Термическая ионизация

Курсовая работа по дисциплине источники и системы теплоснабжения Задание на выполнение курсовой работы Расчитать систему теплоснабжения для выбранного генерального плана предприятия Осуществить раcчет теплопотерь через ограждающие конструкции Определить удельный расход теплоты на отопление здания Выбрать тип котла и место расположения котельной. Выбрать тип отопительных приборов

Определить требуемую площадь поверхности отопительных приборов Нанести на плане магистральные трубопроводы системы отопления Составить аксонометрическую схему отопления с нанесением отопительных приборов, запорно-регулировочной арматуры, расширительного бака Провести гидравлический расчет системы отопления Произвести расчет гидроэлеватора и тепловые потери для случая подключения помещения к существующей тепловой

сети. Тепловая мощность системы отопления определяется из уравнения теплового баланса Фсо У Ф пот -У Ф пост 1. Определение величины теплопотерь через ограждающие конструкции. Исходными данными для расчета теплопотерь отдельными помещениями и зданием в целом являются планы этажей и характерные разрезы по зданию со всеми строительными размерами. Назначение помещений Ориентация здания по сторонам света

Место постройки здания Отметим, что поток теплотыВт теряемой помещением, складывается из основных потерь теплоты через все его наружные ограждения Ф0 и добавочных теплопотерь Фдоб ФУФ0УФдоб При этом потери теплоты определяем суммируя потери теплоты через отдельные ограждающие конструкции с округлением до 100 Вт. Ф FR0tв - tн1УвnkFtв - tн1-Увn Где F- расчетная площадь ограждения, k - коэффициент теплопередачи данной ограждающей конструкции

R0 - сопротивление теплопередачи данной ограждающей конструкции tв - tн - температуры внутреннего и наружнего воздуха. 1-Ув - добавочные теплопотери n- коэффициент учитывающий положение ограждающего покрытия по отношению к наружнему воздуху Определим основные теплопотери проектируемого здания по соотношению Ф FR0tв - tнn 1 НАРУЖНИЕ СТЕНЫ Наружные стены выполнены толщиной в два кирпича, оштукатуренные изнутри с использованием цементно-песчаной штукатурки в случае известково-песчаной штукатурки параметры должны

быть изменены. Исходные данные для кирпичных стен лк 0,81 Втм0 С дк 0,51 м Исходные данные для цементно-песчаной штукатурки стен лшт 0,93 Втм0 С дшт 0,015 м.для известково-песчаной штукатурки возможно применение лшт 0,81 Втм0 С Геометрические размеры помещения первый этаж а 22,4м b 12,46м h 4,4м Помещение имеет 11 оконных блоков с двойным остеклением имеющие общую площадь остекления

Fcт 111,21,823,76кв.м Площадь поверхности наружных стен 26,33,6 F 2ab-Fс 222,412,46-23,76558,208-23,76534,4кв.м Сопротивление теплопередаче наружных стен получим по формуле 1 учитывая что Rв0,115 м2 0СВт и Rн0,043 м2 0СВт площадь пола S279,104кв.м Rо RвRнУ Ri где Ri дк лк дшт лшт 0,510,810,0150,81 Rо 0,1150,043 0,0150,810,510,810,806 м2 0СВт Сопротивление теплопередаче двойных окон

Rо0,345 м2 0СВт Следовательно теплопотери через наружные стены определяются ФFR0tв-tнn10,345534,4161810,34523,761618 526662341,555007,5Вт Одна стена обращена на север, вторая на восток , третья стена на запад и последняя на юг поэтому дополнительные потери теплоты через эти стены Фдоб ст составляют для первой 10, второй 10, третьей 5 и четвертая 0 от основных теплопотерь, которые необходимо добавить к последним.

