Энергетическое обеспечение производства
Методическое пособие - Физика
Другие методички по предмету Физика
енсата. Основными недостатками воды как теплоносителя является большая чувствительность к авариям, так как утечка воды при этом в 20 - 30 раз больше, чем пара. Это приводит к необходимым отключениям тепловой сети, тогда как паровая тепловая сеть при аналогичных повреждениях могла бы некоторое время оставаться в работе.
Кроме воды и пара в качестве теплоносителей используются уходящие газы котлов и печей, горячий воздух и другие вещества. Уходящие газы являются высокотемпературными продуктами сгорания топлива. Они применяются в качестве теплоносителя в огнетехнических устройствах индивидуального теплоснабжения. Их основное достоинство - высокая температура, а недостаток - низкий коэффициент теплоотдачи, засоренность золой, невозможность транспортировки на большие расстояния.
Горячий воздух применяется в основном для отопления (путём непосредственной подачи его в отапливаемое помещение). Транспортируют воздух, как правило, на расстояние не более 50 - 80 м.
Выбор теплоносителя для каждого отдельного потребителя теплоты и предприятия в целом производится прежде всего в соответствии с требованиями санитарных и противопожарных норм и правил. Важное значение при этом имеют также технико-экономическое обоснование, изучение режимов теплопотребления для рассматриваемой отрасли промышленности.
В системах централизованного теплоснабжения для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения жилых, общественных и производственных зданий, как правило, применяется вода. Использование для предприятий в качестве единого теплоносителя пара для технологических процессов, отопления, вентиляции и горячего водоснабжения допускается только при технико-экономическом обосновании.
2.2.1 Расчёт тепловых нагрузок
При проектировании и разработке режимов эксплуатации систем теплоснабжения прежде всего решается задача определения тепловой нагрузки на все виды теплового потребления.
Отопление. Для того чтобы поддерживать температуру воздуха внутри отапливаемого помещения на требуемом уровне, необходимо обеспечить равновесие между тепловыми потерями здания и притоком теплоты. Это условие теплового равновесия можно представить выражением
Q = Qо + Qт.в
где Q - суммарные тепловые потери здания;
Qо - приток теплоты в здание через отопительную систему;
Qт.в - внутренние тепловые выделения (технологическое оборудование, силовые агрегаты и т. д.)
Для промышленных предприятий Qт.в может быть значительной, особенно в цехах, где есть мощные сети, теплообменные аппараты, сушилки и т. п. При расчёте отопления эти тепловые выделения должны учитываться.
Тепловые потери здания состоят из потерь теплоты теплопередачей через ограничивающие конструкции Qт и потерь теплоты Qинф инфильтрацией из-за поступления холодного воздуха в помещение через не плотности наружных ограждений
Q = Qт + Qинф = Qт (1 + m)
где m = Qинф/ Qт - коэффициент инфильтрации (m = 0,25-0,30 - для промышленных зданий; m = 0,03-0,05 - для жилых и общественных зданий).
Потери теплоты, Вт или кДж/ч, для здания с наружным объёмом V, м3,
Qт = qo V (tв.р. - tн)
где qo - удельные теплопотери здания, Вт/(м3К) или кДж/м3чК);
tв.р. - расчётная температура воздуха внутри отапливаемых помещений;
tн - температура наружного воздуха, С.
Температура наружного воздуха в зависимости от климатических условий местности и сезона изменяется в довольно широких пределах. Для определения максимальных тепловых нагрузок отопления применительно к каждому географическому пункту СНиПом устанавливают так называемую расчётную температуру наружного воздуха tрн.
Температура воздуха внутри помещения tв.р. должна соответствовать условиям теплового комфорта и составляет 18-20С.
Удельные теплопотери qo (или отопительная характеристика здания) зависят от ограждающих конструкций, формы и размеров здания и его назначения. Значение qo выбирается по справочным данным или рассчитывается по приближённой зависимости
Значения коэффициентов в этой формуле принимаются равными: n = 8, a = 5,5 кДж/(м3чК) = 1,52 Вт/м3К и справедливы для зданий объёмом более 3 000 м3.
Тогда необходимый приток теплоты в здание через систему отопления при температуре наружного воздуха tн составит:
Qo = (1 + m) qoV (tв.р - tн) - Qт.в
Продолжительность отопительного периода согласно СНиПу определяется по числу дней с устойчивой среднесуточной температурой наружного воздуха +8С и выше.
Вентиляция. При естественной или принудительной циркуляции тёплый воздух удаляется из помещений, а вместо него поступает холодный наружный воздух. Под тепловой нагрузкой вентиляции понимается количество теплоты Qв, необходимое для нагрева наружного воздуха до расчётной температуры в помещении.
Оценку расхода теплоты на вентиляцию Qв производят по одной из формул
Qв = mв V Cв (tв.n - tн)
Qв = qв V (tв.р - tн)
где mв - кратность воздухообмена, 1/с и 1/ч; V - наружный объём здания, м3; Св - объёмная теплоёмкость воздуха, равная 1,26 кДж/(м3К); tв.n температура нагретого в калорифере воздуха, подаваемого в помещение, С; qв - удельный расход теплоты на вентиляцию, равный расходу теплоты на 1 м3 вентилируемого помещения (по наружному обмеру) при разности 1С между расчётной температурой воздуха внутрь вентилируемого помещения tв.р и температурой наружного воздуха tн.
Удельный расход теплоты на вентиляцию (вентиляционная характеристика