Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Министерство образования и науки, молодежи и спорта Украины
НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ ПРИРОДООХРАННОГО
И КУРОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
Кафедра теплогазоснабжения
и вентиляции
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к выполнению расчетно-графической работы
для студентов всех форм обучения
по дисциплине
«Теплогазоснабжение и вентиляция»
направление подготовки 6.060101 «Строительство»
Симферополь, 2011
Теплогазоснабжение и вентиляция: методические указания к выполнению расчетно-графической работы по дисциплине по дисциплине «Теплогазоснабжение и вентиляция» для студентов всех форм обучения направление подготовки 6.060101 «Строительство / Сост. Дихтярь Т.В., Судьева Н.С. – Симферополь: НАПКС, 2011 – 15 с.
Одобрено и рекомендовано к печати на заседании учебно-методической комиссией факультета Водных ресурсов и энергетики Национальной академии природоохранного и курортного строительства.
Протокол «__» от __ _____________2011 г.
Рассмотрено и одобрено на заседании кафедры теплогазоснабжения и вентиляции
Протокол «__» от __ _____________2011 г.
Составитель: Дихтярь Т.В., к.т.н, доцент кафедры теплогазоснабжения и вентиляции НАПКС, Судьева Н.С., старший преподаватель кафедры теплогазоснабжения и вентиляции НАПКС .
Рецензент: Зайцев О.Н., д.т.н., профессор, заведующий кафедрой теплогазоснабжения и вентиляции НАПКС, Лукьянченко М.А., к.т.н, доцент кафедры технологии строительных конструкций и строительных материалов НАПКС.
Ответственный за выпуск:
О.Н. Зайцев, д.т.н., профессор, заведующий кафедрой теплогазоснабжения и вентиляции НАПКС.
Введение
Потребности жилищно-коммунального хозяйства и промышленности в тепловой энергии обеспечиваются системами теплоснабжения от ТЭЦ, районных и местных котельных. Для централизованного теплоснабжения нужна разветвленная тепловая сеть. Внешняя тепловая сеть - один из наиболее трудоемких и дорогих элементов системы теплоснабжения, поэтому правильный выбор схемы теплоснабжения, способа прокладки и конструкции теплопроводов определяет основную стоимость строительно-монтажных работ и эксплуатационные расходы.
Вместе с тем использование горючего газа в народном хозяйстве дает возможность интенсифицировать и автоматизировать производственные процессы, улучшить санитарно-гигиенические условия на производстве и в быту, оздоровить воздушный бассейн городов и других населенных пунктов.
Тепловая энергия от источника к потребителю транспортируется трубопроводами тепловой сети при помощи теплоносителей. Как теплоносители применяют горячую воду и водяной пар.
В технологических процессах тепловая энергия нужна для изготовления отдельных видов продукции, осуществления производственных операций (нагревание, сушение, испарение и др.), Технологическое теплотехническое оборудование использует тепловую энергию в виде горячей воды, водяного пара, нагретого воздуха с параметрами, которые изменяются в широких пределах.
Выполнения работы.
Работа выполняется:
- на листах формата А-4;
- титульный лист, полный расчет, объяснения, единицы измерения;
- графики выполняются на миллиметровке;
- подшивается в пластиковый скоросшиватель.
После выполнения каждого задания необходимо сделать вывод.
Задание № 1.
Теплоснабжение и горячее водоснабжение
При проектировании сетей теплоснабжения и горячего водоснабжения принята система подачи воды от центрального теплового пункта (ЦТП), расположенного на территории микрорайона. ЦТП размещен в отдельном зданий, где находится система отопления и горячего водоснабжения с подпиточными и циркуляционными насосами, водомерами, счетчиками тепла, насосами для повышения напора холодной воды.
Сети теплоснабжения в соответствии с требованиями СНИП 2.04.07-86, прокладывают в непроходных каналах не ближе 2 м от зданий, на глубине не менее 0,7м. Трубы покрываются изоляцией и прокладываются в утеплителе, выполненном из рулонного теплопластика или стеклотекстолита.
Трубы применяют стальные ГОСТ-10704-92, ГОСТ 8734-75.
В местах установки арматуры устраивают теплофикационные камеры.
1. Определить диаметр труб сети теплоснабжения и диаметр труб на горячее водоснабжение
1.1 Исходные данные для выполнения задания.
