Расчет показателей теплоснабжения зданий на примере г. Астрахань
Продолжительность стояния интервалов температуры наружного воздуха согласно климатологическим данным г. Астрахань. Расчёт режимов отопления, теплонасосной установки в режиме системы теплоснабжения. Режим холодоснабжения системы кондиционирования воздуха.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 07.02.2013 |
| Размер файла | 174,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Исходные данные
1. Район проектирования - г. Астрахань
2. Расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления tнро = - 22 єC
3. Продолжительность отопительного периода n0 = 172 сут
4. Расчетная тепловая нагрузка на отопление - 1 МВт
5. Расчетная тепловая нагрузка на кондиционирование - 0,5 МВт
6. Рабочее тело Ф-12
7. Площадь поверхности конденсатора Fk = 122 м2
8. Площадь поверхности испарителя Fи = 175 м2
9. Коэффициент теплопередачи в конденсаторе ТНУ Кк = 600 Вт
10. Коэффициент теплопередачи в испарителе ТНУ Ки = 500 Вт
11. Перегрев на всасывание 20 єC
12. Расчетная температура воздуха в помещении - 20 єC
13. КПД насосов испарителя и конденсатора - 80 %
14. Перепад давления в испарителе по воде - 0,08 МПа
15. Перепад давления в компенсаторе по воде - 0,12 МПа
16. Отопительный график ф1 = 95 єC; ф2 = 70 єC
17. Температура обратной воды tвэр1 = 16 єC
Режим отопления
1. По климатологическим данным для заданного населенного пункта (г. Астрахань) определяется продолжительность стояния каждого интервала температур наружного воздуха (табл.1)
Таблица 1. Продолжительность стояния температур наружного воздуха
|
Температура наружного воздуха, |
-30 |
-25 |
-20 |
-15 |
-10 |
-5 |
0 |
+8 |
|
|
Продолжительность стояния температуры, ni, ч |
3 |
29 |
82 |
117 |
310 |
637 |
1222 |
2906 |
|
|
Число часов за отопительный период, ч |
3 |
32 |
114 |
291 |
601 |
1238 |
2460 |
4128 |
и соответствующая величина отопительной нагрузки по формуле:
(1)
где tв, tн - температура воздуха внутри помещения и наружного воздуха, - расчетная для системы отопления температура наружного воздуха, - расчетная отопительная нагрузка.
МВт
МВт
МВт
МВт
МВт
МВт
МВт
МВт
2. По температурам наружного воздуха рассчитываются соответствующие температуры сетевой воды в подающей и обратной магистралях 1 и 2.
(2)
(3)
где Дt - расчетный температурный напор нагревательного прибора, 0С, определяемый по формуле:
, (4)
С
теплоснабжение кондиционирование интервал температура
здесь ф3 и ф2 - расчетные температуры воды соответственно после элеватора и в обратной магистрали тепловой сети определенные при (для жилых районов, как правило, ф3= 95 0С; ф2= 70 0С);
ф - расчетный перепад температур сетевой воды в тепловой сети
ф = ф1 - ф2 (5)
ф = 95 єС - 70 єС = 25 єС
- расчетный перепад температур сетевой воды в местной системе отопления,
(6)
И = 95 єС - 70 єС = 25 єС,
Тогда
= 106,71 єС
= 76,96 єС
Аналогично рассчитываются температуры сетевой воды в подающей и обратной магистралях (табл.2)
Таблица 2. Расчет температур сетевой воды при центральном регулировании по отопительной нагрузке
|
Температура наружного воздуха tН, 0С |
Относительная отопительная нагрузка Q0, МВт |
Температура сетевой воды, 0С |
||
|
ф01 |
ф02 |
|||
|
-30 |
1, 19 |
106,71 |
76,96 |
|
|
-25 |
1,07 |
99,36 |
72,61 |
|
|
-20 |
0,95 |
91,87 |
68.12 |
|
|
-15 |
0,83 |
84,22 |
63,47 |
|
|
-10 |
0,71 |
76,4 |
58,65 |
|
|
-5 |
0,6 |
69,03 |
54,03 |
|
|
0 |
0,48 |
60,74 |
48,74 |
|
|
+8 |
0,29 |
46,85 |
39,6 |
3. Находим расходы воды через конденсатор по (7), и через испаритель по (8), остающиеся неизменными во всех режимах работы установки.
