Определение потерь тепла с вентиляционным воздухом

11.1.2 Определение потерь тепла с вентиляционным воздухом

При работе вентиляционной системы из здания будет выносится тепло. Его количество ΔQ_в, Вт, определяется по формуле

ΔQ_в = V_в · С_в · Δt_в, (11.5)

где Δt_в - разница температур уходящего и поступающего воздуха, ºС.

Δt_в = ψ(Н-2) + 2…3, (11.6)

где Н – расстояние от пола до оси отводящего отверстия,м;

 ψ-градиент температуры по высоте помещения, ºС/м, ψ = 0,5 - 1,5.

Δt_в = 1,5 ∙ (4,8 - 2) = 6,2 ºС ;

ΔQ_в = 24882,4 · 1,206 · 6,2 = 186050,7 Вт.

11.1.3 Расчет и подбор калориферов

 Для подогрева воздуха, подаваемого в здание в холодный период года, используются калориферы, обогреваемые паром с давлением до 0,3 – 0,4 МПа. В результате расчетов был выбран калорифер КП 3-12.

Число калориферов

Z_т = Q · К_з / Q_к , (11.7)

Z_В = V_в · К_з / V_К, (11.8)

где К_з = 1,2 – коэффициент запаса;

Q_К – тепловая мощность одной секции калорифера, кВт;

V_К – пропускная способность секции калорифера по воздуху, м³/ч.

 Z_Т = 810220,7 · 1,2 / 552300 = 1,7 ≈ 2 шт.

Z_В = 24882,4 · 1,2 / 25000 = 1,2 ≈ 2 шт.

11.1.4 Определение мощности электродвигателя привода вентилятора

Потребная мощность электродвигателя N, кВт, для вентилятора определяется по формуле

N = V_в · Р_с / (η_в · η_пр) · 10 ^-3, (11.9)

 где V_в - количество вентилируемого воздуха, м³/с;

Р_с - cопротивление вентиляционной сети, Па;

η_в - КПД вентилятора;

η_пр - КПД привода или промежуточной передачи.

Сопротивление вентиляционной сети определяется по формуле

Р_c = 1,2 ∙ (Р_к + Р_в), (11.10)

где Р_к – сопротивление калориферов, Па, Р_к=190 Па;

Р_в – сопротивление воздуховодов, Па, Р_в = 10 - 20 Па.

Р_с = 1,2 ∙ (190 + 15) = 246 Па;

N = 1,72 · 246/ (0,6 · 0,97) · 10 ^-3 = 0,72 кВт.

По данным расчетов подобрали вентилятор ВР 290-46 №6,3П.

11.2 Отопление

На проектируемой фабрике во всех помещениях, кроме котельной, трансформаторной, холодильного помещения предусмотрено центральное отопление.

Отопительная система на фабрике двухтрубная с верхней разводкой. В качестве нагревательных приборов предусмотрены гладкие чугунные радиаторы типа М-140, которые расположены вдоль наружных стен под окнами.

Расчет расход тепла на отопление Q, Вт

 Q_ОТ = Q_ПТ – Q_ОБ + ΔQ_В , (11.11)

где Q_ПТ - потери тепла зданием в окружающую среду через ограждения, Вт;

Q_ОБ – теплота, выделяющаяся в здании пари работе технологического оборудования и транспортных устройств, Вт;

ΔQ_В – теплопотери с вентиляционным воздухом.

Потери теплоты зданием Q_пт, Вт, можно приближенно определить по формуле

Q_ПТ = q_ОТ ∙ V_ЗД ∙ (t_П – t_Н), (11.12)

где q_ОТ - удельная тепловая характеристика здания, Вт/(м³·ºС), q_ОТ=3,4Вт/(м³·ºС);

V_ЗД - объем здания, м³;

t_П, t_Н – температура помещения и наружного воздуха соответственно, ºС.

Q_ПТ = 0,34 ∙ 37670,4 ∙ (20– (-9)) = 371430,1 Вт.

Количество теплоты, Q_об, Вт, выделяющееся в здании при работе технологического оборудования и транспортных устройств

Q_ОБ = Q_Т + Q_Э , (11.13)

где Q_Т - тепловыделение от оборудования, Вт;

Q_Э - тепловыделение от электродвигателей, Вт.

Q_Т может быть определено по формуле

Q_Т  = М_n × r × k, (11.14)

где М_n – расход пара, М_n=0,25 кг/с;

r – удельная теплота конденсации пара, r ≈ 2252∙10³ Дж/кг;

k – коэффициент, учитывающий потери теплоты через теплоизоляцию аппарата, ориентировочно k ≈ 0,03-0,05.

Q_Т = 0,25 × 2252 × 10³ × 0,04 = 22,52 кВт.

Выделение теплоты (Вт) электродвигателями определяется по формуле

Q_Э = SN_i × k_1i × k_2i × (1/h_1i - 1 + k_3i) × 10³ , (11.15)

где SN_i – суммарная мощность электродвигателей, установленных в здании,кВт,

принимаем SN_i=410,8 кВт по данным расчета электротехнической части;

k_1i – коэффициент, учитывающий загрузку электродвигателей, k₁=0,7-0,98;

k_2i – коэффициент, учитывающий одновременность работы электродвигателей, k₂=0,5-1,0;

η₁ – КПД электродвигателя при полной нагрузке, η₁=0,75-0,92;

k_З – коэффициент, учитывающий какая часть общего фактического расхода энергии переходит непосредственно в теплоту, k_З=0,1-1,0.

Q_Э = 410,8 × 0,8 × 0,7 ∙ (1/0,8 – 1 + 0,5) = 172,5 кВт;

Q_ОБ = 22,52 + 172,5 = 195,02 кВт;

Q_ОТ = 371,4 - 195,02 + 186 = 362,4 кВт.

Годовой расход тепла на отопление Q_год, Дж

Q_ОТ(ГОД) = Q_ОТ · Т · 86400, (11.16)

где Т - продолжительность отопительного периода, сут;

86400 – количество секунд в сутках.

Q_ОТ(ГОД) = 362,4 · 201· 86400 = 6293,5 · 10⁶ кДж.

Расход топлива, В_т, т, за отопительный сезон (годовой)

В_т = Q_ОТ(ГОД) / (Q_н^р · η_к · η_т) ×10^-3, (11.17)

где Q_н^р - низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг;

η_к - КПД котельной установки (η_к = 0,85);

η_т - коэффициент, учитывающий потери теплоты теплотрассой (η_т = 0,95).

В_т = 6293,5 · 10⁶ / (35600 · 0,85 · 0,95) · 10^-3 = 218,9 тыс. м³

Требуемая площадь нагреваемых приборов F, м³

F_ОТ = Q_ОТ / К · Δt_СР , (11.18)

где К – коэффициент теплопередачи нагревательного прибора, Вт/(м² · град);

Δt_ср – средняя разность температур.

F_ОТ = 362400 / (9,76 · 150) = 247,5 м²

Количество секций радиаторов Z, шт, определяется по формуле

Z = F_ОТ /f₁, (11.19)

где f₁ – площадь поверхности нагрева одной секции радиатора, м², f₁ = 0,254 м².

Z = 247,5 / 0,254 ≈ 975 шт.