Таблица 1.1.
Исходные данные
|
Вариант (предпоследняя цифра номера зачетной книжки) |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
Общая площадь всех зданий А, м2 |
3400 |
3500 |
3600 |
3700 |
3800 |
3900 |
4000 |
4100 |
4200 |
4300 |
|
Количество человек m |
3500 |
3400 |
3600 |
3900 |
3700 |
4000 |
3800 |
3400 |
4100 |
4200 |
Диаметры труб сети теплоснабжения определяют по максимальному расходу на отопление:
G = 3,6 Q0max / C (T1-T2), кг/ч, (1.1)
где Q0max – максимальный тепловой поток на отопление, Вт
Q0max = qo А (1+k), (1.2)
где qo = 34 – укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий на 1 м2 общей площади, Вт;
А – общая площадь всех зданий, м2;
k = 0,25 – коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий;
Т1, Т2 – температура воды в подающем и обратном трубопроводе, 105оС и 70оС соответственно;
С = 4,187 кДж/(кг.К) – удельная теплоемкость воды
По полученным значениям (приложение 1) находим диаметр труб, принимая оптимальную скорость.
1. 3. Определить диаметр труб на горячее водоснабжение
Диаметр труб на горячее водоснабжение подбираем по максимальному расходу горячей воды:
G = 3,6 Qmax / C (T1-T3), кг/ч, (1.3)
где Qmax – максимальный расход на горячее водоснабжение, Вт
Qmax = qh .m, (1.4)
где m – количество человек;
qh = 50 – укрупненный показатель среднего теплового потока на горячее водоснабжение на 1 человека, Вт;
С = 4,187 кДж/(кг.К) – удельная теплоемкость воды;
Т1 = 105оС – температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети;
Т3 = 30оС – температура воды водоподогревателя горячего водоснабжения.
По расходам подбирается диаметр трубопровода (приложение 1), принимая оптимальные скорости.
Задание № 2
Газоснабжение
Газ в здания подается по газопроводам вводам от распределительного трубопровода до отключающего устройства возле здания. Прокладку сети можно выполнять подземной, наземной и надземной. Для населенных пунктов в частности для жилых микрорайонов применяют подземную прокладку в соответствии с требованиями СНиП 2.07.01-86, укладывая бесшовные горячедеформированные ГОСТ 8732-78 или электросварные ГОСТ 10704-91 стальные труби. Глубина прокладки труб не менее 0,8 м от верха труб, минимальный диаметр труб 50 мм. Газопровод прокладывают параллельно зданиям на расстоянии от фундамента не ближе 2м – для газопровода низкого давления и не ближе 5м, для газопровода среднего давления.
В местах установки запорной арматуры сооружают водонепроницаемые колодцы. При пересечении с другими коммуникациями газопровод укладывают в металлический футляр, выходящий на 2-5м в обе стороны от пересечения. Газопроводы в местах входа и выхода из земли заключают в футляр.
1.1 Исходные данные для выполнения задания.
Таблица 2.1.
Исходные данные
|
Вариант (последняя цифра номера зачетной книжки) |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
qnom |
0,9 |
1,15 |
0,75 |
1,25 |
0,8 |
0,65 |
1 |
1,2 |
0,95 |
0,85 |
|
Число картир |
40 |
45 |
50 |
55 |
60 |
65 |
70 |
80 |
90 |
100 |
2.2. Определить расход газа к одному дому на хозяйственно-питьевые нужды при нормальных условиях.
Расход газа к одному дому на хозяйственно-питьевые нужды при нормальных условиях т.е. давление 0,1 МПа и 0° С определяется:
Q = qnom.n.k, м3/ч, (2.1)
где qnom - номинальный расход газа от прибора, определяется по паспорту или по техническим характеристикам, м3/ч;
n - общее число приборов;
k - коэффициент одновременности, зависящий от количества квартир (табл. 2.2).
Таблица 2.2.
Коэффициент одновременности
|
Число квартир |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
|
k |
0,23 |
0,215 |
0,203 |
0,195 |
0,192 |
0,187 |
0,185 |
Задание № 3.
