Часть 3. Энергетические и экологические проблемы использования теплоты

Тема 1. Теплоснабжение предприятий промышленности

Производственное теплопотребление. Расход теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Схемы теплоснабже­ния и их анализ. Теплоснабжение транспортных предприятий.

Методические указания

Теплоснабжение предприятий включает производство тепловой энер­гии, ее транспортирование и экономное распределение теплоты между потребителями. Потребителями теплоты предприятий являются технологическое обо­рудование и технологические процессы, система горячего водоснабже­ния для технологических и хозяйственно-бытовых нужд, системы отопле­ния и вентиляции. Теплоснабжение потребителей обеспечивается, как правило, горячей водой и паром. Горячая вода надежно и экономно обеспечивает теплотой системы отопления, вентиляции, хозяйственно бытовые нужды и некоторые технологические процессы производства. Пар обеспечивает экономное протекание многих технологических процессов. Теплоснабжение предприятий связано со значительными трудо­затратами, которые изменяются в зависимости от схемы теплоснабже­ния. Поэтому необходимо изучить схемы теплоснабжения автотранспортных предприятий при использовании горячей воды и пара в качестве теплоносителей. Обратите внимание на тип установки (паровая котельная, водогрейная котельная или теплоэлектроцентраль) и на параметры теплоснабжения. Нужно уметь определять расход теплоты на технологические нужды, отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.

Расчетный (макси­мальный) расход теплоты (Вт) на технологические нужды:

Q^Р_тех =278 · 10³ ∑ q_iP_{i ,}

где q_i — удельный расход теплоты на выработку продукции, ГДж/т;

Р_i — производительность предприятия, т/ч.

Расчетный (максимальный) расход теплоты (Вт) на отопление:

Q^P_от = q₀ · V_н (t_вн – t_нар) ,

где q_о—удельная отопительная характеристика здания, Вт/(м²·К);

V_н — объем отопительных зданий по наружному обмеру, м³;

t _вн— средняя температура воздуха внутри помещения, °С;

t _нар — расчетная наружная температура воздуха, °С.

Расчетный (максимальный) расход теплоты (Вт) на вентиляцию:

Q^Р_вен = q_в V_н (t_вн – t_нар),

где q_в— удельная вентиляционная характеристика здания, Вт/(м²·К).

Расчетный (максимальный) расход теплоты (Вт) на горячее водо­снабжение

Q^P_г.в. = 2G_вс_в (t^cp_г.в. – t_х..в.)/η_в,

G_в — расход горячей воды на технологические и хозяйственно-бытовые нужды, кг/с;

с_в —теплоемкость воды, Дж/(кг · К);

t^ср_г.в. — средняя температура горячей воды, °С;

t _х.в. — температура холодной воды;

η_в=0,94...0,97 — коэффициент полезного использования теплоты в водоподогревателях.

Литература: [1] с. 637—655, [2] с. 240—248, 252—254.

Вопросы для самопроверки

1. Перечислите виды теплопотребления и источники теплоснабжения предприятий. 2. Как определяют расход теплоты на технологические нужды? 3. Как определяют расход теплоты на отопление? 4. Как определяют расход теплоты на вентиляцию? 5. Как определяют расход теплоты на горячее водоснабжение?

Тема 2. Энергетические и экологические проблемы использования теплоты

Токсичность продуктов сгорания. Воздействие токсичных выбросов на человека и окружающую среду. Парниковый эффект и его последствия. Экономия запасов ископаемых ресурсов. Понятие о возобновляемых источниках энергии (ВИЭ). Роль ВИЭ в топливно- и теплопотреблении страны. Источники ВИЭ и их использование. Перспективы использования ВИЭ. Альтернативные виды топлива. Энергопотребление на автомобильном транспорте.

Методические указания

Развитие теплотехники на ближайшее будущее заключается в решении двух глобально важных проблем: экономии ископаемых источников энергии и защите окружающей среды. ВИЭ находят все большее применение и могут стать лучшим решением этих проблем.

Литература: [1] с. 637—655, [2], с. 255—259.

Вопросы для самопроверки

1. Что называют ВИЭ? 2. Каковы источники ВИЭ и их использование? 3. Преимущества использования ВИЭ? 4. В чем заключаются экологические и энергетические проблемы использования теплоты? 5. Из чего состоят затраты энергии на один автомобиль?

I I Содержание курсовой работы (I части) и исходные данные по ее выполнению

1. Задание на курсовую работу

В задании на курсовую работу указан тип цикла. Это один из изученных на лекционных занятиях циклов: цикл Карно, цикл ДВС со смешанным подводом теплоты, цикл ДВС с изобарным подводом теплоты, цикл ДВС с изохорным подводом теплоты, цикл ГТУ с изобарным подводом (без регенерации и с регенерацией теплоты).

Заданы также некоторые из параметров характерных точек цикла и некоторые величины, характеризующие заданный цикл. Состав рабочего тела задан массовыми долями компонентов, составляющих газовую смесь, или массами компонентов газовой смеси.