Система теплоснабжения цеха малого предприятия

Министерство образования Российской Федерации ФГАОУ ВПО Уральский Федеральный Университет Кафедра «Промышленная теплоэнергетика» .

Контрольная работа По курсу: «Основы инженерного проектирования» .

На тему:

" Система теплоснабжения цеха малого предприятия" .

Выполнил Беседина Е.Ю.

Преподаватель Прошин А.С.

г. Екатеринбург 2014.

Исходные данные.

1. Цех малого предприятия размером 36мх42м; H=8 м.

2. Город — Екатеринбург.

3. Материал стен здания — трехслойная ж/б панель, толщина 220 мм. Внутри стены покрыты штукатуркой.

4. Остекление — тройное в металлических переплетах.

5. Количество окон в цехе — 8 шт. Количество окон в АБК — 12 шт. Окна располагать между колоннами.

6. Перекрытие — ж/б панель толщиной 200 мм, керамзит толщиной 250 мм, стяжка толщиной 50 мм.

7. Тип пола — ж/б панели.

8. Ворота цеха — размером 3,5*2 м, материал — сталь 3 мм, минеральная вата — 50 мм, дерево — 30 мм.

9. Система отопления должна планироваться исходя из температурного графика 95/70.

10. Температура в цехе должна поддерживаться на уровне не менее С.

11. Температура в АБК должна поддерживаться на уровне не менее С.

12. Отопительные приборы в цехе — стальные регистры.

План цеха с оборудованием системы отопления .

Расчет теплопотерь здания через ограждающие конструкции. Основные потери теплоты Q, Вт, через ограждающие конструкции зданий определяются по формуле:

.

где F — площадь ограждения, м²; R_о — полное термическое сопротивление теплопередачи через ограждающие конструкции, м²К/Вт;

t_в и t_н — расчетные температуры внутреннего и наружного воздуха, ^оС;

n — поправочный коэффициент на разность температур.

Термическое сопротивление R_о, м²К/Вт, для многослойного ограждения следует определять по формуле:

R_o = R_в + УR_с + R_{в. п.} + R_н.

где R_в и R_н — термическое сопротивление теплоотдачи к внутренней и от наружной поверхности, м²К/Вт;

R_{в. п. -} термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки, м²К/Вт;

УR_с - сумма термических сопротивлений отдельных слоев ограждения, м²К/Вт.

Расчет теплопотерь в цехе.

1. Потери тепла через наружные стены.

Материал стен (по заданию) — трехслойная ж/б панель.

R_с = 1 м²К/Вт; R_в = 0,115 м²К/Вт; R_н = 0,043 м²К/Вт;

R_o = 1 + 0,115 + 0,043 = 1,158 м²К/Вт; n = 1; t_в =18 ⁰C — по заданию;

⁰C t_н = - 32 ⁰C — для г. Екатеринбург;

F = 36•8+42•8+30•8+6•8 — (3•4•8 + 3,5•2) = 809 м^2 — по чертежам;

2. Потери тепла через окна.

Остекление — тройное остекление в металлических раздельных переплетах.

R_с = 0,48 м²К/Вт; R_o = 0,48 + 0,115 + 0,043 = 0,638 м²К/Вт;

F = 3•4?8 = 96 м² — по чертежам;

3. Потери тепла через пол.

Тип пола — железобетонные панели.

Теплопотери через неутепленные полы, расположенные непосредственно на грунте, определяются по формуле:

— отношение площади зоны пола к условному термическому сопротивлению зоны.

Зоной называется полоса шириной 2 м, параллельная линии наружной стены. Зоны нумеруются от наружной стены. Значения термических сопротивлений следующие: для I зоны; для 2 зоны; для III зоны; для остального пола ;

4. Потери тепла через крышу.

Материал перекрытия — железобетонная панель толщиной 200 мм, керамзит толщиной 250 мм, стяжка толщиной 50 мм.

R_плит = 1,06, л _{керамзит} = 0,18, л _стяжки = 0,76.

R_в = 0,115 м²К/Вт; R_н = 0,086 м²К/Вт;

R_o = 2,515 + 0,115 + 0,086 = 2,716 м²К/Вт; n = 1;

⁰C.

F =36?42−36?6= 1296 м² — по чертежам;

5. Потери тепла через ворота.

.

.

.

.

Общее количество теплоты на цех.