Отопление
3. Выполнить теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций здания:
-определить сопротивление теплопередаче;
-определить толщину утепляющего слоя ограждения, при котором внутри помещения обеспечивается заданный температурный режим с учетом требуемых экономических показателей;
-выполнить проверку конструкции ограждения на отсутствие конденсации водяных паров на внутренней поверхности ограждения;
-построить графики изменения температуры в масштабах термических сопротивлений и реальных толщин слоев ограждающих конструкций.
3.1 Исходные данные для выполнения задания.
Таблица 3.1
Исходные данные
|
Предпоследняя цифра номера зачетной книжки |
Город |
Назначение здания |
Последняя цифра номера зачетной книжки |
Ограждающие конструкции |
Номер слоя |
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|||||
|
1 |
Киев |
Гражданские и административные |
1 |
Стеновые конструкции |
|||||
|
2 |
2 |
||||||||
|
3 |
Донецк |
3 |
|||||||
|
4 |
Жилые |
4 |
|||||||
|
5 |
Харьков |
5 |
Чердачные перекрытия |
||||||
|
6 |
Дошкольные заведения |
6 |
|||||||
|
7 |
Сумы |
7 |
|||||||
|
8 |
8 |
Подвальные перекрытия |
|||||||
|
9 |
Львов |
Лечебные заведения |
9 |
||||||
|
0 |
0 |
3.2. Выбор климатических характеристик района строительства.
Определить климатические характеристики района строительства (табл.3.2) используя расчетные значения наружной температуры воздуха (приложение 2) и расчетные значения температуры и влажности воздуха помещений (приложение 3).
Таблица 3.2.
Климатические характеристики района строительства
|
№ |
Расчетная величина |
Обозначение величин и единиц |
Значение характеристики |
|
1 |
Расчетные значения наружной температуры воздуха |
||
|
2 |
Расчетные значения температуры воздуха помещений |
||
|
3 |
Влажность внутреннего воздуха |
3.3. Выбор теплофизических характеристик строительных материалов.
Определяем теплофизические характеристики строительных материалов конструктивных слоев ограждения (табл.3.3) используя данные табл.3.1 «Исходные данные для выполнения задания» и приложения 4 «Теплофизические показатели строительных материалов».
Таблица 3.3.
Теплофизические характеристики конструктивных слоев ограждения
|
№ слоя |
Название материала |
кг/м |
|
|
1 |
|||
|
2 |
|||
|
3 |
|||
|
4 |
|||
|
5 |
3.4. Схема ограждающей конструкции согласно заданию.
Рис. 1. Схема ограждающих конструкций
3.5. Определение термического сопротивления конструкции:
RΣ = Rв+R1+R2+R3+R4+R5+Rн , (3.1)
где Rв - термическое сопротивление теплоотдаче на внутренней поверхности ограждения, м2.К/Вт;
R1, R2, R3, R4, R5 – термические сопротивления отдельных слоев ограждения, м2.К/Вт;
RH - термическое сопротивление теплоотдаче с наружной поверхности ограждения, м2.К/Вт.
3.5.1. Вычисление термического сопротивления теплоотдаче на поверхностях ограждения:
- Внутренней:
, (3.2)
где αв - коэффициент теплоотдачи на внутренней поверхности ограждения, Вт/м2.К, принимаемый в соответствии с ДБН В.2.6.-32:2006 (приложение 5).
- Наружной:
, (3.3)
где αн - коэффициент теплоотдачи с наружной поверхности ограждения для зимних условий, Вт/м2.К, принимаемый в соответствии с ДБН В.2.6.-32:2006 (приложение 5).
3.5.2. Определение термического сопротивления отдельных слоев ограждения, исключая слой утеплителя:
, (3.4)
где δ- толщина конструктивного слоя ограждения, м (табл.3.3);
λ - коэффициент теплопроводности конструктивного слоя ограждения, Вт/м.К (приложение 4).
3.5.3. Определение минимально допустимого значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций Rmin, м2.К/Вт в соответствии с ДБН В.2.6.-32:2006 (приложения 6).
Для наружных ограждающих конструкций отапливаемых зданий и сооружений обязательно выполнение условия:
. (3.5)
R3 = Rmin - (Rв+R1+R2+R4+R5+Rн). (3.6)
, (3.7)
Расчетное значение толщины слоя утеплителя округляется до ближайшего большего нормативного типоразмера теплоизоляционных изделий с точностью до 0,01 м.
