Снабжение многоквартирного дома газом, теплом, водой

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

• 1. Газоснабжение многоквартирного жилого дома
• 1.1 Расчет внутридомовой газовой сети
• 1.1.1 Выбор расчетной схемы сети
• 1.1.2 Вычисление расчетных расходов газа по участкам внутридомовой сети
• 1.1.3 Гидравлический расчет внутридомовой сети
• 2. Горячее водоснабжение
• 2.1 Расходы воды и тепла на горячее водоснабжение
• 2.1.1 Расчетная схема трубопроводов
• 2.1.2 Расход тепла
• 2.1.3 Гидравлический расчет подающих трубопроводов
• 2.1.4 Расчет и выбор бака-аккумулятора
• 3. Отопление многоквартирного жилого дома
• 3.1 Расчет тепловой мощности системы отопления
• 4. Расчет теплообменного аппарата
• 4.1 Определение количества передаваемой теплоты и температуры нагреваемой среды на выходе из теплообменного аппарата
• 4.2 Определение коэффициента теплоотдачи со стороны греющей среды
• 4.3 Определение коэффициента теплоотдачи со стороны нагреваемой среды
• 4.4 Определение коэффициента теплопередачи теплообменного аппарата
• 4.5 Определение среднего температурного напора
• 4.6 Определение площади расчетной теплообменной поверхности
• Список используемой литературы
• Приложение

• Введение
• Курсовой проект по дисциплине "Теплогазоснабжение с основами теплотехники" состоит из четырех частей:
• 1. Проектирование системы газоснабжения многоквартирного жилого дома.
• 2. Проектирование системы горячего водоснабжения многоквартирного жилого дома.
• 3. Проектирование системы отопления многоквартирного жилого дома.
• 4. Расчет теплообменных аппаратов: водяного экономайзера или воздухоподогревателя.
• В первом разделе изложены теоретические основы расчета и конструирования систем газоснабжения многоквартирного жилого дома.
• Во втором разделе изложены теоретические основы расчета и конструирования систем горячего водоснабжения многоквартирного жилого дома.
• В третьем разделе изложены теоретические основы расчета и конструирования систем отопления многоквартирного жилого дома.
• В четвертом разделе изложены теоретические основы расчета теплообменных аппаратов и содержатся задания для расчета теплообменных аппаратов.

