- •3. Техническая деталь дипломного проекта по разделу инженерного оборудования предприятия общественного питания
- •3.1. Водоснабжение и водоотведение предприятия общественного питания
- •3.2. Отопление здания
- •3.3. Вентиляция и кондиционирование воздуха
- •3.5. Система электроснабжения
- •Приложения к разделу «Отопление»
- •Основные буквенные обозначения
- •Расход воды и стоков санитарными приборами
- •Нормы расхода воды потребителями
- •Основные технические характеристики нагревательных приборов
- •Список литературы к разделу 3
3.2. Отопление здания
Система отопления обеспечивает компенсацию потери тепла через наружные ограждения, что позволяет поддерживать в помещениях заданную расчетную температуру воздуха в помещениях в отопительный период, за который принимается время года, когда средняя дневная температура наружного воздуха становится ниже +80С. Расчетная температура помещений устанавливается по таблице 6 справочного пособия по проектированию предприятий общественного питания.
В современных зданиях имеется большое количество оборудования, которое способно выделять тепло (осветительные приборы, бытовые приборы, технологические приборы и т.д.). Для установления динамического равновесия затрата и потери тепла в отопительный период должны быть одинаковы. При таком условии система отопления способна обеспечить постоянство параметров микроклимата, чистоту воздуха в зависимости от категории помещений, экономичность системы отопления.
При проектировании системы отопления следует решить следующие вопросы:
Установить источник теплоснабжения (центральная система подачи тепла, использование бойлеров, электрическое отопление).
Принять тип теплоносителя (водяное, паровое, электрическое). Воздушное отопление в торговых учреждениях не рекомендуется.
Определить теплопотери через ограждающие конструкции с целью установления затрат тепла на отопление. При этом следует учитывать тепло от оборудования (тепловыделение).
Проверить возможности прогрева помещений в летний период времени за счет солнечной радиации.
Разработать систему разводки тепла (верхнего, нижнего).
Выбрать тип отопительных приборов.
В проекте все эти вопросы должны быть решены с соответствующими обоснованием, исходя из конкретных условий, и конкретно описаны.
Расчет теплопотерь в отопительный период.
Теплопотери можно определить путем суммирования потерь при преодолении потоком тепла термических сопротивлений R0 каждого участка ограждения помещения от внешней среды (стен, окон, дверей, пола) с учетом ориентации, площади ограждения .температуры наружного воздуха за отопительный период, внутренней температуры в помещениях. Годовой расчет ведется за расчетный отопительный период установлений нормами для пункта строительства.
Потери тепла через i-ю ограждающую конструкцию при таком расчете определяется по формуле:
Общие потери за сутки будут суммироваться по всем ограждающим конструкциям, т.е. равны . Добавляются к ним потери за счет инфильтрации воздуха , и вычитается из них дополнительное тепло поступающее в помещения от бытовой техники и оборудования.
Как видно такой расчет тепловых потерь, а, следовательно, и расчет тепла на отопление сложный и трудоемкий и делается обычно при рабочем проектировании отопления.
В детали к дипломному проекту следует расчет теплопотерь делать по укрупненным показателям на м3 объема здания. В таблице заимствованной из книги Ю.Д. Сибикина «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха», 2006г. Стр.82 приведены удельные расходы тепла на отопление и вентилирование для ряда зданий при перепаде температуры в один градус в течении одной секунды(потребная мощность отопления одного кубометра обьема здания).
Здания и сооружения. |
Объем здания по наружному обмеру, тыс. м3 |
, Вт/м30С | |
Для отопления |
Для вентиляции | ||
Жилые дома |
Менее 3 От 3 до 10 От 11 до 25 Более 25 |
0,49 0,38 0,33 0,30 |
- - - - |
Административные здания, конторы |
Менее 5 От 5 до 15 |
0,51 0,41 |
0,105 0,08 |
Предприятия общественного питания |
До 5 |
0,407 |
- |
Лаборатории |
Менее 5 Более 5 |
0,42 0,35 |
1,165 1,05 |
Количество тепловой энергии на отоплении за период времени Т, определяется по формуле:
(1), где
v – объем здания по наружному обмеру в пределах высоты от пола до верха утеплителя покрытия здания;
- средняя температура воздуха помещений;
- средняя температура наружного воздуха за отопительный период;
Т – время использования мощности теплового потока. в часах или в сутках отопительного периода. Для каждого региона установлено нормами и .
Определим потери тепла, следовательно, и потребность в тепловой энергии для здания рассматривавшегося в примере расчета водопотребления, кафе на 40 посетителей. Здание имеет строительный объем v = []м3. Проектируется для города Хабаровска, расчетная зимняя температура наиболее холодной пятидневки – 310С, средняя зимняя температура наружного воздуха в отопительный период – 10,10С, продолжительность отопительного периода 205 суток (см. СНиП 23-01-99, «строительная климатология»). Температуру внутри помещений примем среднюю в размере = 180.
Определим необходимую мощность отопительной системы, т.е. способность обеспечивать зданию параметры внутренней среды. Мощность измеряется работой (теплотой, потоком электричества) в 1 секунду.
.
За годовой отопительный период Т = 205 - будет расходоваться тепловая энергия в количестве.
