Расчет водяного (правового) отопления

Для расчета любой системы отопления необходимо предусмотреть возме­щение отоплением всех теплопотерь в производственных помещениях.

В холодное время года тепло теряется путем теплопередачи через стены, пол, а также через естественное и искусственное вентилирование помещений.

Тепло теряется при въезде машин и ввозе материалов, находившихся на и дном воздухе в помещение. Тепло теряется с горячей водой на технологами кис нужды.

Теплопотери Q через наружные ограждения и здания определяют по фор­муле (Вт)

Qo = qoV_n(t_B-t_H),

(2.1)

где q0 - удельная тепловая характеристика здания, Вт/(м -К), (табл. 2.1.

2.2);

З

Vh - наружный объем здания или его отапливаемой части, м;

t_B - расчетная внутренняя температура помещений, °С (для жилых здании t_B =18... 0; для горячих цехов t_B = 12... 14°; для производственных зданий t_B=15°;

t_H - расчетная наружная температура воздуха для самого холодного време­ни юда,°С (t_B = -30°).

Таблица 2.1 - Значение удельной характеристики зданий

Таблица 2.2 - Значение удельной тепловой характеристики q₀ зданий различно­го назначения

Количество тепла Qb (Вт), необходимое для возмещения теплопотерь через вентилирование помещений, определяют по формуле

Qb = qB V_H (t_B - t_H),

(2.2)

где q_в - удельный расход тепла на нагревание 1 м3 воздуха, Вт/(м К), для производственных помещений ц_е = 0,9... 1,5; для административных помещений q_e= 0,67...0,9; для бытовых помещений q_е = 0,31...0,42;

VH — наружный объем здания, м;

в - расчетная внутренняя температура помещений, °С;

t_H - расчетная наружная температура воздуха для самого холодного време­ни года, °С (t_в = -30).

Потери тепла QH (Вт) от поглощения его ввозимыми машинами и материа­лами определяют по формуле

-7, (2-3)

где к_м - массовая теплоемкость машин и материалов, кДж/кг К, для ме­таллов к_м = 0,4; для соломы к_м = 2,3; для дерева к_м = 2,52...2,8; для воды к_м = 4,19;

G — масса машин или материалов, ввозимых в помещение, кг;

t_мн - температура ввозимых машин и материалов, °С, для машин t_мн= t_мн для сыпучих материалов на 20 выше температуры наружного воздуха; для не­сыпучих на 10 выше температуры наружного воздуха;

т - время нагрева машин и материалов до температуры помещения, ч.

Расход тепла на технологические нужды определяется через расход нагре­той воды (Вт)

di-—i\— (2.4)

\ 100 ) 3,6 ^v '

где Q - расход воды или пара, кг/ч (табл. 2.3);

i - теплосодержание воды или пара, кДж/кг (табл. 2.4);

i_в - теплосодержание возвращаемого в котел конденсата, кДж/кг (табл. 2.4)

Р - количество возвращаемого конденсата, %. При полном возврате конденсата Р = 70%, при отсутствии возврата Р = 0.

Таблица 2.3 - Нормы расхода горячей воды и пара

Таблица 2.4 - Давление и теплосодержание

Продолжение таблицы 2.4

Расчет тепла Q, (Вт), выделяемого электродвигателями, производят по формуле

п

где N — номинальная мощность электродвигателя, кВт; k1 - коэффициент загрузки (к1 = 0,7...0,9); ₂ - коэффициент одновременности работы (к₂ = 0,5...1,0); п_п - коэффициент полезного действия электродвигателя при данной на­грузке (n = 0,91...1,0);

n_n - коэффициент полезного действия при полной загрузке, определяе­мый по каталогу n_n = 0,75...0,92).

Количество тепла Q_эо (Вт), выделяемое оборудованием с электродвигате­лями, определяют по формуле.

(2.6)

где к3 - коэффициент, учитывающий долю энергии, переходящей в теплоту при работе оборудования (к₃ = 0,1... 1,0).

Количество тепла Q_cm (Вт), выделяемое работающими станками в механи­ческих и сборочных цехах, определяют по формуле

= 0,2 5 N.

(2.7)

где N - установленная мощность станков, Вт.

Количество тепла Q_cmв (Вт), выделяемое осветительными приборами

Осв

">

(2.8)

где Noce мощность осветительных приборов, Вт;

h - коэффициент перехода электрической энергии в тепловую (h = 0,92...0,97).

Количество тепла Q_л (Q_ж), выделяемое людьми или животными (Вт)

Q_л = ng,

(2.9)

где п — количество людей или животных в помещении;

g явное количество тепла, выделяемое одним человеком или живот­ным, Вт; для людей при температуре 20 °С и тяжелой работе g = 120 Вт, при легкой работе и той же температуре g = 90 Вт; для животных в формулу до­полнительно вводится коэффициент К_ж (рис. 2.6-2.7; табл. 2.5-2.7).

