Введение

УДК 621.311(07) Р15

Рецензент

, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры ТТиГГД Политехнического института СФУ

P15 Энергетические системы жизнеобеспечения : программа курса и ме­тод. указания по выполнению курсовой работы для студентов заочной формы обучения укрупненной группы 140000 «Энергетика, энергетиче­ское машиностроение и электротехника» направления подготовки спе­циалистов (спец. 140104.65 «Промышленная теплоэнергетика») / сост. . - Красноярск : ИПК СФУ, 2009. - 12 с.

Печатается по решению Редакционно-издагедьского совета университета

© Сибирский федеральный университет, 2009

1 кчатается в авторской редакции Оформление:

Подписано в печать 17.02.2009. Печать плоская Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 0,7 Тираж 500 экз. Заказ 21.3СЭ

Издательско-полшрафичсский комплекс Сибирского федерального университета 660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 79

Отпечатано в типографии ИПК СФУ 660074, 8

ВВЕДЕНИЕ

Цель изучения дисциплины — ознакомить будущего специалиста с энер­гетическими системами жизнеобеспечения человека, включающими в себя системы отопления, вентиляции, кондиционирования, хозяйственно-питьевого и горячего водоснабжения, позволяющими обеспечивать комфортные условия жизнедеятельности человеческого организма в помещениях промышленных предприятий при минимальных затратах энергетических ресурсов.

Задачи изучения дисциплины освоить физические основы отопитель - но-вентиляционпой техники, назначение систем кондиционирования, хозяй - ственно-гштьевого и горячего водоснабжения на промышленных предприяти­ях, а также конструктивные и эксплуатационные особенности аппаратов и устройств этих систем, уметь разбираться в системах отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха, водоснабжения, совершенствовать схемы и ап­параты этих систем с целыо экономии энергии и повышения надежности их работы.

Дисциплина «Энергетические системы жизнеобеспечения» базируется на знаниях, полученных при изучении дисциплин «Высшая математика», «Физика», «Гидрогазодинамика», «Теоретические основы теплотехники», «Ко­тельные установки и парогенераторы», «Централизованное теплоснабжение».

Дисциплина изучается в 8 и 9-м семестре, их изучение заканчивается выполнением курсовой работы. Формой контроля является экзамен. Планом - графиком учебного процесса по курсу «Энергетические системы жизнеобес­печения» предусмотрены лекции (8 часов), практические занятия (4 часа), са­мостоятельная работа (58 часов).

1. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 1.1. Введение

Краткая история развития энергетических систем обеспечения жиз­недеятельности человека, тины отопительных и вентиляционных систем, применяемых в промышленности, санитарно-гигиенические требования к этим системам. Задачи и содержание курса.

Тепловлажностный баланс производственных помещений. Расчетные температуры внутреннего и наружного воздуха. Потери тепла через огражде­ния зданий. Требуемое сопротивление теплопередаче. Теплотехнический рас­чет ограждений. Тепловая характеристика зданий. Теплоустойчивость осаж­дающих конструкций. Источники тепловыделения внутри помещений и их учет в тепловом балансе. Влажностный режим помещении. Воздухо - и паро - проницаемость ограждений промышленных зданий. Тепловлажностный ба­ланс для зимнего и летнего периодов. Тепловые балансы помещений с посто­янным и переменным температурным режимом.

Системы отопления промышленных предприятий

Общие сведения о системах отопления, применяемых в помещениях предприятий. Классификация систем отопления и требования, предъявляемые к ним. Основные принципиальные схемы отопительных систем. Применяе­мые теплоносители и их технико-экономическое сравнение. Водяные систе­мы отопления. Понятие о системах отопления с естественной циркуляцией. Системы водяного отопления с искусственной циркуляцией. Конструктивные элементы водяных систем. Методы гидравлического расчета трубопроводов систем водяного отопления с естественной и принудительной циркуляцией. Паровые системы отопления. Принципиальные схемы, преимущества и не­достатки паровой системы отопления. Гидравлический расчет систем парово­го отопления. Системы воздушного отопления. Область применения и схемы воздушного отопления. Количество и температура воздуха для отопления. Местное воздушное отопление. Рециркуляционные воздухонагреватели. Ото - пительно-вентиляционные агрегаты, их типы и характеристики. Расчет теп­ловой мощности воздушных тепловых завес и выбор вентилятора. Системы нанельно-лучистого, электрического, газового отопления. Гигиенические ос­новы и расчетные температуры в помещениях. Принципы действия, схемы и конструктивные исполнения. Нагревательные приборы систем центрального отопления. Определение поверхности нагревательных приборов. Особенно­сти расчета поверхности нагрева приборов в однотрубных системах. Разме­щение приборов в помещении.