• 1. Газоснабжение многоквартирного жилого дома
• Исходные данные для расчетов:
• · вариант №27 (определяется по двум последним цифрам номера зачетной книжки);
• · этажность - 6 (определяется по последней цифре номера зачетной книжки).
• 1.1 Расчет внутридомовой газовой сети
• Графическая часть данного раздела содержит:
• · план первого и типового этажей дома (с разводкой газовых сетей и обозначениями, М 1:100);
• · аксонометрическую схему внутридомового газопровода.
• 1.1.1 Выбор расчетной схемы сети
• Прокладку газопроводов внутри зданий и сооружений предусматривается преимущественно открытой. Прокладку стояков газопроводов в жилых домах предусматривается преимущественно в кухнях. Не допускается прокладка стояков в жилых помещениях, ванных комнатах и санитарных узлах. Не допускается прокладка газопроводов в подвалах зданий.
• Вводы газопроводов в жилые здания предусматриваются непосредственно в помещениях, где установлены газовые приборы (например: в кухни квартир первого этажа).
• Установку отключающих устройств на газопроводах, прокладываемых в жилых зданиях, предусматривают:
• - на каждом стояке, если от одного ввода питается два и более стояка в зданиях свыше четырех этажей;
• - перед счетчиками;
• - перед каждым газовым прибором.
• Сеть может брать свое начало как от точки разветвления уличного распределительного газопровода с включением в нее участков дворовой сети, так и от ввода в здание.
• Рассчитываются только участки, включенные в расчетную схему, диаметры остальных участков принимаются по аналогии с рассчитанными.
• 1.1.2 Вычисление расчетных расходов газа по участкам внутридомовой сети
• Расчетный расход газа на участке внутридомовой сети, м ³ /ч:
• ,
• где -коэффициент одновременности включения газовых приборов, [3, табл. 5];
• m- количество квартир, питаемых газом от данного участка, определяемое из расчетной схемы сети;
• q_i- суммарная тепловая нагрузка горелок бытовых газовых приборов одной квартиры, кДж/ч;
• - теплота сгорания газообразного топлива.
• При установке в квартире бытовой газовой плиты и газового водонагревателя:
• ,
• где - тепловая нагрузка конфорочных горелок и горелки духового шкафа бытовой газовой плиты, принимаемая по техническим данным, кДж/ч;
• - тепловая нагрузка горелки проточного или емкостного водонагревателя, принимаемая по техническим данным на соответствующий аппарат, Дж/ч.
• Обычно принимают для 4-комфорочных плит
• , кДж/ч
• , [кВт],
• - расход воды, [л/мин];
• - температура воды на выходе из водонагревателя, °С;
• - температура воды на входе в водонагреватель, °С;
• кДж/ч.
• кДж/ч.
• 1.1.3 Гидравлический расчет внутридомовой сети
• Для внутренних газопроводов расчетную длину участка следует определять по формуле:
• ,
• где - действительная длина участка газопровода;
• --- - эквивалентная длина участка, м, потери давления на которой равны потерям давления в местном сопротивлении со значением ?о = 1 принимается по [1 рис. П 2.1];
• - сумма коэффициентов местных сопротивлений участка длиной .
• Значения коэффициентов местных сопротивлений о, в зависимости от типа местного сопротивления, встречаемого на участке внутридомовой сети [1, табл. 1.1, 1.2].
• В газопроводах низкого давления вследствие разности геометрических отметок различных участков (внутридомовые газопроводы высотных зданий свыше 5-ти этажей) появляется дополнительное гидростатическое избыточное давление ,--Па, величина которого пропорциональна разности плотностей воздуха и газа:
• ,
• где - разность геометрических отметок по высоте начального и конечного узлов (по ходу движения газа) участка газопровода;
• - плотность воздуха, кг/м 3 (принимаем 1,2 кг/м 3);
• - плотность газа, кг/м 3 (принимаем 0,7 кг/м 3).
• При подъеме газопровода (), если газ легче воздуха (), знак противоположен по знаку гидравлическим потерям давления участка. При ),
• знаки и совпадают.
• Методика расчета внутридомовых газовых сетей:
• 1. Производится разводка газопроводов на плане первого этажа дома и строится расчетная аксонометрическая схема внутридомовой сети с наиболее удаленным от ввода в здание стояком. После этого нумеруются узлы и выделяются участки сети.
• 2. Вычисляются расчетные расходы участков по формуле:
• ,
• Вначале рассматривается последний по ходу движения газа участок, оканчивающийся бытовым газовым прибором одной квартиры. Далее последовательно рассматриваются участки стояка и разводки первого этажа в направлении, противоположном движению газа.
• 3. Задаемся диаметром участка газопровода, рассматривая участки в той же последовательности, что и при определении расчетных расходов.
• Для участков стояка в зданиях до 5-ти этажей с установкой в квартирах газовых плит и проточных водонагревателей рекомендуется принимать диаметры труб участка стояка в первом приближении не менее dу=20 мм.
• 4. Составляем по каждому участку перечень элементов, имеющих местные гидравлические потери, и определяем с помощью [1, табл. 1.1 и табл. 1.2] значения о этих элементов, занося данные в колонку 12 таблицы 1.3.
• Тогда расчетный расход газа на участках:
• ;
• ;
• ;
• ;
• ;
• ;
• ;
• ;
• ;
• ;
• ;
• .
• Полученные значения заносим в таблицу 1.3.
• 5. Вычисляем ? о каждого участка сети, занося эти данные в колонку 6 табл. 1.3.
• 6. При известных расчетном расходе и диаметре участка определяем с помощью номограммы [1,прил. 2 (рис. П 2.1)]значение --участка и расчетную длину участка по формуле:
• ,
• записывая результаты в колонки 5,7 табл. 1.3.
• 7. По номограмме [1,прил. 2 (рис. П 2.2)]при известном расчетном расходе и диаметре участка находим удельные потери давления и по формуле:
• ,
• вычисляем потери давления участка, занося результаты в колонки 8, 9 табл. 1.3.
• 8. По формуле:
• ,
• вычисляем участка и результат записываем в колонку 10 табл. 1.3.
• 9. Определяем суммарный перепад давления участка
• ,
• записывая его значения в колонку 11 табл. 1.3.
• 10. Вычисляем суммарные потери давления сети по всем участкам расчетной схемы от ее начала до последнего прибора, включая потери давления бытовых газовых приборов по формуле:
• ,
• где = 50 Па - потери давления в арматуре и трубах плиты;
• = 90 Па - потери давления в арматуре и трубах проточного водонагревателя;
• = 100 Па - потери давления в газовом счетчике;
• Полученное значение сравнивается с нормативным . Расчетные суммарные потери давления газа в газопроводах-вводах и внутренних газопроводах - 350 Па.
• Расчетное значение не должно превышать , отличаясь от него не более чем на 25 %.
• В случае однотипности принятых к установке газовых приборов диаметры остальных участков внутридомовой сети можно принять в соответствии с данными участков расчетной схемы.
• 71,41175+50+90+100=309,389.
• - условие выполняется.

