Вход

Система теплоснабжения для генерального плана предприятия

Курсовая работа по физике
Дата добавления: 22 января 2007
Язык курсовой: Русский
Word, rtf, 192 кб
Курсовую можно скачать бесплатно
Скачать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу
Курсовая работа по дисциплине источники и системы теплоснабжения Задание на выполнение курсовой работы: Расчитать систему теплоснабжения для выбранного гене рального плана предприятия: · Ос уществить раcчет теплопотерь через ограждающие конструкции · Определить удельный ра сход теплоты на отопление здания · Выбрать тип котла и мест о расположения котельной. · Выбрать тип отопительн ых приборов · Определить требуемую п лощадь поверхности отопительных приборов · Нанести на плане магист ральные трубопроводы системы отопления · Составить аксонометри ческую схему отопления с нанесением отопительных приборов, запорно-рег улировочной арматуры, расширительного бака · Провести гидравлическ ий расчет системы отопления · Произвести расчет гидр оэлеватора и тепловые потери для случая подключения помещения к сущест вующей тепловой сети. Тепловая мощность системы отопления определяется из ура внения теплового баланса Ф со = У Ф пот - У Ф пост 1.1. Определение величины теплопотерь чере з ограждающие конструкции. Исходными данными для расчета теплопотерь отдельными по мещениями и зданием в целом являются · пл аны этажей и характерные разрезы по зданию со всеми строительными разме рами. · Назначение помещений · Ориентация здания по ст оронам света · Место постройки здания Отметим, что поток теплоты(Вт) теряемой помещением, склады вается из основных потерь теплоты через все его наружные ограждения Ф 0 и добавочных тепло потерь Ф доб Ф = У Ф 0 + У Ф доб При этом потери теплоты определяем суммируя потери тепло ты через отдельные ограждающие конструкции с округлением до 100 Вт. Ф =F/R 0 (t в - t н )(1+ Ув )n= kF(t в - t н )(1- Ув )n Где F- расчетная пло щадь ограждения, k - коэффициент теплопередачи данной о граждающей конструкции; R 0 - сопротив ление теплопередачи данной ограждающей конструкции; t в - t н - температуры внутреннего и наружнего воздуха. (1- Ув ) - добавочные теплопотери; n- коэффициент учитывающий положение огражд ающего покрытия по отношению к наружнему воздуху; Определим основные теплопотери проектируемого здания по соотношению Ф =F/R 0 (t в - t н )n (1) НАРУЖНИЕ СТЕНЫ Наружные стены выполнены толщиной в два кирпича, оштукат уренные изнутри с использованием цементно-песчаной штукатурки( в случа е известково-песчаной штукатурки параметры должны быть изменены). Исходные данные для кирпичных стен л к = 0,81 Вт/(м* 0 С); д к = 0,51 м Исходные данные для цементно-песчаной штукатурки стен л шт = 0,93 Вт/(м* 0 С); д шт = 0,015 м.(для известково-песчаной штукатурки возможно применение л шт = 0,81 Вт/(м* 0 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 пл ощадь остекления F cт = 11*1,2*1,8=23,76кв.м Площадь поверхности наружных стен 26,3*3,6 F= 2ab-F с =2*22,4*12,46-23,76=558,208-23,76=534,4кв. м Сопротивление теплопередаче наружных стен получим по формуле 1 учитыва я что R в =0,115 (м 2 0 С/Вт) и R н =0,043 (м 2 0 С/Вт) площадь пола S=279,104кв.