Системы вентиляции промышленных предприятии

Гигиенические и технологические задачи вентиляции. Понятие о спо­собах вентилирования помещений: общеобменная и местная вентиляция, приточная и вытяжная вентиляция, естественная и механическая вентиляция. Определение воздухообмена. Вредные выделения в производственных поме­щениях. Предельно допустимые концентрации вредных выделений. Опреде­ление воздухообмена по установленным нормам и кратности. Перемещение воздуха по воздуховодам. Потери давления на преодоление трения по длине и на местные сопротивления. Методы расчета вентиляционной сети и выбора вентилятора. Устройства для подачи воздуха в помещения промышленных предприятий. Подача воздуха: горизонтальными струями, через плафоны, че­рез перфорированные панели. Конструктивные элементы систем вентиляции и обработки воздуха. Воздухонрисмные вентиляционные устройства, выбор места их расположения. Воздушные фильтры и пылеулавливающие устройст­ва. Утилизация тепла вентиляционных выбросов. Водяные и паровые возду­хоподогреватели. Воздухозапорная и регулирующая арматура. Основные приемы вентилирования. Воздушные души и воздушные завесы. Местные от­сосы. Понятие об аэрации промышленных зданий и область ее применения.

1.4. Системы кондиционирования

Общие сведения. Назначение и область применения установок конди­ционирования воздуха в промышленности. Техника кондиционирования и ее роль. Системы кондиционирования воздуха на промышленных предприятиях. Классификация систем кондиционирования воздуха. Центральные однозо - нальные и многозональные системы. Построение в I-d диаграмме рабочих процессов обработки воздуха в кондиционерах. Местные системы кондицио­нирования воздуха в помещениях. Термовлажностная обработка воздуха. Ос­новное оборудование, используемое в технике кондиционирования. Нагрев воздуха, расчет и подбор секций подотрела. Увлажнение воздуха. Охлажде­ние воздуха. Типы оросительных камер и режимы их работы. Поверхностные воздухоохладители. Охлаждение воздуха с помощью льда. Осушение воздуха в адсорберах и абсорберах. Холодоснабжение и теплоснабжение систем кон­диционирования. Источники холода для систем кондиционирования. Схемы присоединения воздухоохладителей к системам холодоснабжения. Аккумуля­торы холода. Установки косвенного испарительного охлаждения. Схемы снабжения теплом воздухона1ревателей. Использование теплового насоса в системах кондиционирования.

1.5. Системы хозяйственно-питьевою и горячего водоснабжения предприятии

Назначение, требования к качеству и параметрам воды. Методы опре­деления потребности в хозяйственно-питьевой воде. Методы ее обработки и очистки. Расчет я выбор основного оборудования. Назначение, параметры, режимы работы систем. Методы определения потребности предприятия в во­де для бытового горячего водоснабжения. Применяемые схемы, их выбор. Состав оборудования систем бытового горячего водоснабжения, методы его расчета и подбора.

2. ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ЛЕКЦИОННЫХ ЗАНЯТИЙ

ВВЕДЕНИЕ (0,5 часа).

Раздел 1. СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ (3 часа):

Систем),! отопления промышленных предприятий; Водяные системы отопления; Паровые методы отопления; Системы воздушного отопления; Нагревательные приборы систем отопления.

Раздел 2. СИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИИ ПРОМЫШЛЕННЫХ 11РЕДПРИЯГИЙ (2 часа):

Системы вентиляции промышленных предприятий; Общие сведения; Определение воздухообмена; Перемещение воздуха по воздуховодам; Основные приемы вентилирования.

Раздел 3. СИСТЕМЫ КОИДИЦИОНИРОВАНИЯ (2 часа):

Системы кондиционирования; Общие сведения; Системы кондиционирования воздуха на промышленных пред­приятиях; Термовлажностная обработка воздуха.

Раздел 4. СИСТЕМЫ ХОЗЯЙСТВЕННО-ПИТЬЕВОГО И ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ (0,5 часа).

