Контрольная работа по "Теплотехнике". 16
1. Присоединение
Присоединение к тепловой сети систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения и технологических теплопотребляющих установок производится в тепловых пунктах. Причем каждый из этих видов нагрузок следует питать по самостоятельному трубопроводу, присоединенному к коллектору теплового пункта.
Все верхние точки разводящих трубопроводов должны быть оборудованы воздуховыпускной арматурой, а нижние - арматурой для спуска воды или отвода конденсата.
Трубопроводы должны иметь уклоны, исключающие образование воздушных мешков и скопление конденсата.
Узловые точки внутрицеховых теплопроводов должны быть оборудованы секционными задвижками (вентилями) для отключения отдельных участков от системы.
При реконструкции или расширении предприятий, здания которых имеют паровые системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения, должна проверяться экономическая целесообразность перевода существующих систем с пара на горячую воду.
В качестве источника тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение должна максимально использоваться вторичная теплота технологических установок.
При прекращении циркуляции сетевой воды в системе отопления или вентиляции при температуре наружного воздуха ниже 0°С из-за повреждения наружных тепловых сетей, циркуляционного насоса на тепловом пункте или по другим причинам, персонал должен сдренировать воду из этих систем для предотвращения их замораживания и выхода из строя. Решение о необходимости дренирования теплоносителя из системы должен принимать ответственный за исправное состояние и безопасную эксплуатацию теплопотребляющих установок и тепловых сетей предприятия по согласованию с энергоснабжающей организацией.
Порядок опорожнения, а также допустимая длительность отключения систем отопления и вентиляции без дренирования теплоносителя в зависимости от степени утепленности, аккумулирующей способности и конструкции отапливаемых зданий должны быть определены инструкцией по эксплуатации, составленной применительно к местным условиям.
После окончания отопительного периода отопительные системы, трубопроводы и калориферы систем вентиляции должны быть подвергнуты продувке сжатым воздухом или промывке водой, подаваемой в количествах, превышающих расчетный расход в 3 - 5 раз. При этом должно быть достигнуто полное осветление воды.
Для защиты от внутренней коррозии системы должны быть постоянно заполнены химически очищенной деаэрированной водой под избыточным давлением не ниже 0,05 МПа (0,5 кгс/см2).
Перед началом отопительного сезона, после окончания ремонта системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения должны быть подвергнуты гидравлической опрессовке на прочность и плотность:
элеваторные узлы, калориферы и водоподогреватели отопления и горячего водоснабжения - давлением 1,25 рабочего, но не ниже 1 МПа (10 кгс/см2);
системы отопления
с чугунными отопительными
системы панельного и конвекторного отопления - давлением 1 МПа (10 кгс/см2);
системы горячего водоснабжения - давлением, равным рабочему в системе плюс 0,5 МПа (5 кгс/см2), но не более 1 МПа (10 кгс/см2).
Гидравлическое испытание должно производится при положительных температурах наружного воздуха. При температуре наружного воздуха ниже нуля проверка плотности возможна лишь в исключительных случаях.
Расчетные шайбы и сопла элеваторов должны пломбироваться.
Паровые системы отопления с рабочим давлением до 0,07 МПа (0,7 кгс/см2) должны испытываться давлением 0,25 МПа (2,5 кгс/см2) в нижней точке системы; системы с рабочим давлением более 0,07 МПа - давлением, равным рабочему плюс 0,1 МПа (1 кгс/см2), но не менее 0,3 МПа (3 кгс/см2) в верхней точке системы.
Тепловые пункты
Современный тепловой пункт представляет собой теплораспределительный пункт, включающий в себя комплекс установок для распределения тепла, поступающего из тепловой сети, в соответствии с установленными для потребителей видом и параметрами теплоносителя.
Тепловой пункт оборудуется всеми необходимыми приборами для регулирования и учёта расхода тепла. Тепловой пункт несет на себе как функцию обслуживания потребителей пара, так и функцию распределения горячей воды.
Тепловой пункт, обслуживающий потребителей пара, как правило, включает в себя редукционно-охладительные установки, снижающие давление и температуру пара до требуемых значений, и установки для сбора и возврата конденсата в источник теплоснабжения.
