Расчёт тепловых нагрузок промышленного предприятия

1. Расчёт тепловых нагрузок промышленного предприятия

  1.1 Расчет потребности в тепле цеха №8   1.1.1 Расчётные параметры воздуха

Теплопотребление систем отопления и вентиляции определяется параметрами воздуха внутри и снаружи производственного помещения. По таблице 2 [1] определяем расчётную температуру воздуха в рабочей зоне , а по таблице 3 [1] расчётные параметры наружного воздуха: температура , скорость ветра .

Поскольку высота цеха больше 4 м, определяем температуру воздуха в верхней зоне цеха и среднюю для помещения, приняв коэффициент нарастания температуры по высоте помещения .

 

;

.

  1.1.2 Теплопотери через стены, пол и перекрытие

1. Расчёт теплопотерь через продольную стену, ориентированную на ВЗ.

Коэффициент теплоотдачи от воздуха помещения к внутренней поверхности стены [1, табл. 5]

.

Коэффициент от наружной поверхности стены в окружающий воздух [1, табл. 6]

.

Коэффициент теплопроводности кирпича и штукатурки

;  Вт/мК[1, табл. 10].

Коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности стены по отношению к наружному воздуху

[1, табл. 4].

2. Площадь ограждения

.

3. Сопротивление теплопередаче

.

4. Основные теплопотери через стену

.

5. Дополнительные теплопотери в процентах от основных

- на ориентацию ограждения по сторонам света 10% [1,Рис. 3];

- на скорость ветра 10% (т.к. считаем, что ограждение является незащищённым от ветра).

6. Расчетные теплопотери через продольную стену

, где

 -коэффициент учёта добавочных потерь.

Исходные данные для расчёта теплопотерь через другие наружные ограждения цеха приведены в табл. 1, а результаты расчёта в табл. 2.

7. Расчётные теплопотери арматурного цеха определяются суммированием потерь тела через все наружные ограждения .

Таблица 1 Исходные данные для расчёта теплопотерь через наружные ограждения цеха №3

Наружное ограждение	Данные об ограждении			Коэффициенты				Перепад температур (tвр-tно)°С
	Площадь Fj,м2	Толщина δci, м2	Ориентация по сторонам света	nj	αвj, Вт/м2К	αнj, Вт/м2К	λсj, Вт/мК
Продольная стена	624	0,52(0,025)	С	1	8,7	23	0,87(0,93)	57
То же	624	0,52(0,025)	Ю	1	8,7	23	0,87(0,93)	57
Торцевая стена	380	0,52(0,025)	З	1	8,7	23	0,87(0,93)	57
То же	380	0,52(0,025)	В	1	8,7	23	0,87(0,93)	57
Перекрытие	3952	0,35	-	1	8,7	23	2,04	59
Пол	3952	0,3	-	0,9	8,7	23	0,85	56
Остекление	416	-	С	1	-	-	-	57
То же	416	-	Ю	1	-	-	-	57

Таблица 2 Результаты расчёта теплопотерь через наружные ограждения цеха №3

Наружное ограждение	Сопротивление теплопередаче, Roj,м2К/Вт	Основные теплопотери QТПj,кВт	Добавочные теплопотери к основным теплопотерям, %		Коэффициент учёта добавочных потерь β	Расчётные теплопотери QТПjр,кВт
			на ориентацию по сторонам света	на скорость ветра
Продольная стена	0,78	38	10	10	1,2	45,6
То же	0,78	38	0	10	1,1	41,8
Торцевая стена	0,78	27,7	5	10	1,15	31,85
То же	0,78	27,7	10	10	1,2	33,24
Перекрытие	0,36	647,6			1	647,6
Пол	0,52	383			1	383
Остекление	0,31	76,4	10	10	1,2	91,68
То же	0,31	76,4	0	10	1,1	84,04
Всего:					QТП=1358,81кВт

  1.1.3 Расход тепла на нагревание инфильтрующегося воздуха через ограждения помещений

Для промышленных зданий значительную величину составляют теплопотери инфильтрацией.

Коэффициент инфильтрации:

- постоянная инфильтрации. Зависит от типа здания, его конструкции и ориентации по отношению к розе ветров.

Принимаем =0,04с/м.

g- ускорение свободного падения;

Н-высота цеха.

Расход тепла на нагрев инфильтрующегося воздуха:

Суммарные теплопотери:

1.1.4 Расчёт тепловыделений в цехе

1.  Тепловыделения от электродвигателей, установленных в помещении:

, где

-суммарная мощность электродвигателей

- коэффициент загрузки двигателей;

- коэффициент одновременности работы оборудования;

- коэффициент полезного действия двигателя;

Учитывая рекомендации [1], принимаем:

, ,

2.  Суммарные тепловыделения:

- тепловыделения от оборудования; теплопотери от людей не учитываем, т.к. объём воздуха приходящийся на одного человека >> .