, (7)
, (8)
где fuw - площадь живого сечения труб одного хода воды в испарителе, wu - скорость воды в трубках испарителя, w - плотность воды, сw - теплоемкость воды при начальной температуре греющего теплоносителя = 4,19 кДж/ (кг·єС)
кг/с
Т.к. по заданию =, следовательно, = 9,55 кг/с
4. Определяется число единиц теплопереноса в конденсаторе Nk по формуле (9):
(9)
где Kk - коэффициенты теплопередачи в испарителе и конденсаторе теплонасосной установки, 600 Вт,
Fk - его теплообменная поверхность, 122 м2
= 1,83
5. Определяем температуру воды на выходе из конденсатора при предельно допустимой температуре конденсации tk по (11). Как только при расчете очередного интервала температур наружного воздуха окажется, что температура twk выше требуемой температуры 1 по графику регулирования, то целесообразно снизить температуру конденсации до уровня, обеспечивающего эту температуру. В этом случае в формуле (11) принимается twk = 1, искомой является величина tk.
(10)
где Ек - коэффициент эффективности нагрева воды в конденсаторе,
tк - температура конденсации хладогента, 60 єС
Ек =1 - е-1,83 = 0,84
twk = Ek · (tk - ф2) + ф2 (11)
twk (-30) = 0,84 · (60 - 76,96) + 76,96 = 62,71 єС
twk (-25) = 0,84 · (60 - 72,61) + 72,61 = 62,02 єС
twk (-20) = 0,84 · (60 - 68,12) + 68,12 = 61,3 єС
twk (-15) = 0,84 · (60 - 63,47) + 63,47= 60,56 єС
twk (-10) = 0,84 · (60 - 58,65) + 58,65 = 59,78 єС
twk (-5) = 0,84 · (60 - 54,03) + 54,03 = 59,04 єС
twk (0) = 0,84 · (60 - 48,74) + 48,74 = 58,2 єС
twk (+8) = 0,84 · (60 - 39,6) + 39,6 = 56,74 єС
При расчете интервала температур наружного воздуха 0…+8 єС температура twk выше требуемой температуры 1 по графику регулирования, поэтому целесообразно снизить температуру конденсации до уровня, обеспечивающего эту температуру. В этом случае в формуле (11) принимается twk = 1, искомой является величина tk (12)
tk = ф2 + (12)
tk = 39,6 + = 48,23 єС
6. Рассчитываем теплопроизводительность установки по формуле (13)
(13)
кВт = 0,2 МВт,
количество тепла, выработанное теплонасосной установкой (14)
(14)
где где ni - продолжительность соответствующего интервала, ч
МВт·ч
и количество тепла, полученное из теплосети за рассчитываемый период (15)
(15)
МВт·ч
7. Принимая температуру перегрева хладагента на выходе из компрессора (точка 2 термодинамического цикла на рис.2) на 20 градусов выше температуры конденсации, по диаграмме состояния или по таблицам находится удельная теплопроизводительность хладагента qk.
При tк = 60 єС qk = 592 - 450 = 142 кДж/кг
При tк = 48,23 єС qk = 588 - 438 = 150 кДж/кг
8. По (16) определяется расход хладагента Ga в данном цикле.
(16)
= 1,41 кг/с
9. Решением уравнения (17) находится температура испарения хладагента tu. Целесообразно использовать графо - аналитический способ, а именно: принимая температуру испарения ниже температуры tвэр1 (на 2-3 градуса и более), а также величину перегрева на всасывании в компрессор 15°С, по диаграмме состояния хладагента находится удельная холодопроизводительность qu, а затем проверяется тождественность уравнения (17). При "небалансе" не более 3-5% точность найденной величины tu может считаться приемлемой.
