Теплогазоснабжение и вентиляция. методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов специальности «Городское строительство и хозяйство». Кононова М.С., Исанова А.В

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Воронежский государственный архитектурно-строительный университет»

Кафедра городского строительства и хозяйства

Теплогазоснабжение и вентиляция

Методические указания к выполнению лабораторных работ

для студентов специальности 270105 «Городское строительство и хозяйство» всех форм обучения

Воронеж 2011

УДК 697.34 (07) ББК 65.441

Составители М.С.Кононова, А.В. Исанова

Теплогазоснабжение и вентиляция : метод. указания к выполнению лабораторных работ для студ. спец. 270105 «Городское строительство и хозяйство» всех форм обучения/ Воронежский ГАСУ; сост.: М.С.Кононова, А.В. Исанова.

– Воронеж, 2011. - 22 с.

Приводится методика проведения лабораторных работ, связанных с изучением физических основ функционирования и технических особенностей систем инженерного оборудования зданий.

Предназначены для студентов специальности 270105 «Городское строительство и хозяйство» всех форм обучения.

Ил. 4. Табл. 5. Библиогр.: 4 назв.

УДК 697.34 (07) ББК 65.441

Печатается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного архитектурно-строительного университета

Рецензент - Б.П. Новосельцев, канд. техн. наук, профессор кафедры отопления и вентиляции Воронежского государственного архитектурностроительного университета

2

ВВЕДЕНИЕ

Цель дисциплины «Теплогазоснабжение и вентиляция» – освоение студентами основных теоретических сведений из области проектирования и расчета современных систем жизнеобеспечения.

Выполнение лабораторных работ способствует более глубокому пониманию дисциплины, помогает студенту получить представление о физических основах работы систем отопления и вентиляции, а также познакомиться с техническими особенностями их устройства и монтажа.

Перед началом проведения опытов студент должен нарисовать в рабочей тетради схему установки, подготовить необходимые таблицы для записи показаний приборов.

Проделав необходимые измерения и выполнив требуемые расчеты, студент должен составить отчет о работе, где помещается краткое описание установки и проведения опытов, основные формулы, результаты опытов, анализ полученных результатов и соответствующие выводы.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ТЕПЛОТЫ, ОТДАВАЕМОЙ СИСТЕМОЙ ОТОПЛЕНИЯ В ПОМЕЩЕНИИ

1.1. Цель работы

Определить экспериментальным путем количество теплоты, отдаваемой системой отопления в помещении.

1.2. Основные теоретические сведения

Суммарные теплопоступления в помещении от системы отопления Q, Вт, рассчитываются по формуле

где qСЕК – теплоотдача одной секции биметаллического радиатора, Вт, nÑÅÊ – количество секций, шт.

3

Теплоотдачу одной секции qСЕК , Вт, биметаллического радиатора можно определить по формуле

где qНОМ – номинальная теплоотдача секции отопительного прибора при стан-

дартных условиях, Вт/ м2 (температурные условия: температурный напор равен 70 С; расход теплоносителя через отопительный прибор составляет 0,1 кг/с),

n, p, СПР – экспериментальные коэффициенты (принимать СПР = 1,

р = 0,03, n = 0,3),

GПР – расход воды в отопительном приборе, кг/с,tСР – температурный напор, °С. Температурный напор tСР , °С, равен

где tВХ , tВЫХ – температура теплоносителя на выходе и входе отопительного

прибора,

tВ – температура воздуха помещения, °С.

Теплоотдачу открыто проложенных в помещении труб QТР , Вт, можно определить по упрощенной формуле:

где qB , qГ – теплоотдача одного метра вертикально и горизонтально проложен-

ных труб, Вт/м, определяется по таблицам справочника [1] или прил;

LB , LГ – длина вертикальных и горизонтальных теплопроводов в пределах помещения, м.

1.3. Приборы и оборудование

Для проведения лабораторной работы требуются следующие приборы:

измерительная линейка или рулетка;

пирометр или термощуп для измерения температуры поверхностей;

термометр для измерения температуры воздуха в помещении.

4

1.4. Порядок проведения работы

Измерения проводятся в учебной аудитории на действующей в помещении системе отопления.

В начале работы дают краткую характеристику системы отопления в аудитории:

двухили однотрубная;

вид теплоносителя и его расчетные параметры для данной системы отопления;

тип отопительного прибора.

Измеряют рулеткой длины всех вертикальных LB и горизонтальных LГ уча-

стков труб, а также подсчитывают количество секций отопительных приборов. Чертят схему системы отопления в аудитории с указанием всех измерен-

ных размеров и диаметров. Пример оформления схемы показан на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Схема расположения точек замера температуры

5

Измеряют температуру поверхности труб системы отопления на всех вертикальных и горизонтальных участках, а также на входе и выходе каждого отопительного прибора. Результаты измерений заносят в табл. 1.1, с указанием на схеме (рис.1.1) месторасположения точек замера.

С помощью термометра замеряют температуру воздуха в помещении tB ,

0С. Затем по таблицам справочника [1] или прил.1 в зависимости от разности температур теплопровода и воздуха помещения tТР tB , 0С, определяют теплоот-

дачу 1 м трубы qГ или qB , Вт/ м.

По формуле (1.5) рассчитывают теплоотдачу каждого участка теплопроводов системы отопления. Результаты расчетов заносят в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Результаты определения теплоотдачи трубопроводов системы отопления в помещении

Вычисляют температурный напор и теплоотдачу одной секции отопительного прибора по формулам (1.3), (1.4). Тепловой поток, отдаваемый в помещение отопительными приборами QПР, Вт, определяют по формуле (1.2).