  1.1.5 Определение расчётного расхода тепла на отопление

Расчётный расход тепла на отопление арматурного цеха определяем из уравнения теплового баланса

.

1.2 Расчёт расхода тепла на отопление всего предприятия   1.2.1 Расчёт расходов тепла не отопление других цехов

1.  Расчетный расход тепла на отопление:

 ,где

 

q₀ - удельный отопительная характеристика здания , Вт/м³К. Ее величина зависит от конструкции здания, его объема, вида производимых работ и др. Значение q₀ приведены в [1, табл.13]. Для рассматриваемых цехов удельные отопительные характеристики приведены в табл. 3

Таблица 3

№ цеха	Удельная отопительная характеристика
3	0,38
4	0,47
5	0,44
8	0,27

 

V- объём цеха;

е- коэффициент учёта района строительства предприятия:

Для цеха №3:

;

Для цеха №4:

;

Для цеха №5:

;

Для цеха №8:

.

2.  Расчётный расход тепла на отопление всего предприятия:

.

1.2.2 Расчёт годового расхода тепла на отопление всего предприятия.

1. Суммарные тепловыделения для всего предприятия:

.

2. Суммарные теплопотери для всего предприятия определяем из уравнения теплового баланса:

.

3.  Температура начала-конца отопительного периода для рассматриваемого предприятия

.

4.  Средний расход тепла на отопление за отопительный период

,

 - средняя температура наружного воздуха за отопительный период [1, табл. 3].

5.  Вследствие работы предприятия с выходными днями, рассчитываем нагрузку дежурного отопления для средней и расчётной температур наружного воздуха

;

.

6.  Число рабочих часов за отопительный период:

;

Число нерабочих часов за тот же период:

;

z - коэффициент учёта рабочих смен в сутках;

 - коэффициент учёта рабочих дней в неделю.

7.  Годовой расход тепла на отопление всего предприятия составляет

.

8.  Определим координаты для построения графика скорректированной нагрузки

;

  1.3 Расчёт расходов тепла на вентиляцию   1.3.1 Определение расчётного расхода тепла на вентиляцию для цеха №9

Вентиляция проектируется для обеспечения допустимых метеорологических условий и чистоты воздуха в помещении.

1.  Количество вентиляционного воздуха

, где

-объём помещения;

2.  Расчётный расход тепла на вентиляцию

,

- теплоёмкость воздуха.

  1.3.2Определение расчётного расхода тепла на вентиляцию для всего предприятия

Для остальных цехов предприятия расчёт расхода тепла на вентиляцию проводим по удельной вентиляционной характеристике.

1.  Расчет расхода тепла на вентиляцию:

 

q_в - удельная вентиляционная характеристика, Вт/м²К .Ее значения зависит от назначения зданий и приведены в [1, табл.20]. Для рассматриваемых цехов удельные вентиляционные характеристики приведены в табл. 4.

Таблица 4

№ цеха	Удельная вентиляционная характеристика
3	0,58
4	0,18
5	0,61
8	0,92

Для цеха №2:

;

Для цеха №5:

;

Для цеха №6:

;

Для цеха №9:

.

2.  Расчётный расход тепла на вентиляцию для всего предприятия

 

.

3.  Средняя за отопительный период нагрузка вентиляции

.

4.  Годовой расход тепла системами вентиляции

5.  Определим координаты для построения графика скорректированной вентиляционной нагрузки

;

.

1.4 Расчёт расходов тепла на технологические нужды предприятия

1. Определяем максимальный расход пара цехом №9 на технологию:

 , где

к_н.м. = 0,8 - коэффициент несовпадения максимума потребления пара технологическими агрегатами цеха;

 - максимальный расход пара, потребляемый j-м технологическим агрегатом;

- число однотипных агрегатов с одинаковым паропотреблением;

n – число типов агрегатов;

;

2. Максимальный в течении года среднесусочный расход тепла на технологические нужды цеха :

к_з.с. = 0,9 - коэффициент заполнения суточного графика теплопотребления на технологические нужды (равен 0,9…0,96 для предприятий первой группы, к которой и относится данное предприятие).

 

h₀=2762,9,0 кДж/кг

- энтальпия насыщенного пара (определяется по [6] для заданного давления пара P=0,7МПа).

 

 кДж/кг

 

- энтальпия холодной воды (температура холодной воды принимается равной 5°С).

 

 кДж/кг

 

– энтальпия возвращаемого конденсата.

  =0,65

- доля возвращаемого конденсата.

Для цеха №9:

;

Для цеха №3:

;

Для цеха №4:

;

Для цеха №5:

;

Для цеха №8:

.

3. Максимальный в течение года среднесуточный расход тепла на технологические нужды всего предприятия:

.

4. Среднегодовой расход тепла на технологические нужды всего предприятия

, где

-коэффициент заполнения суточного графика теплопотребления на технологические нужды ( равен 0,6…0,76 для предприятий 1-й группы).