(17)
(18)
, (19)
где Ku - коэффициенты теплопередачи в испарителе и конденсаторе теплонасосной установки, 500 Вт
Fu - его теплообменная поверхность,
Gwu - расход воды через испаритель
= 2, 19
Еи = 1 - е 2,19 = 0,89
Тогда по уравнению (18), получается:
Для интервала (-10…-5 єС) принимаем температуру испарения +13 єС
qи = 557 - 450 = 107 кДж/кг
1,41 · 107 9,55 · 4,19 · (16 - 13) · 0,89
150,87 106,98
Н = · 100 % = 1,32 %
10. По температурным границам рассчитываемого цикла tk и tu, принятой величине перегрева на всасывании уточняем действительный расход хладагента (20), кг / с
(20)
= 1,41 кг/с
находим коэффициент подачи (21)
(21)
(22)
где р - степень повышения давления,
РК, РО - давление конденсации и кипения хладагента
,
Удельная адиабатная работа компрессора
lад = h2 - h1 = 592-568 = 24 кДж/кг (23)
Адиабатная мощность компрессора
Nад = Gд ·lад = 1,41· 24 = 33,84 кВт = 0,033 МВт (24)
Индикаторная мощность компрессора
Ni = (25)
где зi - индикаторный КПД, равный для обычных величин р 0,73
Ni = =0,05 МВт
Действительный объем, описываемый поршнями компрессора:
Vд = Gд · х1, м3/с (26)
где х1 - объемная масса хладагента при всасывании в компрессор =0,036 м3/кг
Vд = 1,41· 0,036 = 0,05 м3/с
Теоретический объем, описываемый поршнями компрессора
Vт = = = 0,06 м3/с (27)
Расход мощности на трение
Nтр = Ртр · Vт (28)
где Ртр = 40 · 103 Па - давление трения
Nтр = 40 · 103 · 0,06 = 0,0024 МВт
определяем эффективную мощность компрессора Ne (23)
кВт; (29)
где Ni - индикаторная мощность, МВт (25),
- расход мощности на трение, МВт (28)
МВт
Механический КПД компрессора
= 0,05/0,0524 = 0,95 (30)
Эффективный КПД компрессора
зе = зi · змех = 0,73 · 0,95 = 0,7 (31)
11. Рассчитываем коэффициент преобразования теплового насоса
= = 3,82 (32)
12. Для каждого последующего интервала температур наружного воздуха повторяются пункты 5-11 (табл.3)
13. Определяется годовой расход электроэнергии компрессором теплового насоса
, (33)
где Nei - эффективная мощность компрессора в текущем интервале температур наружного воздуха ni,
i - количество рассчитываемых интервалов работы теплонасосной установки.
0,0524 · 637 + 0,048 · 1222 + 0,022 · 2906 = 155,97 МВт·ч
14. Определяется расход электроэнергии на привод насосов за отопительный период А по (34).
(34)
где - продолжительность работы теплонасосной установки в отопительном периоде.
= 31,92 МВт·ч
15. Находится суммарное количество теплоты, выработанное теплонасосной установкой за отопительный период по (35)
= 127,4+ 178,9 + 116,3 = 422,6 МВт·ч (35)
Таблица 3. Результаты расчётов ТНУ в режиме системы теплоснабжения.
