теплогазоснабжеие

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра “Автотракторные двигатели и

теплотехника”

СД.С.05 Теплогазоснабжение сельских населенных пунктов

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к практическим занятиям

специальность

280402 Природоохранное обустройство территории

УФА - 2010

Рекомендовано к печати кафедрой «Теплотехника и энергообеспечение предприятий» (протокол № _ от «__»_________ 2009 г.) и методической комиссией факультета механизации сельского хозяйства (протокол № _ от «__»___________ 2009 г.).

Рецензент:

Кафедра «Теплотехника и энергообеспечение предприятий», ФГОУ ВПО БГАУ

2

ОГЛАВЛЕНИЕ

1РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ ОТАПЛИВАЕМЫХ ПОМЕЩЕ- 4

НИЙ………………………………………………………………………….

1.1РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ ЧЕРЕЗ СТЕНЫ, ПОТОЛОК, ОК-

НА, ДВЕРИ…………………………………………………………………. 4

1.2 РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ ЧЕРЕЗ ПОЛ……………………….. 7

1.3РАСЧЕТ ДОБАВОЧНЫХ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ……………………. 10

2РАСЧЕТ И ВЫБОР ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ……………….. 11

3РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ НАГРУЗОК НА ОТОПЛЕНИЕ И ВЕНТИ-

ЛЯЦИЮ……………………………………………………………………. 14

4РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ НАГРУЗОК НА ГОРЯЧЕЕ ВОДОСНАБ-

3

1 РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ ОТАПЛИВАЕМЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

Теплотехнический расчет заключается в определении толщины ограждения, при которой температура на внутренней поверхности ограждения будет выше температуры точки росы внутреннего воздуха и будет удовлетворять санитарно-техническим требованиям.

При расчете тепловых потерь Фогр (Вт) помещением учитываются основные тепловые потери Ф через строительные конструкции помещения (стены, пол, потолок, окна, двери) и добавочные теплопотери Фдоб.

1.1 РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ ЧЕРЕЗ СТЕНЫ, ПОТОЛОК, ОКНА, ДВЕРИ

Основные потери теплоты через отдельные ограждения:

где А – площадь ограждения, м2;

tв и tнр - расчетные температуры внутреннего и наружного воздуха; R0 – общее сопротивление теплопередачи, (м2 К)/Вт;

n – поправочный коэффициент к расчетной разнице температур, принимаемый в зависимости от положения ограждения по отношению к наружному воздуху (приложение А).

где RВ –термическое сопротивление тепловосприятию внутренней поверхности ограждения, (м2 К)/Вт (приложение Б);

m

i- сумма термических сопротивлений теплопроводности отдельных слоев m

i1 i

слойного ограждения толщиной i , теплопроводностью i , Вт/(м К);

Rн - термическое сопротивление теплоотдачи наружной поверхности ограждения, (м2 К)/Вт (приложение В).

Требуемое сопротивление теплопередаче

где tн - нормативный теплоперепад между температурами воздуха помещения и внутренней поверхности ограждения (таблица Г2)

4

K- теплопроводность основного слоя конструкции, Вт/(м∙К), (приложение В).

Сучетом полученной толщины расчетного слоя ограждения следует определить степень массивности ограждения по величине коэффициента инерции.

где Si – коэффициент теплоусвоения материала соответствующих слоев ограждения, Вт/(м2. К).

Ограждения считаются при D 4-легкими, 4 D 7-средней массивности и D>7- массивными.

Задачи к разделу 1.

Задача 1.1.

Определить требуемое термическое сопротивление теплопередаче стены жилого дома из строительного кирпича толщиной 0,51 м с теплопроводностью 0,7 Вт/(м∙К) и штукатурки толщиной 0,2 м с теплопроводностью 0,2 Вт/(м∙К) для наружной температуры -330С, если внутренняя температура помещения 160С и сравнить с действительным термическим сопротивлением.

Решение:

Требуемое сопротивление теплопередаче

Задача 1.2.

Рассчитать потери теплоты через стену гаража площадью 140 м2 для условий г. Уфы. Стена состоит из железобетонных плит толщиной 30 см с теплопроводностью 2

Вт/(м∙К).

Задача 1.3.

