Отопление цеха

нет
...

1. Тепловой баланс зданий. 3
1.1. Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции. 3
2.2. Обмер поверхностей ограждающих конструкций здания. 4
2.3. Температура внутри помещения. 7
2.4. Температура наружного воздуха. 7
2.6. Расход теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха. 8
2.7. Тепловые притоки. 9
3. Классификация систем отопления и область их применения. 15
3.1. Основные виды систем отопления. 15
3.2. Область применения систем отопления. 16
4. Выбор и размещение отопительных приборов. 17
4.1. Расчет количества отопительных приборов для цеха. 19
5. Гидравлический расчет системы отопления. 24
5.1. Линейное падение давления. 26
5.2. Местное падение давления. 27
6. Тепловой расчет воздушной завесы. 31
Литература 36

нет

Размерн.ФормулаРасчетЗначениеТеплопотери через стеныКоличество окон в цехеNцштПо чертежу15Площадь стен цехаFцм2А ·H +2·(2/3·B·H) - bв·hв -15·bц·hц30·8+2·36·8-3.5·2-15·3·4629Коэффициент тепло-отдачи с наружных поверхностейαнВт/м2КТаблица 5.6. [1]23.3Коэффициент тепло-отдачи к внутренним поверхαвнВт/м2КТаблица 5.5. [1]8.69Коэффициент тепло-передачикВт/м2К11αн+δλ+1αвн1123,3+0,220,05+18,690.22Температура в цехеtц°С 16Тепловой поток через стены цехаQцкВтFцk(tц-tн)629∙0,22(16-(-35))7.04Количество окон в офисахNофштПо чертежу5Площадь стен офисовFофм2А ·H -5·bоф·hоф30·8-5·1,5·2225Температура в офисеtоф°С 18Тепловой поток через стены офисовQофкВтFцk(tоф-tн)225∙0,22(18-(-35))2.62Сум. тепловой поток через стены QсткВтQоф+Qц7,04+2,629.65Теплопотери через окнаПлощадь окон цехаFок.цм2Nц·bцех·hцех15·3·4180Площадь окон офисовFок.офм2Nоф·bоф·hоф5·1,5·215Коэффициент тепло-передачикВт/м2К11αн+R+1αвн1123,3+0,46+18,691.62Полное термическое сопротивление теплопередачеRо.ок.цм2К/ВтТаблица 5.5. [1]0,460.520Тепловой поток через окна цехаQок.цкВтFокцk(tоф-tн)180∙0,52(16-(-35))14.85Тепловой поток черезокна офисовQок.офкВтFокофk(tоф-tн)15∙0,52(18-(-35))1.29Сум. тепловой поток через окнаQоккВтQок.оф+Qок.ц14,85+1,2916.14Теплопотери через воротаПлощадь воротFвм2bв·hв3,5·27Толщина металаδвммПринимаем5Коэффициент тепло-проводности сталиkcВт/мКПринимаем45Термическое сопротивление воротRсм2К/Втδλ0,005450.00011Термическое сопротивление тепло-отдачи в помещенииRвм2К/ВтТаблица 5.5. [1]0.115Коэффициент тепло-отдачи с наружных поверхностейαнВт/м2КТаблица 5.6. [1]23.3Термическое сопротивление тепло-отдачи снаружиRнм2К/Вт1/αн1/23,30.043Полное термическое сопротивление теплопередачеRо.вм2К/ВтRв + Rс + Rн0,00011+0,115+0,0430.158Температура внутриtв°Сtц16Поправочный коэффициентn-Таблица 5.4. [1]1Тепловой поток через воротаQвкВтFR(tц-tн)70.158(16-(-35))2.26Теплопотери через полдля офисов:Площадь зоны IFп.Iм2По чертежу68Площадь зоны IIFп.IIм2По чертежу12Площадь зоны IIIFп.IIIм2По чертежу44Термические сопротивления для неутеплённого пола по зонамRп.Iм2К/ВтСтр. 372 [1]2.5Rп.IIм2К/ВтСтр. 372 [1]5.0Rп.IIIм2К/ВтСтр. 372 [1]10.0Тепловой поток через пол офисовQп офкВт(FIRI+FIIRII+FIIIRIII)(tц-tн)(682.5+125+4410)(18-(-35))1.80для цеха:Площадь зоны IFп.Iм2По чертежу196Площадь зоны IIFп.IIм2По чертежу180Площадь зоны IIIFп.IIIм2По чертежу164Площадь зоны IVFп.IVм2По чертежу540Термические сопротивления для неутеплённого пола по зонамRп.Iм2К/ВтСтр. 372 [1]2.5Rп.IIм2К/ВтСтр. 372 [1]5.0Rп.IIIм2К/ВтСтр. 372 [1]10.0Rп.IVм2К/ВтСтр. 