Расчет тепловых нагрузок на отопление, вентиляцию

 

Исходные данные (согласно рабочему проекту):

α=0,95

V=7200м³

q₀=0,35 ккал/(м³чК)

t_вр=16C⁰

t_нро=-35C⁰

Учебные мастерские не содержат внутренних источников тепла, что известно из условия и перечня станков, поэтому Q_вн=0

Расчёт максимальной отопительной нагрузки производим по формуле:

 

Q_о = ά q₀ V (t_вр - t_нро) 10^-6 Гкал/ч,

Q₀=0.95*0.35*7200*(16+35)*10^-6=0,122 Гкал/ч,

 

Где V–объём здания по наружному обмеру, м³;

q₀–удельная отопительная характеристика здания, ккал/(м³*ч*К)

α – поправочный коэффициент, учитывающий нелинейность зависимости между Q_о и (t_вр- t_нро)

t_вр–расчетная температура воздуха в помещении, C⁰;

t_нро-расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления. Максимальная нагрузка отопления соответствует самой низкой температуре наружного воздуха. Однако продолжительность самой низкой температуры, как правило, бывает небольшой по сравнению с отопительным периодом. Чтобы избежать чрезмерного превышения мощности тепловых установок, расчет максимального расхода теплоты на отопление производят по расчетной температуре наружного воздуха, которая равна средней температуре наиболее холодных пятидневок из восьми наиболее холодных зим за 50 – летний период. Величина t_нро принимается по СН и П 2.01.01 – 82 для соответствующего намеченного пункта, С⁰.

Далее произведем расчет расхода теплоты на систему вентиляции. Оценка расхода теплоты на систему вентиляции производится по формуле:

 

Q_в = ά_в q_в V (t_вр - t_нрв) 10^-6 Гкал/ч,

 

Где α=0,95;

q_в–удельная вентиляционная характеристика здания, ккал/(м³*ч*К);

q_в=0,25 ккал/(м³*ч*К);

Q_в=0,95*0,25*7200(16+35)*10^-6=0,087 Гкал/ч

Значения Q₀ и Q_в дают максимальную тепловую мощность, которую необходимо иметь для обеспечения комфортных условий в самое холодное время.

 

 

Для расчета с поставщиком тепловой энергии необходимо определить средний годовой расход теплоты

 

Q₀ ^г = Q₀^ср n₀ Гкал,

 

где n₀ - продолжительность отопительного периода, ч.

Продолжительность отопительного периода согласно СН и П 2.01.01. – 82 определяется по числу дней с устойчивой среднесуточной температурой ± 8⁰С и ниже.

n₀=228дней(5472ч)

С учетом коэффициента пересчета определяем среднегодовую нагрузку за отопительный период на отопление и вентиляцию:

 

 Гкал/ч.,

 Гкал/ч.,

 

Где t_срн–средняя за отопительный период наружная температура принимается по СНиП 2.01.01–82 для соответствующего населенного пункта.

 

t_срн=–6,4 C⁰

 Гкал/ч;

Q₀ ^г=0,054*5472=295,5 Гкал;

Q₀ ^в=0,038*5472=207,94 Гкал;

 

Рассчитаем среднесуточный расход теплоты на ГВС в течение отопительного периода по формуле:

Q^сут_гвс = m^сут_гвс g_в С_рв (t_г - t_х) 10^-6 Гкал/сутки По СН и П 9.04.01 – 85 температуру горячей воды t_г в местах водоразбора принимают не ниже 60⁰С для открытых систем водоразбора и не ниже 50⁰С для закрытых систем. Горячая вода не должна иметь температуру выше 75⁰С (чтобы не обжигала). Температуру холодной воды принимают для зимнего периода 5⁰С и летнего 15⁰С.

Удельная теплоемкость воды С_рв = 1 ккал/(кг К).

Плотность воды g_в при температуре 55⁰С равна 985 кг/м³; с небольшой погрешностью ее принимают равной 1000 кг/м³.

Суточный расход горячей воды m_сут подсчитывается по формуле

 м³/сутки,

 

где d_ср – среднесуточная норма горячей воды на одного потребителя в литрах в сутки. Норматив d_ср устанавливает СН и П 2.04.01 – 85, для данного объекта принимаем dср=8л/чел.

n=150 человека (исходя из данных рабочего проекта)

К_гв=1 (число смен, исходя из данных рабочего проекта)

Рассчитаем годовое потребление воды:

Годовое потребление воды рассчитывается по формуле

 

m_гвс^год = τ_р m_гвс^сут м³/год = 225×1,2=270м³/год

 

где τ_р – число дней (суток) работы здания, сооружения в год. τ_р=225суток.

Годовой расход теплоты на горячее водоснабжение

 

Q_гвс^год = Q_гвс^сут n_о + Q_гвс^сут (350 – n_о), Гкал/год

 

(в году принято 350 суток вместо 365 суток, так как 15 суток отводится на ремонт теплотрасс).n₀=228суток.