Рассчитать минимальную толщину основного слоя стены столовой, состоящей из силикатного кирпича, утеплителя из пенопласта толщиной 10 см, штукатурки – 2 см с обеих сторон стены, расположенного в г. Стерлитамак.

5

Задача 1.4.

Определить толщину тепловой изоляции из пенопласта теплопроводностью 0,067 Вт/(м∙К) для стены производственного здания, состоящей из шлакоблоков толщиной 0,51 м с теплопроводностью 0,67 Вт/(м∙К) и штукатурки толщиной 0,03 м с теплопроводностью 0,4 Вт/(м∙К), для наружной расчетной температуры -310С.

Задача 1.5.

Какую степень массивности имеет стена из строительного кирпича толщиной 0,64 м с теплопроводностью 0,71 Вт/(м∙К), теплоусваиваемостью 8,6 Вт/(м2. К) и шту-

катурки толщиной 0,25 м с теплопроводностью 0,3 Вт/(м∙К), теплоусваиваемостью

0,5 Вт/(м2. К).

Задача 1.6.

Определить потери теплоты через стену площадью 260 м2, состоящую из обыкновенного глиняного кирпича с теплопроводностью 0,7 Вт/(м∙К) толщиной 0,48 м, штукатурки из цементно-песчаного раствора с теплопроводностью 0,76 Вт/(м∙К) толщиной 0,03 м. Здание расположено в г. Салават, температура внутренняя 180С.

Задача 1.7.

По условию предыдущей задачи определить степень массивности стены, если коэффициент теплоусвоения обыкновенного глиняного кирпича 9,2 Вт/(м2. К), штукатурки из цементно-песчаного раствора 9,6 Вт/(м2. К).

Задача 1.8.

Найти минимальную требуемую толщину основного слоя ограждения из железобетона с теплопроводностью 1,92 Вт/(м∙К). Стена также состоит из штукатурки гипсоперлитовой с теплопроводностью 0,19 Вт/(м∙К) толщиной 0,02 м и тепловой изоляции с теплопроводностью 0,067 Вт/(м∙К) толщиной 0,05 м.

Задача 1.9.

Рассчитать требуемую и действительную термические сопротивления для стены изображенной на рисунке 1, если λ1=0,8 Вт/(м∙К), λ2=0,15 Вт/(м∙К) и δ2=2 см, λ3=0,06 Вт/(м∙К) и δ3=50 см.

Рисунок 1 Расчетная схема к зада-

че 1.9.

6

Задача 1.10.

Найти потери теплоты через потолок жилого дома с чердачным покрытием площадью 100 м2. Конструкция потолка: железобетонная плита толщиной 20 см с теплопроводностью 1,9 Вт/(м∙К); рубероид толщиной 3 мм с теплопроводностью 0,2 Вт/(м∙К); гравий керамзитовый толщиной 15 см с теплопроводностью 0,25 Вт/(м∙К). Для наружной расчетной температуры -340С.

Задача 1.11.

Рассчитать толщину засыпки потолка из шунгизитового гравия с теплопроводностью 0,22 Вт/(м∙К), если потолок состоит из железобетонной плиты толщиной 30 см с теплопроводностью 1,8 Вт/(м∙К); рубероида толщиной 2 мм с теплопроводностью 0,21 Вт/(м∙К). Внутренняя температура помещения 180С, наружная расчетная температура -250С.

Задача 1.12.

Определить потери теплоты через потолок с бесчердачным перекрытием. Если потолок состоит из железобетонной плиты толщиной 20 см с теплопроводностью 1,98 Вт/(м∙К); пароизоляции толщиной 4 мм с теплопроводностью 0,3 Вт/(м∙К) для РММ расположенного в г. Бирск.

Задача 1.13.

Для административного здания в г. Мелеуз с чердачным перекрытием рассчитать потери теплоты через потолок площадью 170 м2, если потолок имеет следующую структуру: доски сосновые толщиной 40 мм с теплопроводностью 0,16 Вт/(м∙К), пергамин толщиной 1,5 мм с теплопроводностью 0,17 Вт/(м∙К), опилки толщиной 50 мм с теплопроводностью 0,1 Вт/(м∙К) и песок для строительных работ толщиной 30 мм с теплопроводностью 0,5 Вт/(м∙К).