|
Величины |
Интервалы температур |
||||||||
|
-32 30 |
-30 25 |
-25 20 |
-20 15 |
-15 10 |
-10 5 |
-5 0 |
0 8 |
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
1. Отопительная нагрузка Qо, МВт |
1, 19 |
1,07 |
0,95 |
0,83 |
0,71 |
0,6 |
0,48 |
0,29 |
|
|
2. Температура сетевой воды в подающем трубопроводе 1, оС |
106,71 |
99,36 |
91,87 |
84,22 |
76,4 |
69,03 |
60,74 |
46,85 |
|
|
3. Температура сетевой воды в обратном трубопроводе 20, оС |
76,96 |
72,61 |
68,12 |
63,47 |
58,65 |
54,03 |
48,74 |
39,6 |
|
|
4. Температура воды на выходе из конденсатора tWK, оС |
62,71 |
62,02 |
61,03 |
60,56 |
59,78 |
59,04 |
58,2 |
56,74 |
|
|
5. Температура конденсации tK, оС |
60 |
60 |
48,23 |
||||||
|
6. Теплопроизводительность конденсатора Qк, МВт |
0,2 |
0, 204 |
0,123 |
||||||
|
7. Количество тепла, выработанного теплонасосной установкой Qтну, МВтч |
127,4 |
178,9 |
116,3 |
||||||
|
8. Количество тепла, отпущенного из теплосети Qт, МВтч |
3 |
20,2 |
93,14 |
180,1 |
295,4 |
254,8 |
|||
|
9. Холодопроизводительность испарителя Qи, МВт |
0,150 |
0,181 |
0,121 |
||||||
|
11. Температура испарения tи, оС |
13 |
10 |
7 |
||||||
|
12. Степень повышения давления |
3,37 |
3,60 |
4,08 |
||||||
|
13. Коэффициент подачи |
0,76 |
0,75 |
0,73 |
||||||
|
14. Расход хладогента через испаритель Gд, кг/ч |
1,41 |
3,42 |
5,3 |
||||||
|
15. Удельная адиабатическая работа компрессора lад, кДж/кг |
24,0 |
25,0 |
26,0 |
||||||
|
16. Адиабатическая мощность компрессора Nад, МВт |
0,03 |
0,08 |
0,16 |
||||||
|
17. Индикаторная мощность компрессора, Ni, МВт |
0,05 |
0,1 |
0,18 |
||||||
|
18. Действительный объём, описываемый поршнями компрессора, Vд, м3/ч |
0,05 |
0,095 |
0,147 |
||||||
|
19. Теоретический объём, описываемый поршнями Vт, м3/ч |
0,06 |
0,125 |
0, 193 |
||||||
|
20. Мощность трения, Nтр, МВт |
0,002 |
0,005 |
0,007 |
||||||
|
21. Эффективная мощность компрессора Nе, МВт |
0,052 |
0,105 |
0,187 |
||||||
|
22. Механический КПД компрессора l мех |
0,96 |
0,95 |
0,96 |
||||||
|
23. Эффективный коэффициент преобразования |
3,82 |
1,94 |
0,66 |
Режим холодоснабжения системы кондиционирования воздуха
1. Принимаются параметры приточного воздуха:
температура tп=20о С;
энтальпия hп=43,1 кДж/кг;
относительная влажность 60%.
2. По справочным данным определяется продолжительность каждого интервала стояния энтальпии наружного воздуха hн, превышающей величину hв (табл.4.)
Таблица 4. Продолжительность каждого интервала стояния энтальпии наружного воздуха, превышающей величина hв
|
Энтальпия наружного воздуха hН, кДж/кг |
44,5 |
47,4 |
50,4 |
53,3 |
56,6 |
60,4 |
64,2 |
67,5 |
71,7 |
|
|
Продолжительность ее стояния n, ч |
296 |
261 |
215 |
171 |
129 |
77 |
45 |
10 |
3 |
3. Принимается температура охлажденной в испарителе воды, обеспечивающей требуемый луч процесса в кондиционируемом помещении, tx1=12о C, соответственно температура кипения хладагента t0=tx1-3=12-3=9оC. Данная температура остается неизменной для всех расчетных режимов.
4. По h-d диаграмме определяем температуру мокрого термометра для каждого расчетного состояния наружного воздуха tм =16 єС, температуру охлажденной в вентиляторной градирне воды принимается равной
tw1=tм+4єС = 16 + 4 = 20 єС, (36)
а температура конденсации tк=tw1+ (4-6) 0C = 20 + 5 = 25 єС (37)
5. Принимаем максимальную величину холодопроизводительности машины Q0max=0,5 МВт, соответствующая максимальной энтальпии наружного воздуха hнмакс = 71,7кДж/кг
Для других режимов холодопроизводительность рассчитывается пропорционально отношению энтальпий
(hн - h11x1) / (hнмакс-h11x1), (38)
где h11x1 - энтальпия насыщенного воздуха при температуре tx1.