372 [1]16.5Тепловой поток через пол цехаQп цкВт(FIRI+FIIRII+FIIIRIII+FIVRIV)(tц-tн)(1962.5+1805+16410+54016.5)(16-(-35))8.34Тепловой поток через полQпкВтQп оф+Qп ц1.8+8.3410.14Теплопотери через потолокПлощадь потолкаFпотм2А·В1260Площадь потолка над офисамиFп офм2По чертежу180Площадь потолкаFп цм2По чертежу1080Термическое сопротивление 1-го слоя перекрытияRпот.1м2К/ВтТаблица 5.8. [1]1.06Теплопроводность керамзитаλкермК/ВтПриложение 3 [2]0.13Толщина 2-го слояδ2мИсходные данные0.25Термическое сопротивление потолкаR'потм2К/ВтRпот.1 + δ2/λкер1.06+0.25/0.132.98Термическое сопротивление тепло-отдачи в помещенииRв7620038100Таблица 5.5. [1]0.115Коэффициент тепло-отдачи с наружных поверхностейαнВт/м2КТаблица 5.6. [1]11.6Термическое сопротивление тепло-отдачи снаружиRн5715095251/αн1/11,60.086Полное термическое сопротивление теплопередачеRпот7620038100Rв + R'пот + Rн1,06+2,98+0,00863.184Тепловой поток через потолок офисовQп офкВт FR(tоф-tн)1803,184(18-(-35))3.00Тепловой поток через потолок цехаQп цкВт FR(tоф-tн)12603,184(16-(-35))17.30Сум тепловой поток через потолокQпоткВтQп оф+Qп ц3+17,320.29Теплопотери инфильтрациейКоличество окон в цехе с наветренной стороныNц.нштПо чертежу6Длиа щелей в окнахlок.цмNц.н·(bок + hок)·26·(3+4)·284Поправочный коэффициентаок-Стр. 375 [1]0.5Длиа щелей в воротахlв.цм(bв + hв)·2(3,5+2,0)·211Поправочный коэффициентав-Стр. 375 [1]3Сред температура внутриtв°С 16Удельная тепло-ёмкость воздухаcpвкДж/кгК 1Средняя скорость ветра в отопи-тельный периодvм/сТаблица 1 [3]3.7Удельное количество инфильтр. Воздухаgинф10477547625Таблица 5.11. [1]0.00153Тепло инфильтрациQинфкВтcрвtвн-tн(lокцaок+lвцaв)gинф 118--3584∙0,5+11∙3001535.97Тепловая мощность на отоплениетепло на отоплеяиеQоткВтQст+Qок+Qв+Qпот+Qпол+Qинф9,65+16,14+2,26+10,14+20,29+5,9754.53. Классификация систем отопления и область их применения.3.1. Основные виды систем отопления.Системы отопления подразделяют на местные и центральные.Местными называются системы отопления, в которых генератор тепла, теплопроводы и отопительные приборы конструктивно объединены в одном устройстве. К этим системам относят печное, газовое (при сжигании газа непосредственно в отопительных приборах) и электрическое отопление. Радиус действия местных систем отопления ограничен одной комнатой (при печном отоплении - двумя-тремя комнатами).Центральными называют системы отопления, в которых генератор (например, котел) вынесен за пределы отапливаемых помещений и теплоноситель от генератора к местам потребления подается через систему трубопроводов.Центральные системы, применяемые в нашей отопительной практике, подразделяют:по теплоносителю - на системы водяного, парового, воздушного отопления и комбинированные (пароводяные, водоводяные, паровоздушные, водовоздушные и др.); в последних циркулируют различные виды теплоносителя или один теплоноситель, но с разными параметрами;по способу перемещения теплоносителя - на системы с естественной циркуляцией за счет разности плотностей охладившегося и нагретого теплоносителя (воды или воздуха) и системы с механическим побуждением циркуляции насосами в водяных системах и вентиляторами в воздушных;по начальной температуре воды - на системы с температурой воды 95^105°С (105оС однотрубные системы отопления) и системы с температурой воды более 105оС.3.2. Область применения систем отопления.Системы отопления и теплоноситель выбирают в соответствии с требованиями санитарных и противопожарных норм в зависимости от назначения помещений и технологического процесса.Таблица 6 - Категории производств по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности.Категория помещенияХарактеристика веществ и материалов, находящихся (обращающихся) в помещенииАвзрывопо- жаро- опаснаяГорючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28 °С в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа. Вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом в таком количестве, что расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПаБвзрывопо-жа- роопаснаяГорючие пыли или волокна, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки более 28 °С, горючие жидкости в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные пыле воздушные или паровоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПаВ1-В4 пожароопасныеГорючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы (в том числе пыли и волокна), вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть, при условии, что помещения, в которых они имеются в наличии или обращаются, не относятся к категориям А или БГНегорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени, горючие газы, жидкости и твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топливаДНегорючие вещества и материалы в холодном состоянии4. Выбор и размещение отопительных приборов.