3.5.6. Используя формулу 3.4 уточняем термическое сопротивление для принятой толщины слоя утеплителя, м2.К/Вт:
,
При этом уточненное термическое сопротивление конструкции составит, м2.К/Вт (формула 3.1):
RΣ = Rв+R1+R2+R3+R4+R5+Rн .
3.5.8. Определение расчетного температурного перепада Δtnp между температурой внутреннего воздуха и приведенной температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, °C:
, (3.8)
где п – коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху в соответствии с ДБН В.2.6.-32:2006 (приложение 8);
tв - температура внутреннего воздуха, °C (табл. 3.2);
tн - расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, принимается равной средней температуре наиболее холодной пятидневки, °C (табл. 3.2).
Расчетный температурный перепад Δtnp между температурой внутреннего воздуха и приведенной температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции не должен превышать допустимый, °C:
. (3.9)
3.5.9. Определение коэффициента теплопередачи наружной ограждающей конструкции, Вт/м2.К:
. (3.10)
3.5.10. Проверка конструкции ограждения на отсутствие конденсации водяных паров на внутренней поверхности ограждения.
На внутренней поверхности ограждения не будет происходить конденсации водяных паров, если будет выполнено условие :
, (3.11)
где - температура точки росы, °C, соответствующая состоянию воздуха помещения, т.е. его температуре и относительной влажности. Определяется по i-d диаграмме влажного воздуха или по таблице «Физические свойства влажного воздуха»;
- температура внутренней поверхности ограждающей конструкции, °C.
Температура внутренней поверхности ограждающей конструкции, °C:
. (3.12)
3.5.11. Построение графиков изменения температуры в масштабах термических сопротивлений и реальных толщин слоев ограждающих конструкций:
- определение температуры поверхностей слоёв ограждающей конструкции:
где: - термическое сопротивление от воздуха помещения до произвольного сечения х-ограждения, м2.К/Вт;
- по полученным данным строятся графики изменения температуры в масштабах термических сопротивлений и реальных толщин слоев ограждающих конструкций (рис.2).
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1.
Удельные потери давления в трубопроводах водяных тепловых сетей
|
G, т/ч |
DH x S, мм |
|||||||||||
|
45х2,5 |
57х3,5 |
70х3,5 |
89х3,5 |
108х4 |
133х4 |
|||||||
|
ω, м/с |
R, кгс/м2.м |
ω, м/с |
R, кгс/м2.м |
ω, м/с |
R, кгс/м2.м |
ω, м/с |
R, кгс/м2.м |
ω, м/с |
R, кгс/м2.м |
ω, м/с |
R, кгс/м2.м |
|
|
3,5 3,6 3,7 3,8 3,9 4 4,2 4,4 4,6 |
0,81 0,83 0,85 0,88 0,9 0,92 0,97 1,02 1,06 |
32,6 34,4 36,4 38,4 40,4 42,5 46,9 51,4 56,2 |
0,52 0,53 0,55 0,56 0,58 0,59 0,62 0,65 0,68 |
9,88 10,4 11 11,6 12,3 12,6 14,2 15,6 17,7 |
0,27 0,28 0,29 0,29 0,3 0,31 0,33 0,34 0,36 |
1,82 1,92 2,02 2,13 2,22 2,33 2,48 2,81 3,07 |
0,19 0,2 0,2 0,21 0,21 0,22 0,23 0,24 0,25 |
0,71 0,75 0,79 0,83 0,88 0,92 1,01 1,11 1,21 |
0,13 0,13 0,14 0,14 0,14 0,15 0,16 0,16 0,17 |
0,27 0,28 0,29 0,31 0,33 0,34 0,38 0,41 0,45 |
0,1 0,11 |
0,13 0,14 |
Приложение 2.
Расчетные значения средней температуры наиболее холодной пятидневки в зимний период
|
Город |
Расчетная температура наружного воздуха tн.,°C |
|
Донецк |
-23 |
|
Киев |
-22 |
|
Львов |
-19 |
|
Сумы |
-24 |
|
Харьков |
-23 |
Приложение 3.