3. ЗАДАНИЕ И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Системы отопления и вентиляции относятся к инженерным сетям зда­ний и являются системами жизнеобеспечения, постоянное пребывание людей в зданиях без них невозможно. При конструировании здания предусматрива­ют возможность размещения и удобной эксплуатации инженерных сетей и оборудования, обеспечивающих благоприятный климат в помещениях.

Целью выполнения курсовой работы «Расчет мощности системы ото­пления и вентиляции производственного здания» является закрепление теоре­тических знаний, полученных студентом при изучении курса, и использова­ние этих знаний при решении практических задач на производстве.

Методика расчета и оформлении пояснительной записки

При выполнении курсового проекта (работы), студент должен рассчи­тать мощность системы отопления и объемы вентиляции по избыткам тепла, вредностям и сумме местных отсосов технологического оборудования.

При разработке проекта кроме данного пособия следует ознакомиться с основной нормативной и учебной литературой, приведенной в библиографи­ческом списке.

Предполагаемый состав расчетов в курсовой работе следующий:

Тепловой режим помещения; Выбор состава технологического оборудования и персонала; Выбор расчетных параметров внутреннего и наружного воздуха; Расчет тепловых потерь промышленного здания; Определение теплопоступлений в помещениях промышленного здания; Составление таблицы теплового баланса и ее анализ; Определение влаговыделений, газовыделений и объемов вентиляции; Определение влаговьтделепий; Определение газовыделений; Определение объемов местной приточной и вытяжной вентиляции;

Заключение.

Вариант задания на курсовую работу и принимается из таблицы соглас­но по последней цифре зачетной книжки. Курсовая работа оформляется в ви­де расчетно-пояснителыюй записки, выполняемой на листах формата A4 и приложений. В конце пояснительной записки следует дать список использо­ванной литературы, а в тексте сделать ссылки па этот список, называя источ­ник [1], [2] и т. д.

Порядок вычислений по формулам следующий: приводится расчетная формула в общем виде (при вычислениях по эмпирическим, мало известным формулам указывается источник); поясняются буквенные обозначения, и размерности; поясняются основания для выбора значений величин, входящих в формулу; производится собственно вычисление; у итоговой величины ука­зывается размерность. Эти размерности должны быть указаны у всех встре­чающихся в записке размерных численных величин.

При выполнении вычислений в табличной форме перед расчетной таб­лицей должна быть приведена расчетная формула. В заголовках таблицы обя­зательно указывать размерности. В курсовой работе проекте желательно употребление Международной системы единиц СИ.

Задание

Рассчитать мощность систему отопления и объемы вентиляции произ­водственного здания (прил. 1).

Исходные данные

Теплоснабжение - централизованное с температурой теплоносителя! 50 на 70 °С. Располагаемое давление — 20 кПа.

Стены:

штукатурка Хшт = 0,76 Вт/мК, 6т := 0,02 м; плиты жесткие минераловатные >.шт = 0,06 Вт/мК, бшт ~ 0,05 м; кирпич Хк = 0,7 Вт/м К, 5К - 0,51 м; штукатурка Хшт = 0,76 Вт/м К, б^. = 0,02 м.

Перекрытие:

рубероид 4 слоя Хру6 = 0,17 Вт/м К, б pye = 0,01 м; утеплитель (минплита) \ут~ 0,064 Вт/м К, бу,- = 0,02 м; железобетон = 1,92 Вт/м К, 6жб = 0,2 м.

Пол бетонный, неутепленный.

Окна - двойное остекление в раздельных деревянных переплетах.

Таблица

Варианты исходных данных для проектирования

Наименование	Значение по последней цифре номера зачетной книжки
показателей	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Район строительства	Воронеж	Москва	Пенза	X U « о я Я ^	м X н 0« PQ	со -е - >>	Екатеринбург	С.-Петербург	fr с Е; О И	Красноярск
Тип цеха (прил. 2)	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Ориентация фасада здания	С	Ю	3	В	СЗ	св	ЮЗ	Ю в	Ю	в

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Основной

Богословский, B.1I. Отопление и вентиляция: учеб. для вузов/ , , П. 11 Разумов. - 2-е изд., перераб. и доп. М. : Стройиздат, 1980. - 295 с. Дроздов, и вентиляция: учеб. для вузов по спец. "Теплогазоснабженис и вентиляция"/ . - М. : Высш. шк., 1976 - Т. 1. Отопление. - 1976. - 280 с. Кокорин, технологии функционирования систем вентиляции, отопления, кондиционирования воздуха (систем ВОК) / . - М. : Проспект, 1999. - 206 с. Сканави, и расчет систем водяного и воздушно­го отопления зданий / . - 2-е изд. перераб. и доп. - М. : Стройиз­дат, 1983.-304 с. Тихомиров, , теплогасоснабжение и вентиляция: учеб. для вузов / , . 4-е изд. Перераб. и дои. - М. : Стройиздат, 1991. -480 с.