Фдоб ст 254670,256367Вт. Таким образом, с учетом дополнительных теплопотерь через наружние стены получим Фдоб 25467636731833Вт ПЕРЕКРЫТИЯ Перекрытие имеет площадь S273.5 кв.м. и состоит из железобетонных плит толщиной дпл0,035м, для которых по таблице лк 2,04 Втм0 С Железобетонные плиты покрыты теплоизоляцией выполненной из минеральной ваты толщиной дваты0,14м, слоя гравия керамзитового дкер0,1м, и двух слоев рубероида толщиной друб0,003м, для которых выбираем

по таблице значения теплопроводности и значения сопротивления тепловосприятию для внутренней и внешней поверхностей лваты 0,06 Втм0 С, лруб 0,17 Втм0 С, лкер 0,23 Втм0 С Rв 0,132 м2 0СВт, Rн 0,043 м2 0СВт, Исходя из этих данных получим для сопротивления теплопередаче перекрытия Rо пер 0,1320,0430,0352,04 0,140,06 0,10,23 0,0030,17 0,1320,0430,0172,330,4350,0182,975 м2 0СВт, Теплопотери через перекрытия находим по соотношению

Ф FR0tв - tнn Принимаем поправочный коэффициент n 0,9 как для чердачных перекрытий с кровлей из рулонных материалов Фпер12,975273,516180,9282.9 вт ПОЛЫ Полы выполнены из керамзитобетона с1800кгм3 толщиной дкер0,1м, теплопроводность которого находим по справочным данным таблицы 7 1 лкер 0,92 Втм0 С. Ширина пола равна b 10.4м до осевой линии соответственно 5,2 м. Потери теплоты через неутепленные полы определяем по зонам, паралельным наружним стенам.

Сопротивление теплопередаче для первой зоны составляет Rн. пол 2,15, для второй 4,3 и для третьей 8,6. Для остальной части пола 14,2 м2 0СВт. Площадь участков пола, примыкающего к углам в первой двухметровой зоне вводится в расчет дважды, т.е. по направлению обеих наружних стен, образующих угол. Разделим площадь пола на двухметровые зоны и получим две зоны шириной по 2м и одну зону шириной 1,2

м. Площади данных зон равны F1 F2 26,3252.6м2 F3 26,31.231.56м2 Rу. пол м2 0СВт, Сопротивление теплопередаче Rо пол м2 0СВт, для каждой из зон определяем по формуле Rу. пол Rн. пол д л Зона 1 Rу. пол 2,15 0,10,922,150,112,26 Зона 2 Rу. пол 4,3 0,10,922,150,114,44 Зона 3 Rу. пол 8,6 0,10,922,150,118,71 Суммарные теплопотери по всем зонам пола Фп FR0tв - tнn 212,2652,614,4452,6 18,7131,5616180,9 223.2711.853.62340.92370.9Вт

Общие потери через все ограждения ФУФ2370,9282,93183334485,9Вт Добавочные теплопотери Добавочные теплопотери определяются суммой теплопотерь расходуемой на вентиляцию помещения, испарение влаги, нагрев инфильтрующего воздуха Вентиляция помещения, Поток теплоты теряемый на нагрев приточного воздуха определяется соотношением Ф 0,278Qсctв - tн Где Q нормативный воздухообмен, принимаемый равным

Q 3м3ч с - плотность воздуха с1,2кгм2 c- массовая изобарная теплоемкость воздуха c1кДжкг оС Ф 0,27831,213426,310,49306,11Вт Для оценочного расчета максимального теплового потока расходуемого на вентиляцию воспользуемся методом укрупненных характеристик Ф qвVtв - tн Где qв V- удельная тепловая характеристика здания, берется по приложению 13 и объем помещения Ф 0,21942161813205Вт Аналогично для оценочного расчета максимального теплового потока расходуемого на

отопление воспользуемся методом укрупненных характеристик Ф qвVtв - tна Где qот, V, а - удельная тепловая характеристика здания, берется по приложению 13 объем помещения, поправочный коэффициент, учитывающий влияние разности температур а0,5422tв - tн 0,5422340,540,651,11 Ф 0,6194216181,143578,5Вт Испарение влаги Поток теплоты теряемый на испарение влаги с мокрых поверхностей определяется соотношением Ф 0,2782,49Wисп Для данного случая эти потери не учитываются.