При выборе вида и типа отопительного прибора принимаются во внимание назначение и архитектурно-технологическое решение помещения, место и длительность пребывания в нем людей, вид системы отопления, технико-экономические и санитарно-гигиенические показатели прибора.Основные положения по выбору вида прибора:при повышенных санитарно-гигиенических требованиях выбираются приборы с гладкой поверхностью, лучше всего отопительные панели, совмещенные со строительными конструкциями; применение гладкотрубных приборов должно быть обосновано;при нормальных санитарно-гигиенических требованиях используются приборы и с гладкой, и с ребристой поверхностью, причем рекомендуется выбирать не более одного-двух видов приборов для всего сооружения и размещать их под световыми проемами возможно ближе к полу помещения;при пониженных санитарно-гигиенических требованиях в помещениях, предназначенных для кратковременного пребывания людей, могут использоваться приборы любого вида; предпочтение отдается приборам с высокими технико-экономическими показателями.Отопительные приборы размещаются так, чтобы были обеспечены их осмотр, ремонт и очистка.Отопительные приборы располагаются преимущественно под световыми проемами (под витринами - по всей их длине). При размещении приборов под окнами вертикальные оси прибора и оконного проема должны совпадать.Ограждать отопительные приборы необходимо в помещениях для хранения взрыво- и пожароопасных газов, жидкостей и материалов. Ограждение или укрытие не должно уменьшать более чем на 15% теплопередачу открыто установленного прибора.Присоединение труб к отопительному прибору выполняется одно или двухсторонним. Теплотехнически целесообразнее двухстороннее присоединение, но в вертикальных системах конструктивно более рационально выполнять одностороннее присоединение.В качестве нагревательных приборов в отопительной технике применяются радиаторы - гладкие чугунные или штампованные из листовой стали; гнутые или сварные регистры из гладких труб; чугунные ребристые трубы, а также конвекторы с нагревательными элементами из оребренных стальных труб. Находят применение греющие бетонные панели с вмонтированными в них змеевиками из стальных труб.В данном курсовом проекте систему отопления цеха и административно- бытовых помещений рекомендуется принять двухтрубную (с прямым и обратным трубопроводами) с нижней разводкой и параллельным подключением отопительных приборов.Рекомендуется для отопления цехов принимать к установке стальные регистры, выполненные из труб с наружным диаметром 108 мм, толщиной стенки 4 мм, для отопления административно-бытовых помещений стальные радиаторы типа «Термал». При необходимости установки других нагревательных приборов их расчет произвести по материалам дополнительной литературы.4.1. Расчет количества отопительных приборов для цеха.В цех необходимо подвести тепловую мощность Qy, кВт, для покрытия тепловых потерь (с учетом тепловых выделений).Для расчета количества отопительных приборов необходимо учесть теплоту, поступающую в помещение от подводящих и отводящих трубопроводов.Изображается план цеха с разводкой системы отопления и предполагаемым количеством (Np) и размещением отопительных приборов.