м R о = R в + R н + У R i где R i = д к / л к + д шт / л шт =0,51/0,81+0,015/0,81 R о = 0,115+0,043 +0,015/0,81+0,51/0,81=0,806 м 2 0 С/Вт Сопротивление теплопередаче двойных окон R о =0,345 м 2 0 С/Вт Следовательно теплопотери через наружные стены определяются Ф=F/R 0 (t в -t н )n= (1/0,345)*534,4(16+18)+(1/0,345)23,76(16+18)= 52666+2341,5=55007,5Вт Одна стена обращена на север, вторая на восток , третья сте на на запад и последняя на юг поэтому дополнительные потери теплоты чере з эти стены Ф доб ст с оставляют: для первой 10%, второй 10%, третьей 5% и четвертая 0% от основных теплоп отерь, которые необходимо добавить к последним. Ф доб ст =25467*0,25=6367Вт. Таким образом, с учетом доп олнительных теплопотерь через наружние стены получим Ф доб =25467+6367=31833Вт ПЕРЕКРЫТИЯ Перекрытие имеет площадь S=273.5 кв.м. и состоит из железобетон ных плит толщиной д пл =0,035м, д ля которых по таблице л к = 2,04 Вт/(м* 0 С); Железобетонные плиты покрыты теп лоизоляцией выполненной из минеральной ваты толщиной д ваты =0,14м, слоя гравия керамзитового д кер =0,1м, и двух слоев рубероида т олщиной д руб =0,003м, для котор ых выбираем по таблице значения теплопроводности и значения сопротивл ения тепловосприятию для внутренней и внешней поверхностей: л ваты = 0,06 Вт/(м* 0 С), л руб = 0,17 Вт/(м* 0 С), л кер = 0,23 Вт/(м* 0 С) R в = 0,132 (м 2 0 С)/Вт, R н = 0,043 (м 2 0 С)/Вт, Исходя из этих данных получим для сопротивления теплопередаче перекры тия R о пер = 0,132+0,043+0,035/2,04 + 0,14/0,06 + 0,1/0,23 + 0,003/0,17= 0,132+0,043+0,017+2,33+0,435+0,018=2,975 (м 2 0 С)/Вт, Теплопотери через перекрытия находим по соотношению Ф =F/R 0 (t в - t н )n Принимаем поправочный коэффициент n =0,9 как для чердачных перекрытий с кро влей из рулонных материалов Ф пер = (1/2,975)*273,5*(16+18)*0,9=282.9 вт ПОЛЫ Полы выполнены из керамзитобетона ( с=1800 кг/м 3 ) толщиной д кер =0,1м, теплопро водность которого находим по справочным данным таблицы 7 [1] л кер = 0,92 Вт/(м* 0 С). Ширина пола равна b= 10.4м до осевой линии соответственно 5,2 м. Потери теплоты через неутепленные полы определяем по зонам, паралельным наруж ним стенам. Сопротивление теплопередаче для первой зоны составляет R н. пол – 2,15, для второй – 4,3 и для третье й 8,6. Для остальной части пола – 14,2 (м 2 0 С)/Вт. Площадь участков пола, примыкающего к углам в первой двухметровой з оне вводится в расчет дважды, т.е. по направлению обеих наружних стен, обра зующих угол. Разделим площадь пола на двухметровые зоны и получим две зо ны шириной по 2м и одну зону шириной 1,2 м. Площади данных зон равны: F 1 = F 2 = 26,3*2=52.6м 2 ; F 3 = 26,3*1.2=31.56м 2 R у. пол (м 2 0 С)/Вт, Сопротивление теплопередаче R о пол (м 2 0 С)/Вт, для каждой из зон оп ределяем по формуле R у. пол= R н. пол + д / л Зона 1 R у. пол= 2,15+ 0,1/0,92=2,15+0,11=2,26 Зона 2 R у. пол= 4,3+ 0,1/0,92=2,15+0,11=4,44 Зона 3 R у. пол= 8,6+ 0,1/0,92=2,15+0,11=8,71 Суммарные теплопотери по всем зонам пола Ф п =F/R 0 (t в - t н )n = 2*[(1/2,26)*52,6+(1/4,44)*52,6 + (1/8,71)*31,56]*(16+18)*0,9= 2*(23.27+11.85+3.62)*34*0.9=2370.9Вт Общие потери через все ограждения Ф= У Ф=2370,9+282,9+31833=34485,9Вт Добавочные те плопотери Добавочные теп лопотери