Тепловой пункт, распределяющий горячую воду для коммунально-бытовых нужд, включает в себя смесительное устройство, снижающее до определенного показателя температуру поступающей из тепловой сети воды.
Тепловые пункты принято подразделять на:
- Модульный тепловой пункт (МТП)
- Центральный тепловой пункт (ЦТП)
- Индивидуальный тепловой пункт (ИТП
Оборудование центрального теплового пункта включает в себя следующие элементы:
- подогреватели (теплообменники) - секционные, многоходовые, блочного типа, пластинчатые - в зависимости от проекта, для горячего водоснабжения, поддерживающие нужную температуру и напор воды у водоразборных точек;
- циркуляционные хозяйственные, противопожарные и отопительные насосы;
- тепловые и водомерные узлы;
- приборы КИП и автоматики и запорно-регулирующая арматура.
2.Естественная вентиляция
Естественная вентиляция
При естественной вентиляции
воздухообмен осуществляется из-за разницы
давления снаружи и внутри здания.
Под неорганизованной естествен
Организованной естественной вентиляцией называется
воздухообмен, происходящий за счет разности
давлений внутреннего и наружного воздуха,
но через специально устроенные приточные
и вытяжные проемы, степень открытия которых регулируется.
Для создания пониженного давления в вентиляционном
канале может использоваться дефлектор.
Дефлектор (от лат. deflecto — отклонять) — аэродинамическое
1)вытяжное окно
2)приток свежего воздуха
3)вытяжная труба
3.основные
схемы систем водяного
воды
Принципиальная схема системы отопления с естественной циркуляцией (рис. 1) состоит из котла 1 (или водоподогревателя), подающего 2 и обратного 7 трубопроводов, нагревательных приборов 5 и расширительного сосуда 3.
Ряс. 1. Схема водяного
отопления с верхней разводкой
Нагретая в котле вода поступает по подающему трубопроводу и стоякам в нагревательные приборы, отдает им часть своего тепла на компенсацию потерь тепла через наружные ограждающие конструкции здания, затем по обратному трубопроводу возвращается в котел, где вновь подогревается до необходимой температуры, и далее цикл повторяется.
Вода в системе отопления перемещается под действием гравитационного давления, которое расходуется на преодоление сопротивлений в сети трубопроводов. Эти сопротивления вызываются трением воды о стенки труб, а также наличием в системе местных сопротивлений. К местным сопротивлениям относятся: ответвления и повороты трубопроводов, арматура и сами нагревательные приборы. Чем больше сопротивлений возникает в трубопроводе, тем больше должно быть гравитационное давление.
Циркуляционный напор зависит от разности отметок центра котла и центра нижнего прибора. Чем больше эта разность, тем больше будет циркуляционный напор.
Системы центрального водяного отопления с естественной циркуляцией бывают двухтрубные с верхней и нижней разводками, а также однотрубные с верхней разводкой.
Рис. 2. Схема двухтрубной системы водяного отопления с естественной циркуляцией и верхней разводкой:
1 — котел, 2 — подающий трубопровод, 3 — обратный трубопровод, 4 — нагревательные приборы, 5 — краны двойной регулировки, 6 — расширительный сосуд, 7 — ручной насос
В двухтрубной системе водяного отопления с естественной циркуляцией воды и верхней разводкой (рис.2.) вода из котла поднимается вверх по подающему трубопроводу 2 и далее поступает по стоякам и подводкам в нагревательные приборы 4. От нагревательных приборов вода по обратным подводкам и стоякам поступает в обратный трубопровод и из нее в котел. Каждый прибор данной системы отопления обслуживается двумя трубопроводами — подающим 2 и обратным 3, поэтому такая система называется двухтрубной.
Двухтрубная система отопления с нижней разводкой отличается от системы с верхней разводкой тем, что подающий трубопровод прокладывается понизу рядом с обратным и вода по подающим стоякам движется снизу вверх. Пройдя через нагревательные приборы, вода по обратным подводкам и стоякам поступает в обратную магистраль и из нее в котел.