6. Рассчитываем характеристики режима работы ХМ для каждого интервала энтальпий hн: Q0, Qк, tk, л, зi,зe,Ga, Vт, Na,Ne,е, и оформляем в табличном виде (табл.5)
|
Величины |
Интервалы температур |
|||||||||
|
44,5 |
47,4 |
50,4 |
53,3 |
56,6 |
60,4 |
64,2 |
67,5 |
71,7 |
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
1. Продолжительность интервала |
296 |
261 |
215 |
171 |
129 |
77 |
45 |
10 |
3 |
|
|
2. Температура мокрого термометра tм, оС |
16 |
17 |
19 |
20 |
21 |
22,1 |
23 |
24 |
25 |
|
|
3. Температура охлажденной в вентиляторной градирне выды tw1 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
|
|
4. Температура конденсации tk, єС |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
31 |
32 |
33 |
|
|
5. Температура конденсации tK, оС |
||||||||||
|
6. Тепловая нагрузка Qк, МВт |
0,161 |
0, 207 |
0,255 |
0,302 |
0,354 |
0,416 |
0,477 |
0,532 |
0,601 |
|
|
7. Холодопроизводительность испарителя Qи, МВт |
0,139 |
0,178 |
0,218 |
0,256 |
0,300 |
0,350 |
0,401 |
0,444 |
0,500 |
|
|
8. Температура испарения tи, оС |
||||||||||
|
9. Степень повышения давления |
1,7 |
1,73 |
1,75 |
1,8 |
1,83 |
1,85 |
1,90 |
1,93 |
1,95 |
|
|
10. Коэффициент подачи |
0,833 |
0,832 |
0,831 |
0,829 |
0,828 |
0,826 |
0,824 |
0.823 |
0,822 |
|
|
11. Расход хладогента через испаритель Gд, кг/ч |
0,97 |
1,26 |
1,56 |
1,86 |
2, 19 |
2,57 |
2,96 |
3,29 |
3,73 |
|
|
12. Удельная адиабатическая работа компрессора lад, кДж/кг |
10 |
11 |
12 |
12,50 |
13 |
13,50 |
14 |
14,50 |
15 |
|
|
13. Адиабатическая мощность компрессора Nад, МВт |
0,01 |
0,014 |
0,019 |
0.023 |
0,028 |
0,035 |
0.041 |
0,048 |
0,056 |
|
|
14. Индикаторная мощность компрессора, Ni, МВт |
0,013 |
0,019 |
0,026 |
0,032 |
0,039 |
0,047 |
0,057 |
0,065 |
0,077 |
|
|
15. Действительный объём, описываемый поршнями компрессора, Vд, м3/ч |
0,046 |
0,059 |
0,074 |
0,087 |
0,103 |
0,121 |
0,139 |
0,155 |
0,175 |
|
|
16. Теоретический объём, описываемый поршнями Vт, м3/ч |
0,055 |
0,071 |
0,089 |
0,106 |
0,124 |
0,146 |
0,168 |
0,188 |
0,213 |
|
|
17. Мощность трения, Nтр, МВт |
0,002 |
0,003 |
0,004 |
0,004 |
0,005 |
0,006 |
0,007 |
0,008 |
0,009 |
|
|
18. Эффективная мощность компрессора Nе, МВт |
0,016 |
0,022 |
0,029 |
0,036 |
0,044 |
0,053 |
0,063 |
0,073 |
0,085 |
|
|
19. Механический КПД компрессора l мех |
0,86 |
0,87 |
0,88 |
0,88 |
0,89 |
0,89 |
0,89 |
0,9 |
0,9 |
|
|
20. Эффективный коэффициент КПД е |
8,962 |
8,137 |
7,433 |
7,09 |
6,823 |
6,573 |
6,314 |
6,096 |
5,868 |
|
|
21. Эффективный холодильный коэффициент е |
8,962 |
8,137 |
7,433 |
7,09 |
6,823 |
6,573 |
6,314 |
6,096 |
5,868 |
7. Рассчитываем расход электроэнергии на привод компрессора ХМ и насосов за летний период работы (33)
0,016·296 + 0,022·261 + 0,029·215 + 0,036·171 + 0,044·129 +
+0,053·77 + 0,063·45 + 0,073·10 + 0,085·3 = 36,37 МВт·ч
Расход электроэнергии на привод насосов по (34).