• 2. Горячее водоснабжение
• Графическая часть данного раздела содержит:
• · план типового этажа и чердачного помещения (М 1:100);
• · аксонометрическую схему системы горячего водоснабжения здания.
• Исходные данные для проектирования:
• · номер плана жилого здания №27;
• · система теплоснабжения - открытая;
• · тип разводки - верхняя.
• Система горячего водоснабжения включает в себя: водоподогревательную установку; подающий магистральный трубопровод, подающие водоразборные стояки; циркуляционные стояки, циркуляционный магистральный трубопровод; циркуляционный насос; водоразборную и запорную арматуру; водомер; полотениесушители.
• 2.1 Расходы воды и тепла на горячее водоснабжение
• 2.1.1 Расчетная схема трубопроводов
• В задании на проектирование указывается этажность и расположение водозаборных приборов.
• На план типового этажа наносят водоразборные приборы: ванны (В), мойки (М), умывальники (У). Водоразборные стояки целесообразно размещать в специальных шахтах (нишах) в санузлах. Там же размещаются обычно стояки канализации и холодного водоснабжения. Наносят подводки от приборов к стоякам. Все стояки нумеруются. После определения количества водоразборных стояков и их месторасположения на плане здания, необходимо приступить к составлению схемы системы горячего водоснабжения. газоснабжение отопление многоквартирный гидравлический
• Разрабатывается аксонометрическая схема сети горячего водоснабжения. На ней изображаются не все стояки, а только характерные, имеющие различное количество приборов и наиболее удаленные от подогревателя. Остальные стояки показываются в виде обрывов с соответствующей нумерацией.
• Полотенцесушители устанавливаются на циркуляционных стояках или на подающих стояках. Трубопроводы необходимо прокладывать с уклоном не менее 2 % в сторону теплового пункта, что обеспечит одновременно и удаление воздуха при водоразборе через верхние краны и слив воды в тепловой пункт.
• Для спуска воды из системы в нижних ее точках рекомендуется устанавливать спускники, а для выпуска воздуха в верхних - точках воздушники или водоразборные краны на верхних этажах здания.
• Запорную арматуру располагают у оснований подающих и циркуляционных стояков и на подводках к приборам в каждую квартиру.
• Трубопроводы, прокладываемые в подвале и на чердаке здания, должны иметь тепловую изоляцию. Водоразборные и циркуляционные стояки выполняются без тепловой изоляции.
• Таблица 2.1. Расчет секундных расходов

Номера участков	Кол-во приборов, N, шт.	Кол-во потребителей V, чел.	Расход воды прибором, g, л/с	Вероятность действия приборов, P	Произведение, NP	Коэффициент, б	Секундный расход на участке, G, л/с
1-2	1	-	0,2	0,01108	0,01108	0,2	0,2
2-3	2	-	0,2	0,01108	0,02216	0,219	0,219
3-4	3	1	0,2	0,01108	0,03324	0,243	0,243
4-5	3	1	0,2	0,01108	0,03324	0,243	0,243
5-6	6	2	0,2	0,01108	0,06648	0,3	0,3
6-7	9	3	0,2	0,01108	0,09972	0,343	0,343
7-8	12	4	0,2	0,01108	0,13296	0,382	0,382
8-9	15	5	0,2	0,01108	0,1662	0,416	0,416
9-10	18	6	0,2	0,01108	0,19944	0,448	0,448
10-11	30	18	0,2	0,01108	0,3324	0,558	0,558
11-12	36	30	0,2	0,01108	0,39888	0,61	0,61
12-13	48	42	0,2	0,01108	0,53184	0,698	0,698
13-14	54	54	0,2	0,01108	0,59832	0,742	0,742
14-15	108	108	0,2	0,01108	1,19664	1,071	1,071

