Расчет тепловой схемы ЭлГМ на утилизации теплоты выхлопных га-зов газопоршневой электростанции Wartsila 20V34SG. ТФ-04м-19_Иванов А.С._КП_22.12.2020 (5). Проектирование тепловой сети для детского сада в г. Мурманск
 Скачать 1.69 Mb.
|
ВведениеСистемой теплоснабжения называется комплекс инженерных сооружений, предназначенных для выработки, транспортировки и использования теплоты. Любая система теплоснабжения состоит из трех основных элементов: источника теплоты, тепловой сети и системы теплопотребления (системы отопления, вентиляции, горячего водоснабжения). Системы теплоснабжения классифицируются по следующим признакам: по мощности, по виду источника теплоты, по виду теплоносителя. По мощности системы теплоснабжения характеризуются дальностью передачи теплоты и числом потребителей, могут быть местными и централизованными. По виду источника теплоты системы централизованного теплоснабжения подразделяются на районные и теплофикационные. В районных системах источникам теплоты служат районные котельные, при теплофикационной системе – ТЭЦ. По виду теплоносителя системы теплоснабжения делятся на две группы: водные и паровые. Для городов и жилых районов в качестве теплоносителя используют воду. На промышленных площадках в промышленных районах для систем теплоснабжения используют воду и пар. Пар в основном применяется для технологических потребностей. В зависимости от применяемой схемы присоединения к сети систем горячего водоснабжения различают открытые и закрытые схемы. Основной особенностью открытых систем теплоснабжения является отсутствие на тепловых пунктах сетевых подогревателей горячего водоснабжения и непосредственный разбор воды из тепловой сети. Схемы присоединения систем отопления и вентиляции к тепловым сетям могут быть зависимые и независимые. При зависимом присоединении теплоноситель в отопительные приборы поступает непосредственно из тепловых сетей, то есть один и тот же теплоноситель циркулирует в тепловой и отопительной сети. 1.РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ ПОМЕЩЕНИЙ1.1.Определение требуемого значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкцийОбъект – детский сад на 150 человек, расположенный в г. Мурманск. Внутреннюю температуру помещений принимаем равной 21 ºС [1, таблица 2]. Средняя температура воздуха периода со средней суточной температурой воздуха ≤ 8 ºС равна  – 3,4 ºС, продолжительность  = 275 сут., температура наружного воздуха в наиболее холодную пятидневку равна  = - 30 ºС [2, таблица 3.1*].Размеры помещений для проведения расчетов согласно схеме детского сада [5]. Основные потери теплоты здания Qо, Вт, складываются из потерь теплоты всеми ограждающими конструкциями: Qо=  , Вт (1)где Qi - потери теплоты каждой i-й ограждающей конструкцией. Они определяются по формуле Qi=Fi∙ki∙(tв – tн)∙n, Вт (2) где Fi - расчетная площадь i-й ограждающей конструкции, м2; ki - коэффициент теплопередачи i-й ограждающей конструкции, Вт/(м2·∙ °С),  , Вт/(м2∙ °С) (3)где  – приведенное сопротивления теплопередаче;tH - расчетная температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки, °С; tB - расчетная температура воздуха помещения, °С; n - коэффициент, учитывающий зависимость положения ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху (по таблице 1.1). Таблица 1.1 Коэффициент, учитывающий зависимость положения ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху
Проведем расчет градусо-суток отопительного периода Dd (ГСОП) по формуле: Dd = (  -  ) ∙  (4)Dd = (21 – (-3,4)) ∙ 275 = 6710ºС ∙ сут/год где tот, zот - средняя температура наружного воздуха, °С, и продолжительность, сут/год, отопительного периода [5, таблица 3.1], для периода со среднесуточной температурой наружного воздуха не более 8 °С; tв - расчетная температура внутреннего воздуха здания, °С. Проводим расчет базового сопротивления теплопередаче  :- для стен и чердачных перекрытий: = a ∙ Dd + b, м²∙ ºС/Вт (5)где а и b – коэффициенты [3, таблица 3, поз. 1.2] Таблица 1.2 [6] - Нормируемые значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций
 = 0,00035 ∙ 6710 + 1,4 = 3,75 м²∙ ºС/Вт. = 0,0005 ∙ 6710 + 2,2 = 5,6 м²∙ ºС/Вт. = 0,00045 ∙ 6710 + 1,9 = 4,92 м²∙ ºС/Вт.- для окон – методом интерполяции по формуле:  =  ) +  , или используя калькулятор интерполяции:  =  ∙ (0,7 – 0,6) + 0,6 = 0,64 м²∙ ºС/Вт.Для расчета сопротивления теплопередачи через пол используем упрощенную методику расчета. Поверхность пола делится на полосы шириной 2 метра параллельно наружным стенам. Полосу, ближайшую к наружной стене, обозначают первой зоной, следующие две полосы второй и третьей соответственно, а остальную поверхность пола – четвертой зоной. Принимается условное сопротивление теплопередаче, которое для каждой зоны неутепленного пола берут равным: - для первой зоны Rз1=2,1 м2·К/Вт; - для второй зоны Rз2=4,3 м2·К/Вт; -третьей зоны Rз3=8,6 м2·К/Вт; - для четвертой зоны Rз4=14,2 м2·К/Вт. Требуемое значение сопротивления теплопередаче:  м²∙ ºС/Вт (7)где r = 0.87  = 4,42 м²∙ ºС/Вт; = 6,44 м²∙ ºС/Вт; = 0,74 м²∙ ºС/Вт; = 2,41 м²∙ ºС/Вт; = 4,94 м²∙ ºС/Вт; = 9,89 м²∙ ºС/Вт; = 16,32 м²∙ ºС/Вт.Приведенное сопротивление теплопередаче фрагмента ограждающей конструкции: физическая величина, характеризующая усредненную по площади плотность потока теплоты через фрагмент теплозащитной оболочки здания в стационарных условиях теплопередачи, численно равная отношению разности температур по разные стороны фрагмента к усредненной по площади плотности потока теплоты через фрагмент. Условное сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции: физическая величина, численно равная приведенному сопротивлению теплопередаче условной ограждающей конструкции, в которой отсутствуют теплотехнические неоднородности.  +  +  (8)где αв - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м  ·°С), принимаемый согласно [3, таблица 4];αн - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м ·°С), принимаемый согласно [3, таблица 6];Rs - термическое сопротивление слоя однородной части фрагмента, (м2·°С)/Вт, определяемое для невентилируемых воздушных прослоек [3, таблица Е.1], для материальных слоев по формуле:  = ∙ (9)где δs - толщина слоя, м; λs - расчетная теплопроводность материала слоя, Вт/(м·°С), в случае отсутствия данных принимается по [3, приложение Т]; - коэффициент условий эксплуатации материала слоя, доли ед. При отсутствии данных принимается равным 1.Расчет условного сопротивления теплопередаче входной двери,  проводим по формуле (8).αв = 8,7 [3, таблица 4]; αн = 23 [3, таблица 6]; Термическое сопротивление материального слоя, Rs находим по формуле (9). Для расчета термического сопротивления каждого материального слоя входной двери, принимаем следующие допущения по составу и размерам: - 1-й слой, внутренняя панель из плиты древесно-волокнистой, плотностью 1000 кг/м3, толщиной 1 см; - 2-й слой, внутренний лист из стали стержневой арматурной, толщиной 0,3 см; - 3-й слой, дверное полотно с утеплением из минераловатной плиты из каменного волокна, плотностью 40-60 кг/м3, толщиной 3 см; - 4-й слой, внешний лист из стали стержневой арматурной, толщиной 0,3 см; - 5-й слой, внутренняя панель из плиты древесно-волокнистой, плотностью 800 кг/м3, толщиной 0,5 см. Расчетная теплопроводность каждого слоя с учетом принятых допущений и максимальной влажности, берем по таблице [3, приложение Т, столбец 8] и равна: λ1 = 0,29 Вт/(м∙°С); λ2 = λ4 = 58 Вт/(м∙°С); λ3 = 0,044 Вт/(м∙°С); λ5 = 0,23 Вт/(м∙°С). Расчетные значения условного сопротивления теплопередаче входной двери представлены в таблице 1.3. Таблица 1.3 Расчетные значения условного сопротивления теплопередаче входной двери
В нашей работе мы принимаем Rприв= Rтр. Находим коэффициенты теплопередачи ограждающих конструкций: , Вт/(м2·∙ °С); Вт/(м2·∙ °С); Вт/(м2·∙ °С); Вт/(м2·∙ °С); Вт/(м2·∙ °С); Вт/(м2·∙ °С); Вт/(м2·∙ °С); Вт/(м2·∙ °С); Вт/(м2·∙ °С). | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