определяются суммой теплопотерь расходуемой на: · вентиляцию помещения, · испарение влаги, · нагрев инфильтрующего воздуха Вентиляция помещения, Поток теплоты теряемый на нагрев приточного воздуха опре деляется соотношением Ф =0,278*Q * с c(t в - t н ) Где Q нормативный воздухообмен, принимаемый равным Q =3м 3 /ч с - плотность воздуха с=1,2к г/м 2 c- массовая изобарная теплоемкость воздуха c=1кДж/кг о С Ф =0,278*3*1,2*1*34*26,3*10,4=9306,11Вт Для оценочного расчета максимального теплового потока р асходуемого на вентиляцию воспользуемся методом укрупненных характер истик Ф =q в* V * (t в - t н ) Где q в V- удельная тепловая характеристика здания, берется по приложению 13 и объем помещения Ф =0,2 * 1942 * (16+18)=13205Вт Аналогично для оценочного расчета максимального теплов ого потока расходуемого на отопление воспользуемся методом укрупненны х характеристик Ф =q в* V * (t в - t н )*а Где q от, V, а - удельная тепловая характерист ика здания, берется по приложению 13,, объем помещения, поправочный коэффиц иент, учитывающий влияние разности температур а=0,54+22/(t в - t н ) =0,54+22/34=0,54+0,65=1,11 Ф =0,6 * 1942 * (16+18)*1,1=43578,5 Вт Испарение влаги Поток теплоты теряемый на испарение влаги с мокрых повер хностей определяется соотношением Ф =0,278*2,49*W исп Для данного случая эти потери не учитываются. Бытовые тепловыделения берутся из расч ета 21Вт на 1 кв.м. площади пола и вычитаются из суммы основных и добавочных т еплопотерь. Ф =21Fн= 21* 273.5=5743,5 Вт Нагрев от используемого технологического оборудован ия Величина тепловыделения для каждого конкретного прибор а будет различной эквивалентное значение для всего используемого обор удования равно Фоб =2653Вт Нагрев инфильтрующего воздуха Поток теплоты теряемый на нагрев наружного воздуха, инфи льтрующегося через притворы окон, фрамуг, дверей и ворот определяется со отношением Ф =Q * с c(t в - t н )*Fп/3,6 =3*1,2*1*34*26,3*10,4/3,6=9299,68Вт Тепловая мощность всей системы отопления определяется и з уравнения теплового баланса и равна Ф от =34485,9+9306,11+9299,68-5743,5-2653 = 44695Вт Из которой на первый этаж (полуподвальное помещение) прих одится Ф от1 = 20000Вт И на производственное помещение второго этажа Ф от2 = 24695 Вт Определим удельную тепловую характеристику здания п о формуле: Выбор котла и места расположения котельной Выбор котла определяется количеством требуемой теплово й мощности и его назначения . Для отопительно-производственных котельных малой мощно сти находят широкое применение чугунные секционные котлы, нагревающие воду до 115 о С. Наибольшее распространение среди чугунных котлов в нашей стране получили котлы марок КЧМ, КЧ-1(малой м ощности),Универсал-6(КЧ-2) средней мощности и Энергия-6(тип КЧ-3). Используя пол ученное значение тепловой мощности по таблице 1.1 выбираем чугунный коте л типа КЧМ-1, тепловой мощностью от 16,3 до 46,5 кВт. Котел малогабаритный распол ожить 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 Ф=44695Вт. Примем расчетные температуры теп лоносителя t п =95 о С. t о =70 о С и на ней установлены две задвижки ж=0,7 и два гнутых отвода радиусом R=2d для которых ж=0,5 Расход теплоносителя определяем по соотношению Q т =3,6 * Ф/4,19( t п - t о ) Q т =3,6 * 44,695/(4,19(95-70))= 160,92/104,75=1,53 т/ч Принимаем удельные потери давления Д Р=70Па/м и по приложению 2 находим среднюю плотность теплоносителя с=970 кг/м 3 Расчетный диаметр труб определим по соотношению d=0.263 Q 0.38 / (с ДР ) 0.19 =0.263*1,53 0.38 /(970*70) 0.19 =0.263*1,18/8.28=0.037м Принимаем в соответствии с ГОСТ 10704-76 трубу стальную электросварную прямо шовную внутренний диаметр которой d=41 мм ближе всего к расчетному значени ю. Определяем коэффициент трения , используя выражение С.Ф.Копьева л=0,014/ d 0.25 =0,014/0,041 0.25 =0,014/0,45=0,031 Сумму коэффициентов местных сопротивлений определяем по соотношению Уж=2*0,7+2*0,5=2,4 Эквивалентная длина местных сопротивлений определяе тся по соотношению Lэ= У ж( d /л)=2,4*0,041/0,031=3,17м Общая потеря давления в подающем и обратном теплопров одах ДР с=2(30+3,17)70=4643,8Па · ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГОДОВОГО РАСХОДА ТОПЛИВА Годовой расход теплоты на отопление исходя из получен ных значений тепловых потерь и требуемой мощности котлов определяется по соотношению Q т =3,6 * У Q(t в - t о.п. ) 24n о.п / (t в - t н ) =3,6*44.695*(18-1,5)*24*152/(18+18)=968кДж Следовательно годовой расход топлива с учетом КПД котельной для газооб разного топлива з=0,8 В= Q т /q з=968/(0,8*85,6)=14,1т . куб.м. Определяем поверхность нагрева и осуществляем под бор нагревательных приборов системы водяного отопления. · Для полуподвального помещения (1 этаж) схемы. Ф от1 = 20000 Вт В качестве нагревательных приборов принимаем чугунные р ебристые трубы. Температура теплоносителя в подающей магистрали 95°С, а в обратной 70°С. Определим вначале тепловой поток от трубопровода в системы отопления. Д ля его определения используем соотношение Ф пм =А тр k тр (t тр - t в ) * з Где k тр - коэ ффициент теплопередачи труб берется по таблице 1,4 (2) и з- коэффициент учитывающий разводку труб(подающая линия - на д потолком з=0,25, вертикальный стояк з=0,5, для обратной линии над полом з=0,75 и для подводок к нагревательным приборам з=1) . Для нашей системы теплоснабжения подающий трубопровод н аходится под окнами, т.е. в рабочей зоне помещения, там же где и нагревател ьные приборы. Поэтому для него как и для подводок к приборам , коэффициент з=1. Для обратной линии, расположенной над п олом з=0,75. Площадь поверхности подающего и обратного магистральны х трубопроводов наружным диаметром d=42,3 мм(d у =32мм) и длиной l=25м l d А п.м. =А о.м. = р * d * l=3,14*0,043*25=3,38м 2 . Площадь поверхности шести подводок (по две на прибор) диаметром 26,8 мм(d у =20мм) и длиной 0,8 м каждая А под =р * d * l=6*3,14*0,0268*0,8=0,4м 2 . Коэффициент теплопередачи подающего трубопровода для с редней разности температуры воды в трубе и температуры воздуха в помеще нии 95-18=77°С. принимаем по таблице 1,4 k= 13,4 Вт/(м 2 * ˚ С).Коэф фициент теплопередачи обратной магистрали для разности между температ урой воды и температурой воздуха 70-18=52 ˚ С k= 11,6 Вт/(м 2 * ˚ С), а для подводок при средней разности т емператур (95+70)/2-18=64,5 ˚ С k= 14 Вт/(м 2 * ˚ С), тогда по формуле Ф пм =А тр k тр (t тр - t в ) * з для подающей магистрали Ф п.