• Максимальный часовой расход, м ³/ч, который соответствует вечернему пику потребления горячей воды определяется по формуле:
• ,
• где К_н - коэффициент использования водоразборного прибора в час наибольшего водопотребления, принимается по прибору, для которого часовой расход воды является характерным для данного здания принимается по [1, табл. П 3.1] Для жилого здания это кран смесителя у ванны, для которого К_н= 0,28;
• б_ч - безразмерная величина, зависящая от числа приборов и вероятности их использования в час наибольшего водопотребления Р_ч, определяется аналогично б по [8, прил. 4]в зависимости от произведения NP_ч.
• Вероятность использования водоразборных приборов вычисляется из выражения:
• .
• Расход горячей воды за сутки наибольшего водопотребления (используется для определения емкости бака-аккумулятора), м ³/сут
• где g_и - норма расхода горячей воды за сутки наибольшего водопотребления, л/сут, (принимается по табл. П 3.2), g_и = 120 л/сут;
• .
• ,
• где g_и - среднесуточная норма расхода горячей воды за отопительный период, л/сут (принимается по табл. П 3.2),
• После определения расчетных секундных расходов выполняется предварительный гидравлический расчет.
• 2.1.2 Расход тепла
• Часовые расходы тепла в системе горячего водоснабжения (при наличии бака-аккумулятора) определяются по следующим формулам:
• а) среднечасовой:;
• б) среднечасовой за сутки наибольшего водопотребления при определении емкости бака-аккумулятора:
• ,
• в) среднечасовой за неделю или за отопительный период при расчете потребления тепла системой:
• ,
• где с = 1000 кг/м ³ - плотность воды; с = 4,9 кДж/(кг*К) - теплоемкость воды; t_г.ср= 55єС - средняя температура горячей воды в системе; t_x=5 єC - расчетная температура водопроводной воды в зимнее время; = 22071 кДж/ч и = 1113 кДж/ч - теплопотери подающими и циркуляционными трубопроводами.
• Среднечаовой расход тепла в летний период, ГДж/ч:
• ,
• где с = 1000 кг/м ³ - плотность воды; с = 4,9 кДж/(кг*К) - теплоемкость воды; t_г.ср= 55єС - средняя температура горячей воды в системе; t_x=5 єC - расчетная температура водопроводной воды в зимнее время; = 22071 кДж/ч и = 1113 кДж/ч - теплопотери подающими и циркуляционными трубопроводами. Среднечасовой расход тепла в летний период, ГДж/ч:
• ,
• где в = 0,8 - коэффициент, учитывающий снижение расхода горячей воды;
• = 15 єС - температура водопроводной воды в летний период.
• Годовой расход тепла на горячее водоснабжение, ГДж/год:
• = 138946,5 * 231 * 10^-6 + 0,08893 (8400-231) = = 758,566 ГДж/год, где - продолжительность отопительного периода, ч/год (принимается по заданию).
• 2.1.3 Гидравлический расчет подающих трубопроводов
• Гидравлический расчет ведут сначала по наиболее удаленному направлению до наивысшей точки водозабора. При известном расходе воды диаметр труб подбирают по допускаемой скорости движения воды, которую в подающих трубах принимают не более 1,5 м/с, а в подводах к приборам (участки 4-1) - не более 2,5 м/с. Расчет производится по [1, табл. П 3.3], в соответствии с которой расход воды и ее скорости однозначно определяют диаметр трубы и ее удельные потери напора на участке.
• Предварительный гидравлический расчет подающих трубопроводов ограничивается определением диаметров трубопроводов и удельных потерь напора на участках, и его результаты заносятся в табл. 2.2.
• Таблица 2.2. Гидравлический расчет