4. Системы водяного отопления , присоединяемые к тепловой сети через
элеватор
Схема непосредственного присоединения систем отопления
Она является простейшей схемой и применяется, когда температура и давление теплоносителя совпадают с параметрамисистемы отопления. Для присоединения жилых зданий на абонентском вводе должна быть температура сетевой воды не более 95ºС, для производственных зданий – не более 150ºС).
Эта схема может применяться для подключения промышленных зданий и жилого сектора к котельным с чугунными водогрейными котлами, работающими с максимальными температурами 95 – 105ºС или после ЦТП.
Здания присоединяются непосредственно, без смешения. Достаточно иметь задвижки на подающем и обратном трубопроводах системы отопления и необходимые КИП. Давление в тепловой сети в точке присоединения должно быть меньше допустимого. Наименьшей прочностью обладают чугунные радиаторы, для которых давление не должно превышать60 м.вод.ст. Иногда устанавливают регуляторы расхода.
Схема с элеватором
Применяется, когда требуется
снизить температуру
По этой схеме присоединяется большинство жилых и общественных зданий. Преимуществом этой схемы является ее низкая стоимость и, что особенно важно, высокая степень надежности элеватора.
РДДС – регулятор давления до себя; СПТ – теплосчетчик, состоящий из расходомера, двух термометров сопротивления и электронного вычислительного блока.
Достоинства элеватора:
- простота и надежность работы;
- нет движущихся частей;
- не требуется постоянное наблюдение;
- производительность легко регулируется подбором диаметра сменного сопла;
- большой срок службы;
- постоянный коэффициент смешения при колебаниях перепада давления в тепловой сети (в определенных пределах);
- вследствие большого сопротивления элеватора повышается гидравлическая устойчивость тепловой сети.
Недостатки элеватора:
- низкий КПД, равный 0,25÷0,3, поэтому для создания перепада давления в системе отопления надо иметь до элеватора располагаемый напор в 8÷10 раз больший;
- постоянство коэффициента смешения элеватора, что приводит к перегреву помещений в теплый период отопительного сезона, т.к. нельзя изменить соотношение между количествами сетевой воды и подмешиваемой;
- зависимость давлений в системе отопления от давлений в тепловой сети;
- при аварийном отключении тепловой сети прекращается циркуляция воды в отопительной установке, в результате чего создается опасность замерзания воды в системе отопления.
Схемы с насосом и элеватором
Отмеченные недостатки устраняются в схемах с элеватором и центробежным насосом. В этом случае выход из строя центробежного насоса приводит к снижению коэффициента смешения элеватора, но не снизит его до нуля, как при чисто насосном смешении. Эти схемы применимы если разность напоров перед элеватором не может обеспечить необходимого коэффициента смешения, т.е. она меньше 10÷15 м вод. ст., но больше 5 м вод. ст. В действующих тепловых сетях такие зоны обширны. Схемы позволяют вести ступенчатое температурное регулирование в зоне высоких температур наружного воздуха. Установка центробежного насоса с нормально работающим элеватором при включении насоса позволяет увеличить коэффициент смешения и снизить температуру воды, подаваемой в систему отопления.
Возможны 3 схемы включения насоса по отношению к элеватору:
Схема 1.
Схема 1 применяется, если потери напора в остановленном насосе невелики и не могут заметно снизить коэффициент смешения элеватора. Если это условие не выполняется, применяют схему 2.
Схема 2
При малых перепадах давления необходимо прикрывать задвижку 1 в схеме 3.
Схема 3
Другой схемой, которая может обеспечить двухступенчатое регулирование в зоне высоких температур наружного воздуха, является схема с двумя элеваторами.
Схема 4
Отключение одного элеватора ведет к снижению расхода сетевой воды и повышению коэффициента смешения. Каждый элеватор может быть рассчитан на 50% расхода воды, либо один на 30-40%, а другой на 70-60%.