Q_гвс^год = 0,066×228 + 0,054× (350 – 228)=8,45 Гкал/год

Подсчитаем расход сетевой воды по формуле:

 

где ∑Q – сумма максимальных часовых тепловых нагрузок на отопление, вентиляцию, ГВС Гкал/ч;

t_пр, t_об - температура прямой и обратной воды соответственно, ⁰С.(95/70)

Построим график отопительной нагрузки

 

Рассчитаем поверхность, а также теплоотдачу нагревательных приборов указанных в рабочем проекте(радиаторы):

Для удобства сравнения нагревательных приборов воспользуемся понятием об эквивалентном квадратном метре (ЭКМ), под которым понимается площадь внешней поверхности прибора, отдающая 435 ккал/ч при разности средней температуры воды в приборе t_в и воздуха в помещении t_вр

 

,

 

Отвечающей наиболее характерным условиям водяного отопления.

Характерным для теплотехнической оценки является «коэффициент пересчета» - К_пер, отношение теплоотдачи 1м² того или иного прибора к теплоотдаче 1 экм его поверхности при одинаковых ∆t_m (64,5⁰C) и условиях подачи воды в прибор.

Для радиаторов марки Польза№6 – К_пер = 1,07 экм/м².

Теплоотдача прибора зависит от разности ∆t_m, расхода теплоносителя, типа прибора, способа его установки т.д., что учитывается различными поправками β_i, т.е.

,

 

где 435 – теплоотдача 1 экм при ∆t_m=64,5⁰С, ккал/ч;

∆t_mi - фактическая средняя разность температур воды и окружающего воздуха, ⁰С;

β₁ – коэффициент, учитывающий зависимость теплоотдачи приборов от ∆t_m,

,

 

для радиаторов n=3

Β₂ – коэффициент, зависящий от расхода греющей воды; β₂ = 1 при параллельном расходе воды на 1м² поверхности радиатора менее 35 кг/ч; Β₂ = 1,1–1,2 – при последовательном соединении приборов. β₂=1,1 для данного объекта.

Β₃ – коэффициент, учитывающий расположение горизонтальных рядов труб по вертикали: при двухрядной установке β₃ = 0,95, при трех и более рядах β₃ = 0,85.

Β₄ – коэффициент, зависящий от способа подачи и отвода воды от прибора; при подаче и отводе воды внизу β₄ = 0,9.

Расчет произведен для помещений с t_вр=16С⁰

Поверхность нагрева приборов определяется по формуле

 

F = Q₀/Q₁ [экм],

 

где Q₀ – расчетная тепловая нагрузка на отопление, ккал/ч.

F=122000/409,2=298,14

Количество секций устанавливаемого типа в приборе

 

n_c=F/f_c

 

где f_c–поверхность одной секци,экм.

f_c=0,492экм. для радиаторов марки Польза№6

n_c=298,14/0,492=606

Значит для полного обогрева здания потребуется 51радиатор марки Польза№6, состоящий из 12 секций каждый.

 

Заключение

 

В ходе работы над данным курсовым проектом мы приобрели ряд важнейших умений, необходимых высококвалифицированному специалисту. Были проведены расчеты по вычислению нагрузок оборудования, находящегося на предприятии, выбрана оптимальная схема электроснабжения предприятия, оборудование для надежной работы (автоматы, кабели).

Рассчитаны тепловые нагрузки на отопление и вентиляцию, ГВС, построен график отопительных нагрузок в течении года, выбран вид и количество нагревательных приборов, необходимых для поддержания оптимальной температуры внутри здания.

Используя, умения полученные в ходе выполнения данного курсового проекта мы можем выбрать и спроектировать схему энерго и теплоснабжения предприятия.

Большой интерес вызывает внедрение нового и современного оборудования, и схем энергосбережения–что является востребованным в нашей стране на сегодняшний день и является одной из приоритетных направлений политики государства в области энергетики.

Список литературы

1. Морозова И.М., Кузнецов Ю.В. Проектирование схем энергоснабжения промышленных предприятий и городов: Учеб. Пособие. Екатеринбург. 2004. Рос. гос. проф.-пед. ун-т, 200. 86 с.

2. Сибикин Ю.Д. Электроснабжение промышленных предприятий и установок – М.: В.Ш., 2001.

3. Шеховцов В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения. Метод. пособие для курсового проектирования. М.: «Инфра – М, Форум», 2003.

4. Конюхова Е.А. Электроснабжение объектов. Учебное пособие для студентов. – М.:изд-во «Мастерство», 2001.

5. Бороздин И.В. Электроснабжение предприятий. Практикум. «Дизайн ПРО», 2000.

6. Назмеев Ю.Г. Теплоэнергетические системы и энергобалансы промышленных предприятий. М.: МЭИ, 2003.

7. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. М.: МЭИ, 2001.

8. Правила устройства электроустановок. Минэнерго – М.: «Энергоатомиздат», 2003.

9. Арсеньев Г.В. Энергетические установки: Учеб. для вузов по спец. «Электроснабжение».-М.:Высш.шк.,1991.-336 с.ил.