лабараторная. Отчет по лабораторной работе №2 Базаров. Л. Е. Лымбина 2023 г

• Название: Л. Е. Лымбина 2023 г
• Анкор: лабараторная
• Дата: 15.03.2023
• Размер: 429.29 Kb.
• Имя файла: Отчет по лабораторной работе №2 Базаров.docx
• Тип: Лабораторная работа; #990855

Министерство науки и высшего образования
Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное
учреждение высшего образования

Южно-Уральский государственный университет
(Национальный исследовательский университет)

Политехнический институт

Заочное направление

Кафедра «Промышленная теплоэнергетика»

Направление 13.03.01 «Теплоэнергетика и теплотехника»


ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
ВЫБОР И РАСЧЕТ ЭЛЕВАТОРА

ПРИ ЗАВИСИМОМ ПРИСОЕДИНЕНИИ

ТЕПЛОПОТРЕБЛЯЮЩИХ СИСТЕМ К ТЕПЛОВЫМ СЕТЯМ
по дисциплине «Выбор и расчет системы отопления промышленных предприятий и объектов социальной сферы»

ЮУрГУ – 13.03.01.2023.534.01 ПЗ ЛР

Руководитель: __________ / Л.Е. Лымбина / « ___ » ____________ 2023 г. Автор работы студент группы ПЗ-479 __________ / Д.А. Базаров / « ___ » ____________ 2023 г. Работа защищена с оценкой _______________ __________ / Л.Е. Лымбина / « ___ » ____________ 2023 г.

Челябинск 2023

Лабораторная работа

ВЫБОР И РАСЧЕТ ЭЛЕВАТОРА ПРИ ЗАВИСИМОМ ПРИСОЕДИНЕНИИ ТЕПЛОПОТРЕБЛЯЮЩИХ СИСТЕМ К ТЕПЛОВЫМ СЕТЯМ

Цель работы:

1. 
   Закрепить теоретические знания по теме «Присоединение теплопотребляющих систем к тепловым сетям. Тепловые пункты. Элеватор».
   
2. 
   Ознакомиться и изучить принцип действия гидроэлеватора, дать определение: тепловой пункт, его назначение, принципиальная схема теплового пункта, перечистлить основное его оборудование и назначение.
   
3. 
   Выполнить выбор и расчет гидроэлеватора для трехэтажного жилого здания по исходным данным .
   

Выполнение лабораторной работы
1 Теоретическая часть работы

1. 
   Основные понятия и определения
   

Тепловые пункты – важное звено в системе теплоснабжения, связывающее тепловые сети с потребителями и представляющее собой узел (комплекс устройств) присоединения потребителей тепловой энергии к тепловым сетям.

Основное назначение – подготовка теплоносителя определенных температуры и давления перед подачей потребителю, регулирование этих параметров, поддержание постоянного расхода, учета потребления теплоты.

Различают следующие виды ТП:

Индивидуальный тепловой пункт (ИТП).

Используется для обслуживания одного потребителя (здания или его части). Как правило, располагается в подвальном или техническом помещении здания, однако, в силу особенностей обслуживаемого здания, может быть размещён в отдельно стоящем сооружении.

Центральный тепловой пункт (ЦТП).

Используется для обслуживания группы потребителей (зданий, промышленных объектов). Чаще располагается в отдельно стоящем сооружении, но может быть размещен в подвальном или техническом помещении одного из зданий.

Блочный тепловой пункт (БТП).

Изготавливается в заводских условиях и поставляется для монтажа в виде готовых блоков. Может состоять из одного или нескольких блоков. Оборудование блоков монтируется очень компактно, как правило, на одной раме. Обычно используется при необходимости экономии места, в стесненных условиях. По характеру и количеству подключенных потребителей БТП может относиться как к ИТП, так и к ЦТП.

2. 
   Схемы присоединения теплопотребляющих систем к водным тепловым сетям
   

1. 
   Присоединение по независимой схеме (с помощью использования теплообменного аппарата – водонагревателя).
   

При независимой схеме присоединения давления в местной системе отопления не зависит от давления в тепловой сети. Поэтому данная схема применяется, когда необходимо гидравлически изолировать местную систему отопления тепловой сети. В связи с увеличением тепловой нагрузки, радиуса действия тепловых сетей, а также со строительством зданий выше 12 этажей, для которых давления воды в сетях недостаточно для заполнения отопительных приборов в верхних этажах, независимая схема является более рациональной, а иногда и единственно приемлемой. Местная система отопления оборудуется при этом расширительным баком, создающим собственное независимое от тепловой сети гидравлическое давление. Эта схема дороже и сложнее зависимого присоединения.