Бытовые тепловыделения берутся из расчета 21Вт на 1 кв.м. площади пола и вычитаются из суммы основных и добавочных теплопотерь. Ф 21Fн21 273.55743,5 Вт Нагрев от используемого технологического оборудования Величина тепловыделения для каждого конкретного прибора будет различной эквивалентное значение для всего используемого оборудования равно Фоб 2653Вт Нагрев инфильтрующего воздуха Поток теплоты теряемый на нагрев наружного воздуха, инфильтрующегося через притворы окон, фрамуг, дверей

и ворот определяется соотношением Ф Qсctв - tнFп3,6 31,213426,310,43,69299,68Вт Тепловая мощность всей системы отопления определяется из уравнения теплового баланса и равна Фот 34485,99306,119299,68-5743,5-2653 44695Вт Из которой на первый этаж полуподвальное помещение приходится Фот1 20000Вт И на производственное помещение второго этажа Фот2 24695 Вт Определим удельную тепловую характеристику здания по формуле

Выбор котла и места расположения котельной Выбор котла определяется количеством требуемой тепловой мощности и его назначения . Для отопительно-производственных котельных малой мощности находят широкое применение чугунные секционные котлы, нагревающие воду до 115оС. Наибольшее распространение среди чугунных котлов в нашей стране получили котлы марок КЧМ, КЧ-1малой мощности,Универсал-6КЧ-2 средней мощности и

Энергия-6тип КЧ-3. Используя полученное значение тепловой мощности по таблице 1.1 выбираем чугунный котел типа КЧМ-1, тепловой мощностью от 16,3 до 46,5 кВт. Котел малогабаритный расположить его можно в подсобном помещении цеха. Определяем диаметры труб и потери давления в двухтрубной закрытой водяной тепловой сети от котла до потребителя длиной 30 м, через которую подается тепловой поток

Ф44695Вт. Примем расчетные температуры теплоносителя tп95 оС. tо70 оС и на ней установлены две задвижки ж0,7 и два гнутых отвода радиусом R2d для которых ж0,5 Расход теплоносителя определяем по соотношению Qт3,6Ф4,19tп - tо Qт3,644,6954,1995-70 160,92104,751,53 тч Принимаем удельные потери давления ДР70Пам и по приложению 2 находим среднюю плотность теплоносителя с970 кгм3

Расчетный диаметр труб определим по соотношению d0.263Q0.38 с ДР 0.19 0.2631,530.3897070 0.190.2631,188.280.037м Принимаем в соответствии с ГОСТ 10704-76 трубу стальную электросварную прямошовную внутренний диаметр которой d41 мм ближе всего к расчетному значению. Определяем коэффициент трения , используя выражение С.Ф.Копьева л0,014 d 0.25 0,0140,0410.250,0140,450,031

Сумму коэффициентов местных сопротивлений определяем по соотношению Уж20,720,52,4 Эквивалентная длина местных сопротивлений определяется по соотношению Lэ Ужdл2,40,0410,0313,17м Общая потеря давления в подающем и обратном теплопроводах ДРс2303,17704643,8Па ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГОДОВОГО РАСХОДА ТОПЛИВА Годовой расход теплоты на отопление исходя из полученных значений тепловых потерь и требуемой мощности

котлов определяется по соотношению Qт3,6УQtв - tо.п. 24nо.п tв - tн3,644.69518-1,5241521818968кДж Следовательно годовой расход топлива с учетом КПД котельной для газообразного топлива з0,8 В Qтq з9680,885,614,1т.куб.м. Определяем поверхность нагрева и осуществляем подбор нагревательных приборов системы водяного отопления. Для полуподвального помещения 1 этаж схемы. Фот1 20000

Вт В качестве нагревательных приборов принимаем чугунные ребристые трубы. Температура теплоносителя в подающей магистрали 95С, а в обратной 70С. Определим вначале тепловой поток от трубопровода в системы отопления. Для его определения используем соотношение ФпмАтр k трtтр - tв з Где k тр - коэффициент теплопередачи труб берется по таблице 1,4 2 и з-коэффициент учитывающий разводку

трубподающая линия - над потолком з0,25, вертикальный стояк з0,5, для обратной линии над полом з0,75 и для подводок к нагревательным приборам з1 . Для нашей системы теплоснабжения подающий трубопровод находится под окнами, т.е. в рабочей зоне помещения, там же где и нагревательные приборы. Поэтому для него как и для подводок к приборам , коэффициент з1. Для обратной линии, расположенной над полом з0,75.