Номер участка	Расход воды G, л/с	Длина по плану l, м	Предварительный расчет
			Условный диаметр d, мм	Скорость W, м/с	Удельные потери напора Rl, Па/м
1-2	0,2	0,65	15	1	2756
2-3	0,219	0,59	15	1,1	3446,8
3-4	0,243	2,141	15	1,2	4137,6
4-5	0,243	4,69	15	1,2	4137,6
5-6	0,3	4,69	20	0,8	1200
6-7	0,343	4,69	20	0,92	1571,2
7-8	0,382	4,69	20	1,04	1942,4
8-9	0,416	4,69	25	0,72	591,5
9-10	0,448	8,013	25	0,8	717,5
10-11	0,558	3,274	32	0,56	241
11-12	0,61	0,55	32	0,61	284,7
12-13	0,698	5,984	32	0,7	372
13-14	0,742	5,882	40	0,562	204,86
14-15	1,071	19,218	40	0,76	371,8

• 2.1.4 Расчет и выбор бака-аккумулятора
• Переменная тепловая нагрузка системы горячего водоснабжения жилого дома усложняет эксплуатацию и вызывает удорожание оборудования, которое должно быть рассчитана на покрытие максимума тепловой нагрузки. Для снижения начальных затрат на сооружение систем горячего водоснабжения применяются специальные аккумуляторы тепла, которые устанавливаются у абонентов или в отдельных узлах системы теплоснабжения.
• Требуемую емкость бака-аккумулятора для выравнивания заданного графика тепловой нагрузки удобно определять графическим методом. Для этого необходимо построить график суточного теплопотребления системой горячего водоснабжения (рис. 2.1).
• По оси ординат откладывается величина теплопотребления, %, а по оси абсцисс - время суток в часах.определяется по формуле:
• .
• Произведенные расчеты заносятся в табл. 2.3.

• Рис. 2.1. График расхода теплоты по часам суток
• На основе суточного графика расхода тепла по частям строится интегральный (суммарный) график поданного и израсходованного тепла от начала суток до момента, соответствующего указанной ординате. Интегральным графиком подачи тепла является прямая (1), соединяющая начало координат с конечной ординатой суточного интегрального графика расхода тепла.
• Интегральная линия расхода тепа (2) строится на основании значений, указанных в таблице 2.3. Тепловая мощность аккумулятора Q_ак, требуемая для указанного выравнивания тепловой нагрузки, равна максимальной разности ординат интегральных подачи (1) и расхода тепла (2), (рис. 2.2).

Таблица 2.3. Интегральный расход тепла в течение суток

Часы суток	%	Часовой расход тепла, кДж/ч	Интегральный расход тепла, ГДж
0-1	80	0,1243872	0,1243872
1-6	4	0,00621936	0,155484
6-7	60	0,0932904	0,2487744
7-9	100	0,155484	0,5597424
9-13	140	0,2176776	1,4304528
13-16	80	0,1243872	1,8036144
16-18	100	0,155484	2,1145824
18-20	120	0,1865808	2,487744
20-22	240	0,3731616	3,2340672
22-23	200	0,310968	3,5450352
23-24	140	0,2176776	3,7627128

Объем бака-аккумулятора определяется по формуле:

,

где Q_ак-тепловая мощность аккумулятора, ГДж, с - 4,19 кДж/(кг * град) - теплоемкость воды;

с = 985,65 кг/м ³ - плотность воды при t = 55 єC; t_г = 55єС - температура горячей воды в баке-аккумуляторе; t_x= 5 єС - температура холодной воды.

.

Установки баков-аккумуляторов в систему горячего водоснабжения принимают 2 штуки (по 50 % производительности каждый). Для верхней разводки используют прямоугольные баки.



Рис. 2.2. Интегральный график теплопотребления: 1 - интегральная линия подачи теплоты; 2 - интегральная линия потребления теплоты; Q_ак - тепловая нагрузка бака-аккумулятора

941,5 МДж.

Тепловая нагрузка одного бака-аккумулятора равна 470,75 МДж.



3. Отопление многоквартирного жилого дома

Графическая часть данного раздела содержит:

· план первого этажа и чердачного помещения (М 1:100);

· аксонометрическую схему системы отопления (М 1:100).

Исходные данные для проектирования:

· номер плана жилого здания №27;

· количество этажей - 4;

Расчетные параметры наружного воздуха (принимают по [1, табл. П.5.1]):

1) город Кемерово;

2) температура наиболее холодной пятидневки -39 єС;

3) температура средняя за отопительный период -8,3 єС;

4) продолжительность отопительного периода 231 сут.;

5) расчетная скорость ветра 4,9 м/с;

6) зона влажности влажная;

7) располагаемое давление в тепловой сети 24 кПа.

