Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО Уральский государственный технический университет

Система теплоснабжения цеха малого

предприятия

Методическое руководство к курсовому проекту

по дисциплине «Основы инженерного проектирования»

для студентов всех форм обучения специальностей:

140104 Промышленная теплоэнергетика

140106 Энергообеспечение предприятий

Екатеринбург 2007 УДК Составители: Ю.В. Дружинина, В.Г. Тупоногов Научный редактор проф., д-р техн. наук В.А. Мунц Система теплоснабжения цеха малого предприятия: Методическое руководство к курсовому проекту по дисциплине «Основы инженерного проектирования»

/ Ю.В. Дружинина, В.Г. Тупоногов. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2007. 42 с.

Изложены основные аспекты расчета количества теплоты, необходимого для отопления промышленного здания, приведены рекомендации по выбору схемы и расчету оборудования системы теплоснабжения, правила гидравлического расчета схемы.

Библиогр.: назв. Рис. 4. Табл. 21.

Подготовлено кафедрой «Промышленная теплоэнергетика».

© ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ»,

ЗАДАЧИ И ОБЪЕМ КУРСОВОГО ПРОЕКТА.

Цель выполнения курсового проекта – закрепление теоретических знаний в процессе практического решения конкретной инженерной задачи проектирования системы теплоснабжения цеха малого предприятия;

ознакомление со специальной литературой и номенклатурой выпускаемых промышленностью изделий, развитие творческой инициативы студентов и инженерного мышления.

Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту должна включать расчет теплопотерь здания через ограждающие конструкции; расчет полной тепловой нагрузки; расчет элементов и выбор оборудования системы отопления;

гидравлический расчет тепловой сети; расчет тепловой завесы (если требуется);

спецтема. Спецтемой может быть проектирование узла учета тепловой энергии или выбор и размещение оборудования автономной отопительной котельной.

В графическую часть проекта входят план цеха с разводкой системы теплоснабжения, выполняемый на листах формата А2; аксонометрическая схема системы отопления и спецтема, выполняемые на листах формата А3.

Оформление пояснительной записки и графических материалов необходимо производить в соответствии установленными государственными стандартами и стандартом предприятия СТП УПИ 1-85.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТА.

В задании на курсовой проект указываются следующие данные: размеры цеха малого предприятия, характер производства, вид и количество технологического оборудования, количество персонала, единовременно работающего в цехе, производительность цеха по основной продукции, наличие и размеры административно-бытовых помещений, их расположение; материал и толщина стен, внутренние и наружные покрытия; вид и величина световых проемов; вид и толщина перекрытия; тип пола; размеры, материал и толщина ворот и дверей, периодичность открывания; температурный график тепловой сети; температура внутри бытовых помещений и в цехе; спецтема.

1. МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ В ОТАПЛИВАЕМЫХ

ПОМЕЩЕНИЯХ.

РАСЧЕТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ НАРУЖНОГО ВОЗДУХА.

Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха создают в закрытых помещениях микроклимат, обеспечивающий благоприятные условия для труда и отдыха людей, а также для ведения технологического производственного процесса. Основными параметрами, определяющими состояние воздуха, являются его температура, влажность, чистота, скорость движения.

Нормы метеорологических условий в производственных помещениях, общественных и жилых зданиях приведены в таблицах.

Таблица 1.

Нормы оптимальных метеорологических условий на постоянных рабочих местах в рабочей зоне производственных помещений и в обслуживаемой зоне других помещений.

Холодный и переходный Теплый период года периоды года (температура Характеристика помещений Вспомогательные помещения в произв.

общественных зданиях и во вспом.

зданиях предприятий Допустимая наибольшая относительная влажность воздуха в производственных помещениях (для расчетов систем вентиляции), %.

Температура Выделения Одновременное выделение теплоты и влаги при помещения, С теплоты 4200< Reпр, поэтому эти трубы работают, как правило, в квадратичной области.

Формулу для расчета линейного падения давления в квадратичной области можно привести к виду, более удобному для практических расчетов.

Удельное падение давления, Па/м, При транспортировке жидкости, и в частности воды, т.е. при =const, приведенную формулу можно записать в следующем виде:

Значения коэффициентов АR и А R приведены в таблице.

Коэфф. Выражение При наличии на участке трубопровода ряда местных сопротивлений определяется по формуле:

где – сумма коэффициентов местных сопротивлений, установленных на участке; – безразмерная величина, зависящая от характера сопротивления.

трубопроводов при правильном выполнении незначительны, поэтому их надо сопротивления.