м. =3,38*13,4(95-18)=3482Вт Для обратной магистрали Ф о.м. =3,38*11,6(70-18)=2038Вт для подводок Ф под =0,4*14((95+70/2)-18)=361Вт Суммарный поток теплоты от всех трубопроводов Ф тр =3482+2038+361=5881 Вт Принимаем в 1 =1(нагревательные приборы установлены свободно у стены), в 2 =1(трубы проложены открыто). Полага я, что под каждым окном ,будет установлено по одной чугунной ребристой тр убе, находим по таблице 1,4 k пр =5,8 Вт/(м 2 * ˚ С). Тогда по формуле (1.8) площадь поверхности нагрева приборов А пр =(Ф огр - Ф тр ) в 1 в 2 / k пр (t тр - t в ) = (20000-5881)/5,8((95+70)/2-18)=86100/374,1=38кв.м Принимаем для установки ребристые трубы длиной 2000 мм, факт ическая площадь поверхности нагрева которых равна 4 м 2 (см.табл.5,2).Число таких труб n=38/4≈10 Под каждым окном устанавливается по одной ребристой труб е! · Дл я производственного корпуса (2 этаж) схемы. Ф от2 = 24000 Вт Высота стояков 3,6м диаметром 20мм - 10 штук и подводки к радиато рам трубой диаметром 20мм общей длиной 30*0,5=15м Поверхность нагрева вычисляем в квадратных метрах эквив алентной площади по соотношению F тр =f * l * з. Для этого определим для f=0.15 м 2 (стояки и подводки диаметром трубы 20мм) и коэффициент з=0,5 для вертикального стояка и для подводок к нагрев ательным приборам з=1) . F тр =10*0,15*3,6*0,5+0,15*15*1=2,7+2,25=4,97 м 2 Теплоотдачу 1 м 2 м находим п о соотношению ц=k эт * в 4 *Д t Где в 4 = 1 и k эт =7,9 определено по приложениям 17 и 18 Д t= (t тр - t в )=(95-70)/2-18=64,5 ц= k эт * в 4 *Д t=7,9*1*64,5=509,55=510 Вт/ м 2 Необходимая эквивалентная площадь поверхности нагрева радиаторов определяем по соотношению F пр =(Ф огр* в 2 / ц - F тр ) в 1 в 3 =(24000*1/510-4.97)*1.02*1 .05=45,07 м 2 Для радиаторов М-140-АО число секций определится N=45,07/0,35=128секции Принимаем для 135 секций и размещаем их по 9 секций для каждого из 15 окон втор ого этажа · Гидравлический расчет системы отопления Вычерчиваем в масштабе аксонометрическую схему системы отопления с указанием магистральных трубопроводов, стояков, запорно-ре гулировочной арматурой. Для данной схемы выбираем главное циркуляцион ное кольцо. Определяем расчетное циркуляционное давление Р=Рн+Ре. Учтем что для производственных помещений и малоэтажных жилых домов значение м естественного давления Ре можно пренебречь и согласно рекомендациям профессора В.М.Чаплина принять давление Рн создаваемое насосом исходя и з среднего значения давления равного 100Па на метр наиболее протяженного циркуляционного кольца. Среднее значение удельных потерь давления на т рение в трубопроводах для данного кольца равно Rср=0,65Р/ Уl Общая длина трубопроводов для выбранной схемы равна Уl=100 м Располагаемое циркуляционное давление в системе равно Р=100*100=10000Па Определяем среднюю потерю давления на трение Rср=0,65Р/ Уl=0,65*10000/100=65 Па/м Для каждого из участков определяем расход теплоносителя по формуле Qм=3,6Ф/4,19 Дt И заносим результаты расчета в таблицу. Главное циркуляционное кольцо № уч-ка Ф,Вт Q кг/ч l,м d, мм vм/с R,Па/м Rl, Па Уж Z,Па Ri+Z,Па 1 12800 439,9045 · Пр оизвести расчет гидроэлеватора и тепловые потери для случая подключен ия помещения к существующей тепловой сети.
© Рефератбанк, 2002 - 2017