3.1 Расчет тепловой мощности системы отопления

Расчет тепловой мощности системы отопления следует проводить по методичке [7], согласно:

при

при;

а) для помещений лестничных клеток и кухонь жилых зданий:

;

где - основные и добавочные потери теплоты через ограждения, Вт; - бытовые тепловыделения, Вт; - расход теплоты на нагревание поступающего в помещение наружного воздуха в результате инфильтрации через неплотности наружных ограждений, Вт; - расходы теплоты на нагрев поступающего в помещение наружного воздуха, Вт.

Основные и добавочные потери теплоты через ограждения вычисляются по формуле:

,

где А - расчетная площадь ограждающей конструкции, м²;

К - коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции, Вт/(м² *єС);

- расчетная температура воздуха помещения, єС (принимается по [1, табл. 3.1],

- расчетная температура наружного воздуха для холодного периода года, єС (принимается по [1, табл. П. 5.1,]);

- коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху, определяемый в соответствии с [1, рис. 3.1].

При расчете потерь теплоты в угловых помещениях температуру внутреннего воздуха следует принимать на 2єС выше нормируемой. Расчетную площадь ограждающей конструкции определяют по [7, рис. 5.1, 5.2].

При определении площади наружных стен площадь окон не вычитают, а вместо коэффициента теплопередачи окон берут разность между коэффициентами теплопередачи и стен.

При определении потерь теплоты через наружные двери их площадь следует вычитать из площади стен и коэффициент теплопередачи принимать полностью для наружной двери, так как добавки на основные теплопотери у наружной стены и двери разные.

Бытовые теплопоступления , Вт, для жилых комнат определяют по формуле:

,

где - площадь пола помещения, м ².

Расход теплоты, Вт, на нагревание инфильтрующегося воздуха определяют по формуле:

,

где = 1,005 кДж/(кг*єС) - удельная теплоемкость воздуха;-коэффициент учета влияния встречного теплового потока: для окон и балконных дверей со спаренным переплетом; - расходы инфильтрующегося воздуха, кг/ч; определяют только через окна и балконные двери по формуле:

,

где - площадь световых проемов (окон, балконных дверей и фонарей), м ²; - сопротивление воздухопроницанию заполнений световых проемов (окон, балконных дверей), в (м ² * ч * Па)/кг, принимается по [1, табл. 3.3]; - расчетная разность давлений на наружной и внутренней поверхностях каждой ограждающей конструкции, Па, которую вычисляют по формуле:

,

где - высота здания, м, от уровня средней планировочной отметки земли до уровня карниза; - расчетная высота, м, от уровня земли до верха окон; = 9,81 м/с ², - ускорение свободного падения; и - плотность, кг/м ³, соответственно воздуха в помещении и наружного воздуха, определяемая по зависимости:

,

где t - температура воздуха, єС; - расчетная скорость ветра, м/с; = 0,8 и - аэродинамические коэффициенты соответственно для наветренной и подветренной поверхностей ограждений здания, принимаются по СНиП 2.01.07-85*; к - коэффициент учета изменения скоростного давления ветра в зависимости от высоты здания принимается по СНиП 2.01.07-85*; при высоте здания Н = 20 м, к = 0,85; для промежуточной высоты здания к определяют методом линейного интерполирования.

Расход теплоты, Вт, на нагревание вентиляционного воздуха для жилых зданий определяют по выражению:

,

где - расход удаляемого воздуха, в м ³, не компенсируемый подогретым приточным воздухом; для жилых зданий

.

Для данного здания:

,

Н = 13,4 м, h=3,4 м - для 1 этажа.

К = 0,73 (при высоте около 14 м), тогда расчетная разность давлений на наружной и внутренней поверхностях каждой ограждающей конструкции будет равна:

;

Н = 13,4 м, h=6,4 м - для 2 этажа

;

Н = 13,4 м, h=9,4 м - для 3 этажа

;

Н = 13,4 м, h=12,4 м - для 4 этажа

.

Расходы инфильтрующегося воздуха будут равны:

,

,

,

.