Приток тепла от нагретых поверхностей оборудования и трубопроводов Q_п (Вт) определяется по формуле

a_{(t_ni-t_e), (2.10)

где Yfit суммарная площадь нагретых поверхностей оборудования и трубопроводов, м²;

(Xi коэффициент теплопередачи i-той поверхности, Вт/(м²-°С); при (t_ni-t)< 5° Са = 3,8... 4.1; при (t_ni-t_в) > 5° С а = 5,2.... 7,5.

t_ni - температура i-той поверхности, °С.

t_в - температура внутри помещения, °С.

1- человек в покое; 2 - легкая работа в учреждении; 3 - физическая работа;

4 - тяжелый физический труд

Рис. 2.6. График тепловлаговыделения человеком Таблица 2.5 - Поступление явной теплоты от взрослых мужчин, Вт

Примечание. Женщины выделяют 85 % теплоты, поступающей от мужчин

Теплопроводность Q_т

Зависит от температу­ры окружающей среды и теплоизоляции оде­жды

Излучение Q_из

Зависит от температу­ры окружающих чело­века предметов

Конвективный тепло­обмен Q_х

Зависит от температу­ры окружающей среды скорости движения воздуха

Испарение Q_ис

Зависит от температу­ры окружающей среды скорости движения и относительной влаж­ности воздуха

Выдыхание воздуха Q_в

Зависит от частоты дыхания

Окружающая среда

Рис. 2.7. Теплообмен между человеком и средой

Таблица 2.6 - Количество тепла, углекислоты (СО2) и водяного пара, выделяе­мого животными

Продолжение таблицы 2.6

Таблица 2.7 - Значения коэффициентов К_ж для определения норм выделения теплоты животными при разных температурах

Продолжение таблицы 2.7

Уравнение теплового баланса с учетом теплопотерь и теплопоступлений примет вид

Qo + Qe+Q_H+Q_m- пэ-пэо - Qcm " Qoce " Qn " Qn (2.11)

По суммарным теплопотерям находят тепловую мощность котла Р_к (кВт)

Р_к=(1,1...1,15)Щ10³ (2.12)

Марку котла выбирают по табл. 2.8.

Центральное водяное отопление помещений осуществляется нагреватель­ными приборами-радиаторами. Расчет радиаторов ведут в следующей последо­вательности [23].

Таблица 2.8 - Технические характеристики водогрейных котлов

Продолжение таблицы 2.8

Примечание. F_нп — площадь поверхности нагрева.

Находят общую площадь поверхности DF_KW (м) нагревательных приборов по формуле

(2.13)

где ZQ_n — суммарные потери тепла в помещении, Вт;

k_T - коэффициент теплопередачи стенками нагревательных приборов в воздухе (табл. 2.9);

t_г - температура воды или пара при входе в радиатор, °С, (для водяных радиаторов низкого давления t_г = 85...95 °С, высокого давления t_г = 120... 125 °С, для паровых радиаторов t_г = 110...115°С);

t_x - температура воды или пара при выходе из радиатора, °С, (для водя­ных радиаторов низкого давления t_x = 65... 75, для водяных и паровых радиато­ров высокого давления t_x = 95);

t_n — принятая температура воздуха в помещении, °С.

Таблица 2.9 - Коэффициент теплоотдачи нагревательных приборов (k_T)

Продолжение таблицы 2.9

По площади LF_„„ определяют необходимое количество щ секций нагрева­тельных приборов

где F₀ - площадь одной секции радиатора, зависящая от его марки, м' (табл. 2.10).

Таблица 2.10 - Площадь секции нагревательных элементов

Пример 2.1. Рассчитать отопление в производственном помещении ре­монтной мастерской объемом 288 м³, если расчетная внутренняя температура +15°С, наружная температура -14°С. В помещении для освещения используют­ся 3 светильника с лампами по 200 Вт каждая, для выполнения технологическо­го процесса установлены 9 электродвигателей мощностью по 1,5 кВт каждый. Количество рабочих 15 человек.

Решение. По формуле (2.1) определяем теплопотери через стены здания, выбрав удельную тепловую характеристику здания по таблице 2.1 q_o=0,45 Вт/м³ К

Qo = q_о V_H(t_e t_H) = 0,45x288(15(-14)) = 3758,4 Вт

Определяем количество тепла, необходимое для возмещения теплопотерь на вентилирование помещений по формуле (2.2), приняв удельный расход тепла на подогрев 1 м³ воздуха q_в =1 Вт/л/ К

Qв = q_в V_H(t_e t_H) = 1х288(15(-14)) = 8352 Вт

Рассчитываем потери тепла от поглощения его ввозимыми машинами мас­сой 1500 кг по формуле (2.3), приняв К_м = 0.4; t_н = -14°С; время нагрева машин до температуры помещения 1 час

= 0,4х1500[15-(-14)](1/3.6) = 4579Вт

Date: 2015-07-01; view: 1061; Нарушение авторских прав