покрытием С мягким селективным покрытием	0,34 0,43 0,47
12	Обычное стекло и однокамерный стеклопакет в раздельных переплетах: Обычных С твердым селективным покрытием С мягким селективным покрытием	0,56 0,65 0,72

Таблица 1.5

_{Термическое сопротивление замкнутых воздушных прослоек R}в.п.

Толщина воздушной прослойки, м	Прослойка
	Горизонтальная при потоке тепла снизу вверх и вертикальная			Горизонтальная при потоке тепла сверху вниз
	При температуре воздуха в прослойке
	положительной	Отрицательной	положительной		Отрицательной
0,01	0,13	0,15	0,14		0,15
0,02	0,14	0,15	0,15		0,19
0,03	0,14	0,16	0,16		0,21
0,05	0,14	0,17	0,17		0,22
0,1	0,15	0,18	0,18		0,23
0,15	0,15	0,18	0,19		0,24
0,2-0,3	0,15	0,19	0,19		0,24