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
. Материал стен здания - трехслойная ж/б панель,
толщина 220 мм. Внутри стены покрыты штукатуркой.
. Остекление - тройное в металлических переплетах.
. Количество окон в цехе - 8 шт. Количество окон в АБК
- 12 шт. Окна располагать между колоннами.
. Перекрытие - ж/б панель толщиной 200 мм, керамзит
толщиной 250 мм, стяжка толщиной 50 мм.
. Тип пола - ж/б панели.
. Ворота цеха - размером 3,5*2 м, материал - сталь 3
мм, минеральная вата - 50 мм, дерево - 30 мм.
. Система отопления должна планироваться исходя из
температурного графика 95/70
10. Температура в цехе должна поддерживаться на уровне не менее
С.
. Температура в АБК должна поддерживаться на уровне не
менее 
С.
. 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; Rо -
полное термическое сопротивление теплопередачи через ограждающие конструкции, м2К/Вт;
tв
и tн - расчетные температуры внутреннего и наружного воздуха,
оС;- поправочный коэффициент на разность температур.
Термическое сопротивление Rо, м2К/Вт, для
многослойного ограждения следует определять по формуле:
o = Rв + ΣRс + Rв. п. + Rн
где Rв и Rн - термическое
сопротивление теплоотдачи к внутренней и от наружной поверхности, м2К/Вт;
Rв. п. - термическое
сопротивление замкнутой воздушной прослойки, м2К/Вт;
ΣRс - 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.
с = 1 м2К/Вт; Rв =
0,115 м2К/Вт; Rн = 0,043 м2К/Вт;
Ro = 1 + 0,115 + 0,043 = 1,158
м2К/Вт; n = 1; tв =18 0C - по заданию;
0C tн = - 32 0C - для г. Екатеринбург;
F = 36∙8+42∙8+30∙8+6∙8
- (3∙4∙8 + 3,5∙2) = 809 м2 - по чертежам;
2. Потери тепла через окна.
Остекление - тройное остекление в металлических раздельных
переплетах.
Rс = 0,48 м2К/Вт; Ro
= 0,48 + 0,115 + 0,043 = 0,638 м2К/Вт;
F = 3∙4·8 = 96м2 - 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.
Rплит =
1,06 
, λ керамзит = 0,18 
, λ стяжки
= 0,76
Rв
= 0,115 м2К/Вт; Rн = 0,086 м2К/Вт;
Ro = 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
tв = 20 0C - по заданию;
= 6∙6∙8 + 6∙8 - (1,5·2·12)
= 300 м2 - по чертежам;
2. Потери тепла через окна.
= 1,5∙2∙12 = 36 м2
- по чертежам;
3. Потери тепла через пол.
4. Потери тепла через потолок
= 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 Qц=84925,69
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; τ1
и τ2
- температуры соответственно
прямой и обратной воды в отопительном приборе.
Диаметр трубопровода рассчитывается по формуле
;
где ρ - плотность
воды, кг/м3; v - скорость воды, м/с.
Скорость воды принимается 1 м/с.
;
В качестве подводящих трубопроводов принимаем трубу стальную
бесшовную горячедеформированную 42х2,5 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;
tв - температура воздуха в помещении, оС.
Количество теплоты, отдаваемое обратными трубопроводами,
рассчитывается по формуле:
где τ2 - 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 α1 - коэффициент теплоотдачи от труб и
приборов в помещении, Вт/м2·К; δтр - толщина стенки трубы, м; λс - коэффициент теплопроводности стали,
Вт/м·К;
α2 - коэффициент теплоотдачи в трубе, Вт/м2·К
Коэффициент теплоотдачи от труб и приборов в помещении принимается
по СНиП 2.04.14-88 α1 =
9÷11 Вт/м2·К.
теплоснабжение отопительный прибор цех
Коэффициент теплоотдачи в трубе и отопительных регистрах
принимаем α2 = 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 Qц - теплота, которую необходимо подвести в
помещение цеха, кВт;
tпр
- средняя температура воды в отопительном приборе, оС.
м2
Количество регистров принимаем 8 шт.
Площадь поверхности одного регистра 14,2м2.
Длина регистров
м.
Принимаем 8 регистров из трубы 140х4,5 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 20х2,5 по ГОСТ 8732-78.
Площадь поверхности труб:
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) qр
= 0,18 кВт, если вода в
нем охлаждается с 95 до 70оС и температура воздуха 20 оС.
Конструктивно выбирается количество радиаторов (Nрб)
в административно-бытовых помещениях. Принимаем 12 шт.
Рассчитывается мощность одного радиатора
Вт.
Рассчитывается необходимое количество секций (nс)
в каждом радиаторе:
Принимаем по 11 секций в радиаторе.