Рисунок 1 – Присоединение по независимой схеме с помошью теплообменного аппарата-водонагревателя:

1 – вентиль (задвижка); 2 – грязевик; 3 – тепломер; 4 – термометр;
5 – манометр; 6 – регулятор давления; 7 – регулирующий клапан,
8 – теплообменник; 9 – циркуляционный насос; 10 – подпиточный насос

2. 
   Зависимое присоединение с установкой насоса на переремычке для подмешивания охлажденной воды
   

Такую схему можно применять вместо элеваторной схемы, а также в случаях, когда разность давлений в подающем и обратном трубопроводах недостаточна для работы элеватора ( менее 0,08-0,15 МПа).

Рисунок 2 – Зависимое присоединение с установкой насоса на перемычке для подмешивания охлажденной воды:

1 – вентиль (задвижка); 2 – грязевик; 3 – термометр; 4 – манометр;
5 – регулятор температуры; 6 – насос; 7 – регулятор расхода

3. 
   Зависимое присоединение при совместной установке элеватора и насоса на перемычке для подмешивания охлажденной воды
   

Этот вариант непосредственного присоединения позволяет более универсально и надежно осуществлять циркуляцию воды в системе отопления при аварийном отключения от тепловой сети. Однако при этой схеме появляются затраты на насос и дополнительный расход электроэнергии на его привод, а также шум. Область применения схемы – как и п редыдущем случае.


Рисунок 3 – Зависимое присоединение при совместной установке элеватора и насоса на перемычке для подмешивания охлажденной воды

1 – вентиль (задвижка); 2 – грязевик; 3 – тепломер; 4 – термометр;
5 – манометр; 6 – регулятор расхода; 7 – водоструйный элеватор; 8 – насос

4. 
   Зависимое (непосредственное) присоединение системы отопления без смешения
   

По такой схеме присоединяют системы водяного отопления зданий, в которых либо температура поверхности отопительных не ограничена, либо она соответствует санитарно-гигиеническим требованиям, а также системы воздушного отопления. При этой схеме используют наиболее простое и дешевое оборудование теплового пункта. Кроме того, благодаря максимальному использованию температурного перепада сетевой воды в отопительных приборах снижается расход воды на тепловом пункте и сокращается стоимость тепловой сети за счет уменьшения диаметров теплопроводов. недостатком схемы является передача давления в сети не превышает допустимого давления отопительных приборов по механической прочности (0,6 – 0,9 МПа – для чугунных радиаторов и 1,0 МПа – для стальных конвекторов).

Рисунок 4 – Зависимое (непосредственное) присоединение системы отопления без смешения

1 – вентиль (задвижка); 2 – грязевик; 3 – тепломер; 4 – термометр;
5 – манометр; 6 – регулятор расхода;

5. 
   Зависимое (непосредственное) присоединение с водоструйным элеватором для подмешивания охлажденной воды
   

Этот способ присоединения наиболее широко применяется для жилых и общественных зданий до 12 этажей. Простота и надежность работы элеватора, не требующего постоянного обслуживания, и дешевое оборудование теплового пункта отличают эту схему. Сетевая вода из подающего теплопровода поступает после регулятора расхода 8 через патрубок в элеватор 9 Через перемычку и элеватор подсасывается часть охлажденной воды, возвращающейся из системы отопления в обратный теплопровод сети. Смешанная вода с требуемой температурой подается элеватором в систему отопления. Для нормальной работы элеватора требуется разность давлений в подающем и обратном трубопроводах 0,08-0,15 МПа.

К недостатку схемы можно отнести прекращение независимой (автономной) от тепловой стеи циркуляции воды в системе отопления и замораживание ее при аварийном отключении от тепловой сети.

Рисунок 5 – Зависимое (непосредственное) присоединение с водоструйным элеватором для подмешивания охлажденной воды

1 – вентиль (задвижка); 2 – грязевик; 3 – тепломер; 4 – термометр;
5 – манометр; 6 – регулятор расхода; 7 – водоструйный элеватор
1.3 Гидроэлеватор
Гидроэелеватор – водоструйный насос, предназначенный для смешения горячей воды из подающей магистрали теплосети и воды из обратной магистрали, для регулирования температуры греющей воды системы отопления.

Принцип действия гидроэлеватора основан на том, что горячая вода при прохождении через сопло ускоряется, ее кинетическиая энергия увеличивается, а давление после среза сопла падает ниже давления в обратной магистрали. За счет разницы давлений между водой, прошедшей через сопло и водой в обратной магистрали, холодная вода поступает в камеру всасывания и увлекается горячей водой в горловину, где происходит смешение сред.