Разработаны элеваторы с регулируемым соплом. Путем введения иглы изменяется сечение сопла и соответственно коэффициент смешения. Это позволяет в теплый период снизить расход сетевой воды и увеличить коэффициент смешения, сохраняя постоянным расход в системе отопления. Как бы ни была совершенна конструкция элеватора, погрешность и маневренность при зависимом присоединении от этого не повысятся. В последние годы в связи с увеличением строительства зданий повышенной этажности растет использование независимых схем присоединения систем отопления через водо-водяные подогреватели. Переход на независимые схемы позволяет широко применять автоматизацию и повысить надежность теплоснабжения. Целесообразно применять независимое присоединение систем отопления в сетях с непосредственным водоразбором, что позволяет ликвидировать основной недостаток этих систем, а именно, низкое качество воды, идущей на горячее водоснабжение.
5. Классификация систем отопления
|
Системы отопления по расположению основных элементов подразделяются на местные и центральные. В местных системах для отопления, как правило, одного помещения все три основных элемента конструктивно объединяются в одной установке, непосредственно в которой происходит получение, перенос и передача теплоты в помещение. Теплопереносящая рабочая среда нагревается горячей водой, паром, электричеством или при сжигании какого-либо топлива. Примером местной системы является газовоздушный отопительный агрегат (рис. 1.3), применяемый, в частности, для отопления производственных помещений большого объема. Тепловая энергия, получаемая при сжигании газообразного топлива в горелке, передается в поверхностном теплообменнике теплоносителю - воздуху, нагнетаемому вентилятором. Горячий воздух по теплопроводам (каналам) выпускается в помещение после очистки в фильтре. Охлаждающиеся продукты сгорания газа удаляются через дымоход в атмосферу.
Еще одним примером
местной системы отопления Центральными называются системы, предназначенные для отопления группы помещений из единого теплового центра. В тепловом центре находятся теплогенераторы (котлы) или теплообменники. Они могут размещаться непосредственно в обогреваемом здании (в котельной или местном тепловом пункте) либо вне здания - в центральном тепловом пункте (ЦТП), на тепловой станции (отдельно стоящей котельной) или ТЭЦ. Теплопроводы
центральных систем подразделяют на магистрали (подающие, по которым подается теплоноситель,
и обратные, по которым отводится охладившийся
теплоноситель), стояки ( Примером центральной системы является система отопления здания с собственным тепловым пунктом или котельной, принципиальная схема которой не будет отличаться, если отопительные приборы размещены во всех обогреваемых помещениях этого здания. Центральная система
отопления называется районной,
Схема районной системы отопления: 1 - приготовление первичного теплоносителя; 2 - местный тепловой пункт; 3 и 5 - внутренние подающие и обратные теплопроводы; 4 - отопительные приборы; б и 7 - наружный подающий и обратный теплопроводы; 8 - циркуляционный насос наружного теплопровода В современных системах теплоснабжения зданий от ТЭЦ или крупных тепловых станций используются два теплоносителя. Первичный высокотемпературный теплоноситель перемещается от ТЭЦ или тепловой станции по городским распределительным теплопроводам к ЦТП или непосредственно к местным тепловым пунктам зданий и обратно. Вторичный теплоноситель после нагревания в теплообменниках (или смешения с первичным) поступает по наружным (внутриквартальным) и внутренним теплопроводам к отопительным приборам обогреваемых помещений зданий и затем возвращается в ЦТП или местный тепловой пункт. Первичным теплоносителем обычно служит вода, реже пар или газообразные продукты сгорания топлива. Если, например, первичная высокотемпературная вода нагревает вторичную воду, то такая центральная система отопления именуется водоводяной. Аналогично могут существовать водовоздушная, пароводяная, паровоздушная, газовоздушная и другие системы центрального отопления. По виду основного
(вторичного) теплоносителя местные
и центральные системы отоплени |
Задача № 1:
Рассчитать калориферную установку в системе воздушного отопления производственного помещения для нагревания воздуха L = 250 м3/с с начальной температурой tн = –18 оС до конечной tк = 20 оС. Теплоноситель: вода с параметрами tr = 150 оС и tо = 70 оС.
Решение. Определяем плотность (объемная масса) воздуха при tк = +20 оС:
L=250 м3/с = 900,000 м3/ч
1. Расход тепла на нагревание воздуха, ккал/ч,
Q=0.28 * L * ρк *с *(tk-tн )
с - удельная теплоемкость воздуха – 1,005 кДж/(кг * °с)
ρк – плотность воздуха кг/м3 при температуре tk °с
Q =0,28 * 900,000 * 1,205 *1,005 * (20-(-18)) = 610356 ккал/ч.