Исходя из необходимой тепловой мощности, рассчитываются расходы теплоносителя. По расходам принимаются диаметры подводящих и отводящих трубопроводов. Поскольку подключение отопительных приборов принято параллельным, количество теплоносителя после каждого из них будет меняться. Чтобы поддержать скорость воды в рекомендуемом диапазоне, изменяется диаметр трубопровода. На плане измеряются длины трубопроводов.Расход воды G, кг/с, рассчитывается по формуле:G=Qc(t1-t2)где Q - тепловая мощность, кВт; с - теплоемкость воды; т1 и т2 - температуры соответственно прямой и обратной воды в отопительном приборе.Диаметр трубопровода рассчитывается по формулеd=4Gρπvгде р - плотность воды, кг/м3; v - скорость воды, м/с. Скорость воды рекомендуется принимать в диапазоне 1-1,5 м/с. Количество теплоты, отдаваемое прямыми трубопроводами, рассчитывается по формулеQпр=kF(t1-tВ)где k - коэффициент теплопередачи между трубопроводами, отопительными приборами и окружающим воздухом, Вт/м2К;F - площадь поверхности трубы, м2; t1 - температура прямой воды, оС; tв - температура воздуха в помещении, С.Количество теплоты Q, Вт, отдаваемое обратными трубопроводами, рассчитывается по формулеQобр=kF(t2-tВ)где т2 - температура обратной воды, оС.Площадь поверхности труб рассчитывается по формулеF = nDlгде D - наружный диаметр трубопровода, м; l - длина участка трубопровода, м.Расчет коэффициента теплоотдачи k, производится как для плоской стенкиk=11α1+δλ+1α2где α1 - коэффициент теплоотдачи от труб и приборов в помещении, δ - толщина стенки трубы, м; λ - коэффициент теплопроводности стали, Вт/м2К;α2 - коэффициент теплоотдачи в трубе.Коэффициент теплоотдачи от труб и приборов в помещении принимается по СНиП 2.04.14-88 (1998) α1=9-11 Вт/м2ККоэффициент теплоотдачи в трубе и отопительных регистрах принимаем α2=1000 Вт/м2К Суммарная тепловая мощность, поступающая в помещение цеха через подводящие и отводящие трубопроводыQтр=Qпр+QобрОбщая площадь поверхности отопительных приборов рассчитывается по формулеF=(Q-Qтр)1000k((tср-tВ))где Q - теплота, которую необходимо подвести в помещение цеха, кВт;tср- средняя температура воды в отопительном приборе, оС.Площадь поверхности одного регистраf=FNгде N - количество отопительных приборов, принятых к установке, шт.Длина регистров в одном отопительном приборе L, мL=fπdгде d - наружный диаметр регистра, м.Принимается количество регистров в каждом отопительном приборе и рассчитывается длина одного регистра, 1, мl=LN.2. Расчет количества отопительных приборов для административно-бытовых помещений.В качестве отопительных приборов выбираются стальные радиаторы «Termal 500».Аналогично цеху рассчитывается количество теплоты, поступающее в помещение через неизолированные прямой и обратный трубопроводы.В административно-бытовые помещения необходимо подвести тепловую мощность Qo, кВт, для покрытия тепловых потерь (с учетом тепловых выделений).Рассчитывается мощность радиаторов в бытовом помещенииQрб=(Q-Qтр)Мощность одной секции радиатора (по каталогу) qp = 0,18 кВт, если вода в нем охлаждается с 95 до 70оС и температура воздуха 18оС.Конструктивно выбирается количество радиаторов N в административно-бытовых помещениях.Рассчитывается мощность одного радиатораQрб=QрбNРассчитывается необходимое количество секций в каждом радиатореn=QрбqРасчет необходимого числа отопительных приборов. Таблица 7 - Расчет регистров.Расчетная величинаОбозн.Размерн.ФормулаРасчетЗначениеколичество регистров в цеховом помещенииn'штравно количеству окон в цехе15количество секций в одном регистре mшт-3тепловые мощность секции регистраQтрВтaFтр(tтр-tцех)10·1,42·(100-16)1219.8коэф. теплоотдачиαВт/(м2К) 10.0площадь секцииFтрм2πdlр1.42диаметр трубыdм 0.129длина одной секции регистраlрм 3.50ср темп воды в трубахtтроС(t1+t2)/2(70+130)/2100.0тепловая мощность 1 регистраQ1ркВтm*Qтр3·1219,8/10003.