Расчетные значения температуры и влажности воздуха помещений
|
Назначения зданий |
Расчетная температура внутреннего воздуха tв.,°C |
Расчетное значение относительной влажности,% |
|
Жилые |
20 |
55 |
|
Гражданские и административные |
20 |
50-60 |
|
Лечебные и детские учебные заведения |
21 |
50 |
|
Дошкольные заведения |
22 |
50 |
Приложение 4.
Теплофизические показатели строительных материалов
|
№ |
Наименование материала |
λ, Вт/м.К |
|
1 |
2 |
3 |
|
1 |
Железобетон |
2,04 |
|
2 |
Пемзобетон |
0,68 |
|
3 |
Цементно-песчаный раствор |
0,93 |
|
4 |
Сложный раствор (песок, известь, цемент) |
0,87 |
|
5 |
Известково-песчаный раствор |
0,81 |
|
6 |
Цементно-шлаковый раствор |
0,64 |
|
7 |
Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка) |
0,21 |
|
8 |
Кирпичная кладка из сплошного глиняного обыкновенного кирпича на цементно-песчаном растворе |
0,81 |
|
9 |
Кирпичная кладка из сплошного глиняного обыкновенного кирпича на цементно-шлаковом растворе |
0,76 |
|
10 |
Кирпичная кладка из силикатного кирпича на цементно-песчаном растворе |
0,87 |
|
11 |
Кирпичная кладка из кирпича керамического пустотного на цементно-песчаном растворе |
0,64 |
|
12 |
Облицовка гранитом, гнейсом и базальтом |
3,49 |
|
13 |
Дуб поперек волокон |
0,23 |
|
14 |
Маты минераловатные прошивные и на синтетическом связующем |
0,07 |
|
15 |
Плиты на синтетическом и битумном связующих |
0,11 |
|
16 |
Плиты полужесткие минераловатные на крахмальном связующем |
0,06 |
|
17 |
Пенополистирол |
0,05 |
|
18 |
Пенополиуретан |
0,05 |
|
19 |
Перлитопластобетон |
0,06 |
|
20 |
Рубероид, пергамин, толь |
0,17 |
|
21 |
Линолеум поливинилхлоридный многослойный |
0,38 |
|
22 |
Линолеум поливинилхлоридный на тканевой подоснове |
0,35 |
Приложение 5.
Расчетные значения коэффициентов теплоотдачи внутренней αв и внешней αн поверхностей ограждающих конструкций, Вт/м2.К
|
Тип конструкции |
Коэффициент теплоотдачи, |
|
|
αв |
αн |
|
|
Наружные стены, потолки, покрытия, перекрытия над проездами плоские и с ребрами |
8,7 |
23 |
|
Перекрытия чердачные |
8,7 |
12 |
|
Перекрытия над холодными подвалами и техническими этажами |
8,7 |
6 |
Приложение 6.
Минимально допустимое значение сопротивления теплопередачи ограждающих конструкций жилых и гражданских зданий, м2.К/Вт
|
№ |
Вид ограждающей конструкции |
Rmin |
|
1 |
Внешние стены |
2,8 |
|
2 |
Покрытия и перекрытия не отапливаемых чердаков |
4,95 |
|
3 |
Перекрытия над неотапливаемыми подвалами |
3,75 |
Приложение 7.
Допустимый по санитарно-гигиеническим требованиям перепад между температурой внутреннего воздуха и приведенной температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции Δtcz , оC
|
Назначение здания |
Вид ограждающей конструкции |
||
|
Стены наружные |
Покрытия и перекрытия чердаков |
Перекрытия над проездами и подвалами |
|
|
Жилые здания, детские, лечебные учреждения, школы, интернаты |
4,0 |
3,0 |
2,0 |
|
Гражданские здания, кроме указанных выше, административные и бытовые, за исключением помещений с влажным или мокрым режимом |
5,0 |
4,0 |
2,5 |
Приложение 8.
Значение коэффициента n, учитывающего положение ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху
|
Ограждающие конструкции |
n |
|
Наружные стены и покрытия, чердачные перекрытия с кровлей из штучных материалов, перекрытия над проездами |
1 |
|
Перекрытия над неотапливаемыми подвалами |
0,75 |
Список литературы
8. СНиП 2.01.01. - 82.Стоительная климатология и геофизика. М.: Стройиздат, 1983.
9. ДБН В.2.6.-32:2006. Тепловая изоляция зданий. Минстрой Украины.
Киев ,2006.