Затем определяем расход теплоты, Вт, на нагревание инфильтрующегося воздуха для каждого этажа:

.

.

.

.

Остальные необходимые значения рассчитывались непосредственно с помощью табличного редактора Microsoft Excel.



4. Расчет теплообменного аппарата

Исходные данные:

(в соответствии с номером зач. книжки)

· теплообменный аппарат - водяной экономайзер;

· система течения - противоток;

· расположение труб в пучках - шахматное.

4.1 Определение количества передаваемой теплоты и температуры нагреваемой среды на выходе из теплообменного аппарата

Количество передаваемого тепла и расчетная теплообменная поверхность теплообменного аппарата (Т.А.) определяются путем решения уравнения теплового баланса (для водяного экономайзера):

.

-

коэффициент сохранения тепла Т.А.; - относительная величина потерь тепла в окружающую среду, %; - расход дымовых газов, м ³/с;

,

- средняя изобарная теплоемкость дымовых газов, кДж/(м ³ *град);

- средние изобарные теплоемкости составляющих дымовых газов в продуктах сгорания топлива (состав дымовых газов по заданию, %) в долях;

, - соответственно температура греющей среды на входе и на выходе из Т.А., єС;

-

средняя температура греющей среды, єС;

- средняя теплоемкость воды, кДж/(кг*град), при температуре , определяемой по [1, табл. П. 7.2];

, - соответственно температуры воды на входе и на выходе из Т.А., єС;

-

средняя температура нагреваемой среды, єС.

Для данного здания:

;

;

;

;

.

Температуру определяем методом последовательных приближений, при этом верхний предел - не более 200 єС, нижний предел - не менее 50 єС.

Пусть , ; тогда ;

по прил. …, табл. П.7.2.

Т.к.

то

.

Температура на воды на выходе из Т.А. при методе последовательных приближений в данном случае должна удовлетворять условию: 150-10 єС ? ? 150 + 10 єС. Так как эту условие не выполняется, то принимаем и повторяем алгоритм.

;

При данной температуре ;

.

Итак, .

4.2 Определение коэффициента теплоотдачи со стороны греющей среды

Определение конвективной составляющей коэффициента теплоотдачи. Для водяного экономайзера, у которого греющей средой являются дымовые газы, коэффициент теплоотдачи от дымовых газов к стенке определяют по формуле:

,

где - конвективная составляющая, Вт/(м ² *град).

Коэффициент теплоотдачи характеризует процесс теплоотдачи от потока к стенке. Коэффициент теплоотдачи конвекцией при вынужденном движении потока в трубах может быть определен с использованием соответствующего критериального уравнения, выбор которого зависит от режима течения среды в трубах.

При ламинарном режиме течения (Re< 10⁴):

,

При турбулентном режиме течения (Re> 10⁴)

,

- критерий Нуссельта;

критерий Рейнольдса;

- внутренний диаметр трубы, равный:

,

м; -длина трубы, м;

- определяется по прил. … П.7.3, при температуре .

.

При поперечном обтекании трубных пучков критериальные уравнения будут иметь вид:

для шахматного расположения труб (Re> 10³):

,

где (определяется при по [1, прил. П.7.3]);

.

Тогда .

Затем из формулы:

,

где определяется при температуре по [1, прил. П.7.3]).

Выражаем :

.

4.3 Определение коэффициента теплоотдачи со стороны нагреваемой среды

Коэффициент теплоотдачи конвекцией б₂ при вынужденном движении потока в трубах для водяного экономайзера определяетсяв зависимости от режима течения нагреваемой среды (воды).

Выбор уравнений осуществляется по аналогии с предыдущим пунктом.

.

где - определяется по [1, прил. П.7.2], при температуре ;

.

.

Так как , то режим течения турбулентный, и значит:

,

где(определяется при по [1, прил., П.7.2]);

.

.

Затем из формулы:

,

выражаем :

.

4.4 Определение коэффициента теплопередачи теплообменного аппарата

Коэффициент теплопередачи характеризует процесс теплопередачи от потока к потоку через разделяющую стенку. Коэффициент теплопередачи Т.А. при переносе тепла через разделяющую стенку трубы (тонкостенный цилиндр) может быть приближенно определен по формуле для плоских теплообменных поверхностей:

,

где К - коэффициент теплопередачи теплообменного аппарата, Вт/(м ² * град);

- термическое сопротивление слоя отложений со стороны дымовых газов, (м² *град)/Вт (берется по заданию);

и - соответственно коэффициент теплоотдачи со стороны греющей и нагреваемой сред, Вт/(м² *град).