Коэффициенты местных сопротивлений для расчета систем водяного и Коэффициенты местных сопротивлений элементов отопительных систем Коэффициент местного сопротивления задвижек и клапанов можно определить по формуле где n – степень сжатия сечения, т.е. отношение сжатого сечения потока к площади поперечного сечения трубопровода:

6. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ВОЗДУШНОЙ ЗАВЕСЫ.

Воздушные завесы с подогревом воздуха устраивают у ворот, дверей и технологических проемов отапливаемых зданий, расположенных в районах с расчетной температурой наружного воздуха для холодного периода года минус 15оС и ниже, когда исключена возможность устройства шлюзов и тамбуров.

Воздушные завесы должны обеспечить расчетную температуру воздуха на рабочих местах.

работающими на высокотемпературной воде расходуется в ряде случаев до 25% тепла от общего его расхода на отопление и вентиляцию этих зданий или помещений.

Как “отсечка”, препятствующая врыванию через входы наружного холодного воздуха, воздушно-тепловая завеса не всегда обеспечивает требуемый эффект, т.к. это в значительной степени зависит от напора наружного воздушного потока, часто изменяющегося.

Проектирование традиционных воздушно-тепловых завес у наружных входов во встроенно-пристроенные помещения и отдельно стоящие здания общественного и коммунального назначения должно осуществляться только при соответствующем технико-экономическом обосновании целесообразности их устройства.

При этом в первую очередь следует учитывать наличие в этих помещениях фиксированных рабочих мест рядом со входами или напротив них (т.е. в местах наиболее подверженных отрицательному влиянию проникающего наружного воздуха), а также временной показатель, в течение которого входы открыты для прохода людей (персонала, посетителей).

Во многих случаях вместо проектирования традиционной воздушнотепловой завесы может быть принято (в каждом конкретном случае) одно из нижеприведенных решений, предусматривающее установку:

- дополнительных водяных или электрических отопительных приборов, рассчитанных на компенсацию теплопотерь при отсутствии воздушно-тепловой завесы;

- воздушно-тепловых завес с электрокалориферами;

- электрических тепловентиляторов.

При этом достигается экономия значительного количества тепла:

- во-первых, тепловая нагрузка во всех случаях рассчитывается не на “отсечку” врывания холодного воздуха, а на компенсацию дополнительных потерь тепла и эта величина значительно меньше;

- во-вторых, при установке электрических воздухонагревательных приборов экономия тепла в процессе эксплуатации достигается за счет периодического или автоматического их включения при значительном понижении температуры наружного воздуха, при изменении направления и увеличения скорости ветра. Одновременно улучшается комфортность помещений, т.к. эти устройства могут быть также использованы в осенневесенний период, когда на улице прохладно, а система отопления еще не включены.

электрокалорифере) могут защищать в летнее время помещения от поступления через входы теплого наружного воздуха. При этом в помещении увеличивается подвижность воздуха, что создает эффект охлаждения.

Технически применение таких завес затруднений не вызывает, т.к.

имеется большое количество различных типов импортных электрических воздушно-тепловых завес с разнообразными конструктивными и схемными решениями, габаритами и оформлением воздуховыпускных устройств. Для электрических воздушно-тепловых завес предусматриваются различные схемы автоматического регулирования в зависимости от изменения состояния воздушной среды.

В производственных помещениях принято устанавливать воздушные завесы с подогревом воздуха.

На рис. 4 приведен общий вид боковой двухсторонней завесы.

Расчет воздушных завес заключается в определении температуры воздуха, подаваемого в завесу, и его расхода.

В практических расчетах температура воздуха tз, подаваемого воздушной завесой, определяется по формуле где tн – расчетная температура наружного воздуха для отопления, оС; tсм – температура воздуха в рабочей зоне, оС.

Количество воздуха Gз, подаваемого одним стояком воздушной завесы, определяется по табл 21.

Количество воздуха, подаваемого одним стояком воздушной завесы, кг/ч (здание без фонарей, шахт и верхнего света; tсм=16оС; tр.з =16оС) Температура наружного Размер распашных ворот, м Общий расход теплоты на воздушную завесу Qз, кВт, определяется по формуле где Gз – количество воздуха, подаваемого завесой, кг/с; tз – температура воздуха, подаваемого завесой, оС; tнач – температура воздуха, поступающего к калориферам воздушной завесы, оС; срв – теплоемкость воздуха, кДж.

Система теплоснабжения цеха малого предприятия Составители: Дружинина Юлия Владимировна Тупоногов Владимир Геннадьевич Редактор Н.П. Кубыщенко Редакционно-издательский отдел ГОУ ВПО УГТУ-УПИ 620002, Екатеринбург, ул. Мира, Ризография НИЧ. ГОУ ВПО УГТУ-УПИ 620002, Екатеринбург, ул. Мира,