2. Задаемся массовой скоростью w r = 7 кг/(м2? с),
3. Определяем фронтальное сечение f м2
f =
По [1, таблица 2,28] принимаем калориферы модели КСк 4-9 с установкой их параллельно по воздуху Fн - 29,57 м2
f = 94 * 0,46 = 43,24м2.
Определяем фактическую массовую скорость, кг/(м2
Скорость теплоносителя в трубках калориферов, м/с, при последовательном присоединении трубопровода
Находим массовый расход воды Gж кг/ч
Gж=
Где Сж –удельная теплоемкость воды, Сж = 4,19 кДж/(кг*°С).
Gж=
Находим скорость воды в трубках калориферов
ωтр = Gж / (f тр * 1000 *3600)
ωтр = 6503/ 0,00111 * 1000 * 3600 = 1,62 м/с
По [1, таблица 2,29] для w r = 6,92кг/(м2
Определим требуемую поверхность нагрева, м2, калориферной установки
где
F k
Находим количество подлежащих
установке калориферов при
n = Fтр/Fн шт.
n = 226,98 / 29,57 = 7,67
Принимаем к установке восемь калориферов
8 * 29,57 = 236,57 м2
Запас поверхности нагрева составляет примерно 5% что вполне допустимо.
Задача № 2:
1. Теплотехнический расчет наружных ограждений
1. Исходные данные. Параметры наружного воздуха района строительства выбираем согласно СНиП 23-01-99 «Строительная климатология».
1. Город - Кемерово.
2. Ориентация фасада здания – восток
3. Температура воздуха наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92 text = -39 оС.
4. Продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха £8 оС - Z=231 сутки
5. Средняя температура воздуха периода со средней суточной температурой воздуха £8 оС - tht =-8,3оС
6. Расчетные температуры внутреннего воздуха помещений в холодный период года tint:
- Жилые комнаты – 21 (23) оС;
2. Определяем требуемое сопротивление теплопередачи наружной стены исходя из санитарно-гигиенических условий:
, м2×°С ∕ Вт.
n – коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности стены по отношению к наружному воздуху
- коэффициент теплоотдачи
- нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности стены
tн – расчетная температура наружного воздуха - 39 оС
tв – расчетная температура внутреннего воздуха, 22 оС
Zоп - продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха
tоп - средняя тем-ра воздуха периода со средней сут. температурой воздуха
Определяем величину
градусо-суток отопительного
Затем определяем требуемое сопротивление теплопередачи, исходя из условий энергосбережения, по прил. 2[6], в зависимости от величины градусо-суток отопительного периода ГСОП( Dd)
a и b – коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы для соответствующих групп зданий
Из двух полученных значений требуемого сопротивления для дальнейших расчетов выбираем большее. По этому расчету с учетом коэффициента теплотехнической однородности определяем термическое сопротивление слоя утеплителя.
Общее сопротивление теплопередаче находится по формуле:
(1)
где Rв и Rн – соответственно сопротивление теплообмену на внутренней и наружной поверхности.
Выражаем термическое сопротивление утеплителя:
Ограждающая конструкция стены:
Слой 1 - внутренняя штукатурка. Цементно-шлаковый раствор. Толщина слоя δ1 = 0,01 м. Теплопроводность λ1= 0,81 Вт / м×оС.
Слой 2 – кирпич силикатный. Толщина слоя δ2 = 0,12 м. Теплопроводность λ2 = 0,87 Вт / м× оС.
Слой 3 – утеплитель минераловатная плита. Толщина δ3, вычисляемая далее. Теплопроводность λ3 = 0,052 Вт / м× оС.
Слой 4 – кирпич глиняный обыкновенный. Толщина слоя δ4 = 0,25 м. Теплопроводность λ4 = 0,76 Вт / м× оС.
Слой 5 – наружная штукатурка. Цементно-песчанный раствор. Толщина слоя δ5 = 0,01 м. Теплопроводность λ5 = 0,93 Вт / м×оС.
- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности стены в зимних условиях, Вт / (м2×°С)
Принимаем утеплитель минераловатную плиту толщиной 90 мм.
Находим фактическое термическое сопротивление, аналогично уравнению (1), подставляя найденные значения δ3, λ3 :
Определяем коэффициент теплопередачи наружных стен :
3. Ограждающая конструкция перекрытия:
Слой 1 - Руберойд. Толщина слоя δ1 = 0,003 м. Теплопроводность λ1= 0,27 Вт / м×оС.
Слой 2 –Бетонная стяжкаТолщина слоя δ2 = 0,12 м. Теплопроводность λ2 = 0,93 Вт/ м× оС.
Слой 3 –Керамзитовый гравий. Толщина δ3, вычисляемая далее. Теплопроводность λ3 = 0,1 Вт / м× оС.
Слой 4 –Железобетонная плитаТолщина слоя δ4 = 0,25 м. Теплопроводность λ4 = 1,69 Вт / м× оС.
- коэффициент теплоотдачи
Находим фактическое термическое сопротивление, аналогично уравнению (1), подставляя найденные значения δ3, λ3 :
Определяем коэффициент теплопередачи перекрытия :
4. Определим коэффициент теплопередачи К для окон:
Подсчитаем значение сопротивления теплопередачи R0, по уже известному ГСОП. Сопротивление теплопередачи двойного окна с рамой из древесины
Коэффициент теплопередачи равен:
5. Определим коэффициент теплопередачи К для дверей:
Подсчитаем значение сопротивления теплопередачи R0, по уже известному ГСОП. Сопротивление теплопередачи двойного окна с рамой из древесины
Коэффициент теплопередачи равен:
2 Определение теплопотерь через наружные ограждающие конструкции здания
1. Потери теплоты через наружные ограждения равны:
где К – коэффициент
теплопередачи ограждающей
F – расчетная площадь ограждающей конструкции, м2, вычисляемая с соблюдением определенных правил обмера.
- сумма добавочных потерь теплоты в долях от основных потерь.
β1 – добавка на ориентацию стен, дверей и световых проемов по сторонам света. Величины добавок принимаются в соответствии с ориентацией ограждающих конструкций.
β2 - добавка на поступление холодного воздуха через наружные двери.
n – коэффициент, учитывающий зависимость положения ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху.
tв – температура воздуха внутри помещения
tн – температура воздуха снаружи.
В этом расчете теплопотери подсчитываются через наружные стены , окна двойные , двери , перекрытия , пол.
Принимаем к расчету комнату 3 * 5 метра высотой 2,7 метра
Помещение 1. Жилая комната угловая
1) наружные стены
2) перекрытия
|
3) окна
3) Двери
|
4) Определим теплопотери пола 3*5 метра, толщина 15см. S = 15 м2
Исходя из СНиП для нашей комнаты получается одна зона.
S=15 м2
R 1 = 2,1
R пола = 2.56
Q =345.7 Вт
Rфакт. = 2,64
К = 0,37
Теплозатраты на нагрев инфильтрующегося воздуха определяем по формуле:
где - расход воздуха, удаляемого естественным вытяжной вентиляцией, принимаемый равным 3 м3/ч на 1 м2 площади жилых помещений;
ρ – плотность воздуха, кг/м3, рассчитываемая по формуле:
с – теплоемкость воздуха, принимаемая равной 1,005 кДж/(кг∙ оС).
Подсчитаем, если tн = -39 оС.

- Контрольная работа по "Теплотехнике"
- Контрольная работа по "Теплотехнике"
- Контрольная работа по "Теплотехнике"
- Контрольная работа по "Теплотехнике"
- Контрольная работа по "Теплотехнике"
- Контрольная работа по "Теплотехнике"
- Контрольная работа по "Теплотехнике"
- Контрольная работа по "Теплотехнике"
- Контрольная работа по "Теплотехнике"
- Контрольная работа по "Теплотехнике"
- Контрольная работа по "Теплотехнике"
- Контрольная работа по "Теплотехнике"
- Контрольная работа по "Теплотехнике"
- Контрольная работа по "Теплотехнике"