.

.

4.5 Определение среднего температурного напора

Средний температурный напор для аппаратов с перекрестным (водяной экономайзер) рабочих сред определяется выражением:

,

где и - соответственно наибольшее и наименьшее значение температурного напора между средами на входе и на выходе из Т.А., єС;

- поправочный коэффициент, определяемый в зависимости от параметров P иR с помощью номограммы [1, рис. П.9.2] в зависимости от схемы движения теплоносителей.

.

Значения и могут быть выбраны из расчетных величин и , как большее и наименьшее из них, определяемых для противоточной схеме по формулам:

, .

;

;

.

.

4.6 Определение площади расчетной теплообменной поверхности

Расчетная теплообменная поверхность теплообменного аппарата м², определяется из уравнения (QиK определены ранее):

.



Список используемой литературы

1. Ионин А.А. Газоснабжение: учеб. Для вузов / А.А. Ионин. - М.: Стройиздат, 1989. - 439 с.

2. СНиП 42-101-01-2002. Газораспределительные системы. - Введ. 2002-12-23. - М.: ГУП ЦПП, 2003. - 42 с.

3. СП 42-101-2003. Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб. - Введ. 2003-07-08. М.: ГУП ЦПП, 2003. - 238 с.

4. Колосов А.И. Теплогазоснабжение многоквартирного жилого дома: учеб. пособие/ А.И. Колосов, Д.М. Чудинов, Н.А. Петрикеева, С.А., Яременко, Г.Н. Мартыненко; Воронежский ГАСУ. - Воронеж, 2014. - 86 с.

5. СНиП 2.04.01-85*. Внутренний водопровод и канализация зданий. -М.: Стройздат, 1986. - 52 с.

6. Козин В.Е. Теплоснабжение: Учебное пособие для студентов вузов. - М.: Высш. Школа, 1980. - 408 с.

7. Тихомиров К.В., Сергеенко Э.С. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция. - М.: Стройиздат, 1991. - 480 с.



Приложение

Таблица 2.1. Расчет секундных расходов

Номера участков	Кол-во приборов,N, шт.	Кол-во потребителей V, чел.	Расход воды прибором,g, л/с	Вероятность действия приборов, P	Произведение, NP	Коэффициент, б	Секундный расход на участке,G, л/с
1-2	1	-	0,2	0,01108	0,01108	0,2	0,2
2-3	2	-	0,2	0,01108	0,02216	0,219	0,219
3-4	3	1	0,2	0,01108	0,03324	0,243	0,243
4-5	3	1	0,2	0,01108	0,03324	0,243	0,243
5-6	6	2	0,2	0,01108	0,06648	0,3	0,3
6-7	9	3	0,2	0,01108	0,09972	0,343	0,343
7-8	12	4	0,2	0,01108	0,13296	0,382	0,382
8-9	15	5	0,2	0,01108	0,1662	0,416	0,416
9-10	18	6	0,2	0,01108	0,19944	0,448	0,448
10-11	30	18	0,2	0,01108	0,3324	0,558	0,558
11-12	36	30	0,2	0,01108	0,39888	0,61	0,61
12-13	48	42	0,2	0,01108	0,53184	0,698	0,698
13-14	54	54	0,2	0,01108	0,59832	0,742	0,742
14-15	108	108	0,2	0,01108	1,19664	1,071	1,071

Таблица 2.3. Интегральный расход тепла в течение суток

Часы суток	%	Часовой расход тепла, кДж/ч	Интегральный расход тепла, ГДж
0-1	80	0,1243872	0,1243872
1-6	4	0,00621936	0,155484
6-7	60	0,0932904	0,2487744
7-9	100	0,155484	0,5597424
9-13	140	0,2176776	1,4304528
13-16	80	0,1243872	1,8036144
16-18	100	0,155484	2,1145824
18-20	120	0,1865808	2,487744
20-22	240	0,3731616	3,2340672
22-23	200	0,310968	3,5450352
23-24	140	0,2176776	3,7627128

Размещено на Allbest.ru

...