Донол н ительны й

Мальцев, и вентиляция промышленных зданий: ме­тод. указания к курсовому проекту / . - Хабаровск: изд. Х1ТИ, 1984.-39 с. , Отопление и вентиляция промышленного здания: ме­тод. указания по курсовому проекту / , . Хабаровск: изд. ХПИ, 2000. - 44 с.

Приложение 2 Состав технолог ического оборудования и персонала

Механический цехи холодной обработки металла

Станок заточный 3M-634 Плоскошлифовальный станок СК-371 Птоскошлифовальный станок 372-Б Универсальный заточный станок ЗА-64 Обдирочный станок

Резьбошлифовальный станок с масляным охлаждением Ленточно-шлифовальный станок с масляным охлаждением Персонал 15 человек

Сборочно-сварочный цех

Стол для сварки мелких изделий Столы на стационарных постах

Автомат АДК-500-6 для сварки в среде углекислого газа Машина для точечной сварки МП 1-75 Машина для точечной сварки АТП-10 Персонал 15 человек

Кузнечно-прессовый цех

Печь нагревательные камерные щелевые 11ечь нагревательные камерные Пресс кривошипный горячей штамповки Установка индукционная нагревательная КИН51А Персонал 10 человек

Гальванический цехи

Ванна для никелирования Ванна для цианистых процессов Ванна для процессов хромирования Полировальный круг Персонал 5 человек

Предприятие по обслуживанию автомобилей

Кузнечный горн на 1 огонь

Печь с площадью пола 0,56 м

Электровулканизационный аппарат модели 6140

11аровая мульда для вулканизации покрышек

Воздушный компрессор ГАРО-1101

Ванна для снятия старой краски и промывки кабин

Ванна для мойки агрегатов автомобилей 2200x1000

Ванна для мойки покрышек с подогревом

Ванна для закалки деталей

Персонал 20 человек

Окрасочный цех

Воздушный компрессор Покрасочная камера Печь для обжига порошковых эмалей Персонал 10 человек

Формовочный цех завода по производству железобетонных изделий

Ямная пропарочная камера

Стендовые формы

Кассеты заглубленные

Кассеты напольные

Кассеты ЗКМ-1-31

Кассеты ЦПИ (лестничные марши)

Автоклав (в общем помещении с формовкой и остыванием изделий Персонал 12 человек

Термический цех

Электропечь сопротивления камерная СПЗ-6,5.13 4,0/10

Печь термическая с размером пода 1,4x1,8

Электрованна масляная

Ванна со щелью 0,61 х 1,0x0,8

Бак для закалки в масле 1,5x1,0x2,0

Персонал 8 человек

Аккумуляторное отделение

Шкаф для зарядки аккумуляторов в общем помещении Стеллаж для зарядки аккумуляторов Верстак для сборки и разборки аккумуляторов Ванна для промывки деталей аккумуляторов 11ерсонал 4 человек

Деревообрабатывающий цех

Станок круглопильный с автоподачей для продольной распиловки

Станок круглопильный универсальный

Станок торцовочный

Станок ленточнопильный столярный

Станок фуговальный двусторонний

Станок рейсмусовый односторонний

Станок четырехсторонний строгальный:

Станок от горизонтальных валов

Станок от вертикальных валов

Станок шипорезный

Станок шлифовальный ленточный с подвижным столом Персонал 25 человек

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение        3

Содержание дисциплины        3 Введение        3 Системы отопления промышленных предприятий        4 Системы вентиляции промышленных предприятий        4 Системы кондиционирования        5 Системы хозяйственно-питьевого и горячего водоснабжения предприятия        5 Перечень тем лекционных занятий        5 Задание и порядок выполнения курсовой работы        6

Библиографический список        В

Приложение 1        9

Приложение 2        10