Расчет теплопотерь в административно-бытовом корпусе.

1. Потери тепла через наружные стены.

t_в = 20 ⁰C — по заданию;

F = 6•6•8 + 6•8 — (1,5?2?12) = 300 м^2 — по чертежам;

2. Потери тепла через окна.

F = 1,5•2•12 = 36 м² — по чертежам;

3. Потери тепла через пол.

4. Потери тепла через потолок.

F = 36•6 = 216 м² — по чертежам;

Общее количество теплоты на отопление административно-бытового корпуса.

.

Выбор и размещение отопительных приборов. Расчет отопительных приборов для цеха.

В цех необходимо подвести тепловую мощность Q_ц=84 925,69 Вт, для покрытия тепловых потерь (с учетом тепловых выделений).

Для расчета количества отопительных приборов необходимо учесть теплоту, поступающую в помещение от подводящих и отводящих трубопроводов.

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.

Расход воды G, кг/с, рассчитывается по формуле:

;

где Q — тепловая мощность, кВт; с — теплоемкость воды; ф1 и ф2 — температуры соответственно прямой и обратной воды в отопительном приборе.

Диаметр трубопровода рассчитывается по формуле.

;

где с — плотность воды, кг/м3; v — скорость воды, м/с.

Скорость воды принимается 1 м/с.

;

В качестве подводящих трубопроводов принимаем трубу стальную бесшовную горячедеформированную 42×2,5 по ГОСТ 8732–78.

Количество теплоты, отдаваемое прямыми трубопроводами, рассчитывается по формуле:

где k — коэффициент теплопередачи между трубопроводами, отопительными приборами и окружающим воздухом, Вт/м²· К;; F — площадь поверхности трубы, м²; t₁ — температура прямой воды, ^оС; t_в — температура воздуха в помещении, ^оС.

Количество теплоты, отдаваемое обратными трубопроводами, рассчитывается по формуле:

где ф₂ — температура обратной воды, ^оС.

Площадь поверхности труб рассчитывается по формуле:

м²;

где D — наружный диаметр трубопровода, м; l = 70 м — длина участка трубопровода (берем из плана).

Расчет коэффициента теплоотдачи k, Вт/м²· К., производится в приближении плоской стенки.

;

где б₁ — коэффициент теплоотдачи от труб и приборов в помещении, Вт/м²· К; д_тр — толщина стенки трубы, м; лс — коэффициент теплопроводности стали, Вт/м· К;

б₂ — коэффициент теплоотдачи в трубе, Вт/м²· К.

Коэффициент теплоотдачи от труб и приборов в помещении принимается по СНиП 2.04.14−88 б₁ = 9ч11 Вт/м²· К.

теплоснабжение отопительный прибор цех Коэффициент теплоотдачи в трубе и отопительных регистрах принимаем б₂ = 1000 Вт/м²· К Суммарная тепловая мощность, поступающая в помещение цеха через подводящие и отводящие трубопроводы.

Общая площадь поверхности отопительных приборов рассчитывается по формуле где Q_ц — теплота, которую необходимо подвести в помещение цеха, кВт;

t_пр — средняя температура воды в отопительном приборе, ^оС.

м².

Количество регистров принимаем 8 шт.

Площадь поверхности одного регистра 14,2 м².

Длина регистров.

м.

Принимаем 8 регистров из трубы 140×4,5 длиной 4 м в одном отопительном приборе.

Расчет отопительных приборов для административно-бытового корпуса.

Расход воды.

. Диаметр трубопровода:

м;

В качестве подводящих трубопроводов принимаем трубу стальную бесшовную горячедеформированную 20×2,5 по ГОСТ 8732–78.

Площадь поверхности труб:

м²;

Вт;

Вт;

Вт.

В качестве отопительных приборов выбираются стальные радиаторы «Termal 500».

Необходимая мощность радиаторов в бытовом помещении:

Вт Мощность одной секции радиатора (по каталогу) q_р = 0,18 кВт, если вода в нем охлаждается с 95 до 70^оС и температура воздуха 20 ^оС.

Конструктивно выбирается количество радиаторов (N_рб) в административно-бытовых помещениях. Принимаем 12 шт.

Рассчитывается мощность одного радиатора Вт.

Рассчитывается необходимое количество секций (n_с) в каждом радиаторе:

Принимаем по 11 секций в радиаторе.