Задача 1.14.

Рассчитать потери теплоты через дверь размером 1×2 м жилого дома при наружной расчетной температуре -290С.

Задача 1.15.

Рассчитать потери теплоты через окно размером 1,5×1,5 м гаража при наружной расчетной температуре -310С.

1.2 РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ ЧЕРЕЗ ПОЛ

Потери теплоты через полы, расположенные на грунте или на лагах, определяются по зонам - полосам шириной 2 м, параллельным наружным стенам.

где R1=2,15 (м2.К)/Вт; R2=4,3(м2.К)/Вт; R3=8,6(м2.К)/Вт; R4=14,2(м2.К)/В -

термические сопротивления отдельных зон неутепленного пола; A1,А2,А3,А4 – площади соответственно 1,2,3,4 зон полос, м2;

tв, tн.р. - расчетная разность температур, 0С.

Сопротивление теплопередачи утепленных полов, расположенных на грунте, определяется так же для каждой зоны по формуле

7

Задачи к разделу 1.2

Задача 1.16.

Рассчитать потери теплоты через железобетонный пол размером 30×45 м. Температура внутренняя помещения 160С, наружная расчетная температура -350С.

Задача 1.17.

Рассчитать потери теплоты через подвал со стенами толщиной 0,28 м с теплопроводностью 0,8 Вт/(м∙К). Пол подвала расположен на 2 м ниже уровня земли, раз-

меры пола 8×7 м. Температура в подвале 100С, наружная расчетная температура

-350С.

Задача 1.18.

Рассчитать потери теплоты через пол размером 10×15 м. Пол состоит из досок толщиной 30 мм с теплопроводностью 0,17 Вт/(м∙К), расположенных на лагах. Температура внутренняя помещения 180С, наружная расчетная температура -350С.

Задача 1.19.

По схеме на рисунке 4 рассчитать теплопотери через пол жилого дома для усло-

вий г.Уфы, если λ1=0,4 Вт/(м∙К) и δ1=0,5 см, λ2=0,15 Вт/(м∙К) и δ2=4 см, λ3=1,8 Вт/(м∙К) и δ3=100 см.

Рисунок 4 Расчетная схема к задаче

1.19.

Задача 1.20.

Для бетонного пола фермы с внутренней температурой 80С по рисунку 5 определить потери теплоты при наружной расчетной температуре -330С.

Рисунок 5 Расчетная схема к задаче 1.20.

9

1.3 РАСЧЕТ ДОБАВОЧНЫХ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ

Добавочные тепловые потери через наружные ограждения, двери и окна зависят от различных факторов и их значения исчисляют в долях от основных потерь

(Фдоб.= Ф).

Величина добавочных потерь приводится в приложении Г (Таблица Г1). Добавочные потери теплоты на нагревание наружного воздуха, инфильтрующе-

гося через притворы окон, дверей и ворот (Фдоб.=Финф.), для помещений производственных зданий можно принимать в размере 30% от основных теплопотерь.

где Vt-нормативный воздухообмен, 3м3/ч на 1м2 жилой площади; =1,2 кг/м3- плотность воздуха;

Ср =1,0 кДж/(кг К)-удельная массовая теплоемкость воздуха; А – площадь пола жилых комнат, м2;

tн.в. - расчетная зимняя температура вентиляционного наружного воздуха, 0С.

При расчете тепловых потерь отапливаемыми помещениями жилых зданий из суммы основных и добавочных потерь следует вычесть бытовые тепловыделения в количестве 21 Вт на 1м2 площади пола жилых комнат и кухонь.

При расчете тепловых потерь производственных помещений из суммы основных и добавочных потерь следует вычесть тепловыделения технологическим оборудованием, расчет которых дается в § 22.3 /1/.

Задачи к разделу 1.3

Задача 1.21.

Через наружные поверхности ограждений производственного здания теряется 8500 Вт теплоты. Определить добавочные теплопотери.

Задача 1.22.

Стена жилого дома обращена на север. Потери теплоты составляют 3100 Вт. Найти добавочные теплопотери.

Задача 1.23.

Определить добавочные теплопотери через две вороты размером 3×2,5 м. Температура внутренняя помещения 120С, наружная расчетная температура -320С.

10