Диффузор не является основным элементом, а устанавливается в случае разных диаметров горловины гидроэлеватора и присоединяемого трубопровода

Рисунок 6 – Водоструйный элеватор с регулируемым соплом

1 – механизм для перемещния регулирующей иглы; 2 – шток регулирующей иглы; 3 – сопло; 4 – регулирующая игла; 5 – камера всасывания; 6 – горловина; 7 – диффузор
2. Практическая часть работы
2.1 Исходные данные
В таблице 2.1 приведены исходные данные к расчету гидроэлеватора
Таблица 2.1 – Исходные данные к расчету гидроэлеватора

Радиатор марки МС-140-108	-
Температура воды, поступающей в элеватор из подающей линии тепловой сети t1, ⁰С	130
Температура смешанной воды, поступающей в систему отопления после элеватора tг, ⁰С	105
Температура охлажденной воды, поступающей из системы отопления tо, ⁰С	70
Тепловые потери здания Qзд, Вт	41000
Тепловые потери лестничной клетки Qлк, Вт	600
Отопительные приборы М-140-АО	Радиатор: чугунный секционный
Здание жилое	5 этажей

2.2 Расчет и подбор гидроэлеватора
Коэффициент смешения находится по формуле (3.1):


где

t₁ – температура воды, поступающей в элеватор из подающей линии тепловой сети, ^оС;

t_г – температура смешанной воды, поступающей в систему отопления после элеватора, ^оС;

t_o – температура охлажденной воды, поступающей из системы отопления, ^оС.

Количество воды, циркулирующей в системе отопления, кг/ч:


где

– суммарный расход теплоты на отопление, Вт;

с – теплоемкость воды, кДж/(кг·К);

3,6 – коэффициент перевода Вт в кДж/ч;

β₁ – коэффициент учета дополнительного теплового потока устанавливаемых отопительных приборов за счет округления сверх расчетной величины, принимаемый по табл.1;

Шаг номенклатурного ряда отопительных приборов, кВт [6, стр.295, табл.Х.1]

β₂ – коэффициент учета дополнительных потерь теплоты отопительными приборами, расположенными у наружных ограждений, принимаемый по табл.2
Таблица 6.1 – Коэффициент учета дополнительного теплового потока устанавливаемых отопительных приборов

Шаг номенклатурного ряда отопительных приборов, кВт	Коэффициент 1
0,12	1,02
0,15	1,03
0,18	1,04
0,21	1,06
0,24	1,08
0,30	1,13
Примечание. Для отопительных приборов помещения с номинальным тепловым потоком более 2,3 кВт следует принимать вместо коэффициента 1, коэффициент 1, определяемый по формуле 1 = 0,5 (1 + 1)

Таблица 6.2 – Коэффициент учета дополнительных потерь теплоты отопительными приборами, расположенными у наружных ограждений

Отопительный прибор	Коэффициент 2 при установке прибора
	у наружной стены, в том числе под световым проемом	у остекления светового проема
Радиатор: чугунный секционный стальной панельный Конвектор с кожухом Конвектор без кожуха	1,02 1,04 1,02 1,03	1,07 1,10 1,05 1,07

Диаметр горловины элеватора, мм, находится по формуле:


где

G_см – количество воды, циркулирующей в системе отопления, кг/ч;

Δρ_нас – гидравлическое сопротивление системы отопления, кПа.

Δρ_нас = 9,80665 кПа

Гидравлическое сопротивление системы отопления:

• 
  до 5-ти этажей 0,2-0,3 м.в.ст.,
  
• 
  5-тиэтажный дом 0,5-1 м.в.ст.,
  
• 
  9-тиэтажный 1,5-2 м.в.ст.
  

1 м вод.ст = 9,806,65 кПа

0,2 м.в.ст = 1,96133 кПа


Выбираем типоразмер элеватора №7d_г=59мм. [2, стр. 374]
Диаметр сопла элеватора, мм:



ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе лабораторной работы были углублены теоретические знания по теме «Присоединение теплопотребляющих систем к тепловым сетям. Тепловые пункты. Элеватор». Изучен принцип действия гидроэлеватора, дано определение теплового пункта, его назначение, приведена принципиальная схема теплового пункта, перечислиенно основное его оборудование и назначение.

Выполнен расчет и выбор гидроэлеватора для трехэтажного жилого здания по исходным данным.

Цели и задачи лабораторной работы выполнены.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. 
   Кувшинов, Ю. Я. Теоретические основы обеспечения микроклимата помещений: учеб. пособие для вузов / Ю.Я. Кувшинов. – М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2007
   
2. 
   Тихомиров, К.В. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция: учеб. для вузов – 5-е изд., репринтное / К.В. Тихомиров, Э.С. Сергеенко. – М.: ООО «БАСТЕТ», 2007.
   
3. 
   Махов, Л.М. Отопление / Л.М. Махов. – Москва: АСВ, 2019.
   
4. 
   Пырков, В.В. Современные тепловые пункты. Автоматика и регулирование / В.В. Пырков. – Киев.: «Такi справи», 2007. – 252 с.: ил.
   
5. 
   Манюк, В.И. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей / В.И. Манюк – М.: Книга по требованию, 2013.
   
6. 
   Внутренние санитарно-технические устройства. В 3ч. Ч.1. Отопление / В.Н. Богословский, Б.А. Крупнов, А.Н. Сканави и др.; под ред. И.Г. Староверова и Ю.И. Шиллера. 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1990.
   
7. 
   Соколов, Е. Я. Теплофикация и тепловые сети / Е.Я. Соколов. – М.: издательский дом МЭИ, 2009.