По формуле (1.1) находится суммарный тепловой поток в помещении от системы отопления Q, Вт.

1.5. Выводы

По результатам расчётов сделать вывод о соотношении количества теплоты поступающей в помещение от отопительных приборов и от открыто проложенных труб системы отопления.

1.6. Отчёт о выполнении работы

В отчёте приводятся: цель работы, схема системы отопления с указанием месторасположения точек замера, расчётные формулы и результаты расчётов по ним, выводы.

Контрольные вопросы

6

1.Как рассчитать теплопоступления в помещение от системы отопления?

2.Как определить температурный напор отопительного прибора?

3.От каких факторов зависит теплоотдача от трубопроводов отопления в помещении?

4.При каких стандартных условиях определяется номинальный тепловой поток отопительного прибора?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕТЕОУСЛОВИЙ И ОЦЕНКА КОМФОРТНОСТИ МИКРОКЛИМАТА ПОМЕЩЕНИЙ

2.1. Цель работы

Определить параметры микроклимата в обслуживаемой (рабочей) зоне помещения и дать оценку условий комфортности в нем.

2.2. Основные теоретические сведения

Интенсивность теплоотдачи человека зависит от микроклимата помещения, характеризующегося следующими параметрами:

температура внутреннего воздуха tB , 0С;

радиационная температура помещения (осредненная температура ограждающих поверхностей) tR , 0С;

скорость движения (подвижность) воздуха B , м/с;

относительная влажность воздуха B , .

Сочетание этих параметров микроклимата, при которых сохраняется тепловое равновесие в организме человека и отсутствует напряжение в его системе терморегуляции, называют комфортными или оптимальными. Кроме оптимальных различают допустимые сочетания параметров микроклимата, при которых человек ощущает небольшой дискомфорт. Оптимальные и допустимые метеоусловия в обслуживаемой зоне жилых и общественных зданий регламентируются нормами [3], некоторые значения которых приведены в табл.2.1.

Таблица 2.1

7

Допустимые и оптимальные параметры микроклимата жилых зданий

Радиационная температура помещения приближенно может быть оценена как осредненная температура всех излучающих поверхностей в помещении:

i 1

где tпов.i , Fi – соответственно температура,0С, и площадь внутренних поверх-

ностей, м2, ограждений помещения; n – число всех поверхностей.

Тепловые условия в помещении зависят главным образом от tВ и tR, то есть от его температурной обстановки, которую принято характеризовать двумя условиями комфортности.

Первое условие комфортности температурной обстановки определяет такую область сочетаний tB и tR , при которой человек, находясь в центре об-

служиваемой зоны, не испытывает ни охлаждения, ни перегрева.

Для холодного периода года первое условие характеризуется формулой

Второе условие комфортности определяет допустимые температуры нагретых и охлажденных поверхностей ДОП при нахождении человека в не-

посредственной близости от них. Математически это условие можно выразить неравенством

где ДОП - допустимая температура нагретой или охлажденной поверхности,

находящейся вблизи человека, 0С;- коэффициент облученности, который можно приближенно опреде-

8

лить по формуле

верхности, м.

2.3. Приборы и оборудование

Для проведения измерений требуются следующие приборы:

термощуп или пирометр для измерения температуры поверхностей;

приборы для измерения температуры и влажности в помещении;

измерительная линейка или рулетка.

2.4. Порядок проведения работы

Исследования микроклимата проводятся непосредственно в помещении учебной лаборатории или других помещениях.

2.4.1. Определение температуры и влажности в помещении

С помощью соответствующих приборов не менее 3 раз измеряют температуру и влажность воздуха на высоте 0,1; 0,6 и 1,7 м от поверхности пола. Результаты измерений заносят в табл. 2.2, вычисляют средние значения tB и

B .

2.4.2. Проверка первого условия комфортности

Измерительной линейкой или рулеткой измеряют площади ограждений помещения. С помощью пирометра или термощупа измеряют температуру внутренних поверхностей всех ограждений помещения не менее чем в 5 точках для каждого ограждения. Результаты измерений заносятся в табл. 2.3. По формуле (2.1) вычисляют радиационную температуру в помещении и сравнивают ее с допустимыми значениями, рассчитанными по формуле

(2.2).

2.4.3. Проверка второго условия комфортности

По формулам (2.4) и (2.3) рассчитывают коэффициент облученности и допустимые значения температур ограждающих поверхностей ДОП , 0С, прини-

мая х = 0,5 м.

Таблица 2.2

9

Результаты измерений температуры и относительной влажности помещения

Таблица 2.3

Результаты измерений размеров и температуры поверхностей ограждения помещения

НС

ОК

ОП

Пл

Пт ВС1

…

Примечание: НС – наружная стена, ОК – окно, ОП – отопительный прибор, Пл – пол, Пт – потолок, ВС – внутренняя стена.

2.5. Выводы

Анализируют полученные результаты и делают вывод о соответствии температуры и влажности воздуха нормируемым значениям (табл. 2.1).

Делают вывод о соответствии температуры отопительного прибора и поверхности остекления (табл. 2.3) допустимому интервалу температур по второму условию комфортности.

2.6. Отчёт о выполнении работы

В отчёте приводятся: цели работы, результаты измерений (табл. 2.2 и 2.3), расчётные формулы и результаты расчётов, выводы.

Контрольные вопросы

10