-6 = 196,36 ГВт
Примечание:
Измерение работы, принято производить в настоящее время в системе СИ.
Поясним единицы измерения и связь их с единицами измерений в других системах.
Работу силы в один ньютон на пути в 1 метр условно принято называть джоулем (Дж). 1 Дж = 107 эрг =0,2388 кал. = 1 Ваттсек. Мощностью называют работу, совершаемую в течение времени в одну секунду. И она также измеряется в единицах работы. Работа, совершаемая электричеством в 1 сек с напряжением в 1 вольт и силой тока в один ампер принято называть Ваттом (Вт). Принципиально 1 Вт = 1 Дж. Для большого количества работы удобно пользоваться измерителями: Киловаттом, Мегаваттом, Гиговаттом (К, М, Г – это 1000, миллион, триллион).
В связи с тем, что в кафе будет оборудована вентиляция и кондиционирование будет дополнительно тратиться тепловая энергия на прогрев воздуха в кондиционерах и выброс ее через вентиляцию. Учтём что коэффициентами (1+β), к расчетной мощности отопительной системы, приняв β = 0,07. Тогда мощность отопительной системы кафе должна быть равной
А расход тепла за год, будет составлять:
Далее при выполнении детали к дипломному проекту надо установить потребность горячей воды на отопление. Это зависит от принимаемой системы подачи тепла (от единой системы, водонагревателей), наличие циркуляционных насосов, также подачи горячей воды (верхняя и нижняя разводка) и ряда других факторов и обычно разрабатывается специалистами по отоплению при рабочем проектировании.
Количество воды для циркуляции в системах отопления (на участке) определяется по формуле:
, где - расчетные потоки тепловой энергии на участке, Вт. , коэффициенты = 1,04-1,13 учитывают тип радиаторов, = 1,01-1,03 зависит от материала нагревателя (чугун, сталь, алюминий);
С- теплоемкость воды с=4,2 КДж/кг0С;
- температура воды поступающей в систему 0С,- 950С при поступление воды через элеватор в сеть.;
- температура воды на выходе из системы (-700С), а при поступление воды через водонагреватели (бойлеры) равно 60-650С.
Определяются возможные потери давления R в трубопроводах вызываемые шероховатостью поверхности труб,а также от поворотов и изгибов в них, от задвижек, фитингов и т. д.
, где - расчетное циркуляционное давление воды для рассчитываемого участка (колец) в Па. Оно определяется соответствующим расчетом, можно принять его порядком 150 Па;
- суммарная длина участка (кольца), м.
Далее по номограмме, приведенной в нормах, определяется диаметр трубопровода в кольце. Можно при принятом диаметре установить потери давления, скорость движения воды.
После этого подбираются приборы отопления, по примечанию. Количество секций в приборах устанавливается в зависимости от площади помещений или потери тепла через ограждающую конструкцию этого помещения, положение – рядовое или угловое, расчетной температуре воздуха в помещении и т. д. Всё это уже решается при разработке рабочего проекта системы отопления.
Продолжим расчет примера.
Определим количество воды для системы отопления кафе. Будем считать, что система монтируется из одного кольца с подачей воды из теплового узла, куда она поступает из городской системы, через элеватор. Количество тепла поступающего в систему составит
Соответственно количество горячей воды G в систему в час должно поступать в размере
Установим циркуляционное давление воды в системе в размере 150 Па (по нашему усмотрению без расчета).
Суммарная длина разводки системы в соответствии с предполагаемой разводкой отопительной сети по плану здания
Тогда потери давления могут составить . По номограмме при расходе воды равным 1596 кг/час и падении давления в кольце разводящей системы 1,55 Па, нужен будет диаметр трубы порядка 89 мм. Диаметр трубок для соединения с приборами 15-20 мм.
Количество секций в приборах отопления определяется исходя из теплоотдачи принятого прибора. Примем радиаторы МС-140-108 площадь поверхности нагрева 0,244 м2, номинальная плотность потери м2. Теплоотдача .
При полных теплопотерях со всех помещений кафе 11,086 КДж (КВт) надо поставить в помещениях кафе n секций.
секций.
Это количество можно распределить пропорционально площади помещений или обьему. Так в торговом зале площадью 73,9 м2 при общей площади помещений 236 м2 можно поставить ( 59/236 )73= 18 секций, под каждым окном по 6 секций. В остальных помещениях соответственно остальные секции. По аналогичной методике подсчитывается количество настенных или напольных конвекторов ( смотри приложение 9).
Желательно составить аксонометрическую схему сети отопления по такому же принципу как составлялись аналогичные аксонометрические схемы водопровода и канализации.
В пояснительной записке требуется описать эту схему с учетом правил расположения трубопроводов, крепления их, размещения приборов отопления конкретно для проектируемого объекта пользуясь изъявительным накоплением при построение фраз в записке.
В случае подачи горячей воды через систему с подогреванием (с бойлера, водогрейной установки) в отопительную систему следует подобрать циркуляционный насос. Он обычно устанавливается в тепловом пункте, там же где смонтирован водонагреватель. Характеристика насоса подбирается по объёму подаваемой воды G м3/час, давления циркуляции воды (КПа), мощности двигателя.