= 2,88 МВт·ч
Список использованной литературы
1. Внутренние санитерно-технические устройства. В 3 ч. Ч.3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Кн.1/ В.Н. Богословский, А.И. Пирумов, В.Н. Посохин и др.; Под ред.Н. Н. Павлова и Ю.И. Шиллера. - 4-е изд., перераб. И дом. - М.: Стройиздат, 1992. - 319 с
2. Кондиционирование воздуха и холодоснабжение: Учебник для вузов/ В.Н. Богословский, О.Я. Кокорин, Л.В. Петров. Под ред.В.Н. Богословского. - М.: Стройиздат, 1985. - 367 с
3. СНиП 2.01.01-82 "Строительная климатология и геофизика"
4. СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий"
5. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебник для вузов. - 5-е изд., перераб. - М.: Энергоиздат, 1982.360 с
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Разработка системы кондиционирования воздуха в школе г. Одесса. Выбор и обоснование параметров внутреннего и наружного воздуха. Тепловой и влажностный баланс помещений. Выбор центрального кондиционера. Подбор оборудования системы холодоснабжения.
курсовая работа [274,6 K], добавлен 04.09.2014Разработка проекта системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха для здания "спальный корпус". Расчет теплотехнических показателей для наружной стены, окон и дверей. Гидравлический расчет системы отопления, подбор водоструйного элеватора.
курсовая работа [420,7 K], добавлен 19.02.2014Конструктивная схема административного здания. Теплотехнический и влажностный расчёт ограждающих конструкций. Показатели тепловой защиты. Определение мощности, гидравлический расчет системы отопления. Системы вентиляции и кондиционирования воздуха.
дипломная работа [1003,7 K], добавлен 15.02.2017Проект системы вентиляции гостиницы на 104 места. Расчетные параметры наружного и внутреннего воздуха. Тепловой и воздушный режим помещения. Аэродинамический и воздухообменный расчет. Подбор вентиляционного оборудования, калориферов, пылеуловителей.
курсовая работа [218,9 K], добавлен 06.10.2015Характеристика теплового баланса - поступления тепла и влаги в помещение. Процессы обработки воздуха в теплый и холодный период года, выбор типоразмера кондиционера и его секций. Холодоснабжение и аэродинамический расчет системы кондиционирования воздуха.
курсовая работа [207,0 K], добавлен 12.03.2011Расчет теплопоступлений и влагопоступлений в летний и зимний периоды. Определение расхода воздуха. Расчет поверхностного воздухоохладителя, оросительной камеры и секции догрева воздуха. Регулирование параметров системы кондиционирования помещения.
курсовая работа [3,4 M], добавлен 21.09.2012Выбор расчетных параметров внутреннего и наружного воздуха. Определение сопротивления теплопередаче наружной стены, перекрытия. Расчет тепловлажностного режима наружной стены, вентиляционной системы для удаления воздуха из квартиры верхнего этажа.
курсовая работа [731,1 K], добавлен 20.06.2015Теплотехнический расчет наружной многослойной стенки здания. Расчет расходов теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха через ограждения. Определение удельной тепловой характеристики здания. Расчет и подбор радиаторов системы отопления здания.
дипломная работа [109,3 K], добавлен 15.02.2017Особенности планирования кондиционирования и вентиляции жилых, общественных, административно-бытовых, вспомогательных зданий и помещений промышленных предприятий. Расчетные параметры стандарты притока наружного воздуха для холодного и теплого периода.
реферат [33,7 K], добавлен 05.02.2012Исследование основ организации строительства систем вентиляции и кондиционирования воздуха зданий различного назначения. Обоснование конструктивных решений вентиляционных систем жилых, общественных и промышленных зданий. Приточные и вытяжные установки.
реферат [20,7 K], добавлен 14.12.2010