Площадь поверхности подающего и обратного магистральных трубопроводов наружным диаметром d42,3 ммdу32мм и длиной l25м l d Ап.м.А о.м. рdl3,140,043253,38м2. Площадь поверхности шести подводок по две на прибор диаметром 26,8 ммdу20мм и длиной 0,8 м каждая Аподрdl63,140,02680,80,4м2 . Коэффициент теплопередачи подающего трубопровода для средней разности температуры воды в трубе и температуры воздуха в помещении 95-1877С. принимаем по таблице 1,4 k13,4

Втм2 С.Коэффициент теплопередачи обратной магистрали для разности между температурой воды и температурой воздуха 70-1852С k11,6 Втм2 С, а для подводок при средней разности температур 95702-1864,5С k14 Втм2 С, тогда по формуле ФпмАтр k трtтр - tв з для подающей магистрали Фп.м.3,3813,495-183482Вт Для обратной магистрали Фо.м.3,3811,670-182038Вт для подводок Фпод0,41495702-18361Вт Суммарный поток теплоты от всех трубопроводов

Фтр348220383615881 Вт Принимаем в11нагревательные приборы установлены свободно у стены, в21трубы проложены открыто. Полагая, что под каждым окном ,будет установлено по одной чугунной ребристой трубе, находим по таблице 1,4kпр5,8 Втм2 С. Тогда по формуле 1.8 площадь поверхности нагрева приборов Апр Фогр- Фтр в1 в2 kпр tтр - tв 20000-58815,895702-1886100374,138кв.м Принимаем для установки ребристые трубы длиной 2000 мм, фактическая площадь поверхности нагрева которых

равна 4 м2см.табл.5,2.Число таких труб n38410 Под каждым окном устанавливается по одной ребристой трубе Для производственного корпуса 2 этаж схемы. Фот2 24000 Вт Высота стояков 3,6м диаметром 20мм - 10 штук и подводки к радиаторам трубой диаметром 20мм общей длиной 300,515м Поверхность нагрева вычисляем в квадратных метрах эквивалентной площади по соотношению F тр f l з. Для этого определим для f0.15 м2 стояки и подводки диаметром трубы 20мм и коэффициент з0,5

для вертикального стояка и для подводок к нагревательным приборам з1 . F тр100,153,60,50,151512,72,254,97 м2 Теплоотдачу 1 м2 м находим по соотношению цk эт в4Дt Где в4 1 и k эт7,9 определено по приложениям 17 и 18 Дt tтр - tв 95-702-1864,5 цk эт в4Дt7,9164,5509,55510Вт м2 Необходимая эквивалентная площадь поверхности нагрева радиаторов определяем по соотношению

F прФогр в2 ц - F тр в1 в3240001510-4.971.021.0545,07 м2 Для радиаторов М-140-АО число секций определится N45,070,35128секции Принимаем для 135 секций и размещаем их по 9 секций для каждого из 15 окон второго этажа Гидравлический расчет системы отопления Вычерчиваем в масштабе аксонометрическую схему системы отопления с указанием магистральных трубопроводов, стояков, запорно-регулировочной арматурой.

Для данной схемы выбираем главное циркуляционное кольцо. Определяем расчетное циркуляционное давление РРнРе. Учтем что для производственных помещений и малоэтажных жилых домов значением естественного давления Ре можно пренебречь и согласно рекомендациям профессора В.М.Чаплина принять давление Рн создаваемое насосом исходя из среднего значения давления равного 100Па

на метр наиболее протяженного циркуляционного кольца. Среднее значение удельных потерь давления на трение в трубопроводах для данного кольца равно Rср0,65РУl Общая длина трубопроводов для выбранной схемы равна Уl100м Располагаемое циркуляционное давление в системе равно Р10010010000Па Определяем среднюю потерю давления на трение

Rср0,65РУl0,651000010065Пам Для каждого из участков определяем расход теплоносителя по формуле Qм3,6Ф4,19 Дt И заносим результаты расчета в таблицу. Главное циркуляционное кольцо уч-каФ,ВтQ кгчl,мd, ммvмсR,ПамRl, ПаУжZ,ПаRiZ,Па112800439,9045 Произвести расчет гидроэлеватора и тепловые потери для случая подключения помещения к существующей тепловой сети.