Termisk beregning med eksempel

Termisk beregning- også kendt som "beregning af gasforbrug" (Mosoblgaz-udtryk) - vil give følgende oplysninger for dit anlæg:

• Varmekrav
• Til opvarmning
• For at kompensere for varmetab gennem bygningsventilation
• Til tilberedning af varmt vand
• Brændstofkrav (normalt naturgas)
• Maksimalt gasforbrug pr. time (højst kold periode vinter)
• Årligt gasforbrug (for hele opvarmningsperioden)

Brændslet anvendes både til varmeproduktion (kedelhuse) og af teknologisk udstyr, hvis sådant anvendes på anlægget. Eksempel på teknologisk udstyr: tapetproduktionslinje, ovn, luftvarmer osv. - alt udstyr, der har mindst én gasbrænder og brænder gas.
Ved termotekniske beregninger, ved beregning af det maksimale time- og årlige brændstofforbrug, tages der hensyn til alle brændstofforbrugere.

Hvem har brug for termiske beregninger?

Beregning er nødvendig i forskellige tilfælde:

• Karakter. Du skal bygge et objekt, og du skal evaluere:
• Strøm af det fremtidige kedelhus, omkostninger til kedler
• Hvor meget gas vil der være brug for til anlæggets behov? Med disse tal vil du gå til Mosgaz\Mosoblgaz for at finde ud af, om de vil give dig så meget gas? Især er kapaciteten af ​​gasnet i nærheden af ​​anlægget begrænset.
• Påkrævet dokument. Når du kommer til Mosgaz\Mosoblgaz og beder dem om gas, er det første, de vil bede dig om, en termisk ingeniørberegning.

Hvorfor skal gastjenester betale? Det er enkelt - før de giver dig tekniske specifikationer, skal de forstå, hvor meget gas du skal bruge - valget af det rør, du får lov til at skære i, afhænger af dette - det valgte rør skal dække dit brændstofbehov. Det kan ske, at alle rørene i nærheden af ​​dit anlæg er overbelastede, og gastjenester vil ikke være i stand til at dække dit brændstofbehov - i dette tilfælde vil du blive nægtet forgasning.

Så du skal bruge en beregning, hvis du skal have gas:

• For et anlæg under opførelse
• Når du rekonstruerer et objekt
• Du kommer til at nægte at købe varme fra byen og bruge dit eget kedelhus
• Til produktionsudstyr (teknologi)
• Du har allerede bygget alt, endda købt varmekedler, men det viste sig, at du ikke har et skøn! - dette sker også ofte på trods af, at termotekniske beregninger bør udføres først, på præ-designstadiet

Når vi siger OBJECT, mener vi følgende muligheder:

• Lave boliger (hytter)
• Hyttelandsbyer
• Landsbyer
• Boligkvarterer
• Boligkomplekser
• Indkøbscentre
• Lagerkomplekser
• Garager
• Administrative bygninger
• Restauranter
• Kontorbygninger
• Hoteller
• Industri- og lagerkomplekser
• Banker
• Fyrrum
• Fabrikker
• Skoler
• Idrætsskoler
• Børnehaver
• Fodboldstadioner
• Bilvask
• Auto tech. centre
• Templer
• trykkerier
• Hospitaler
• Landbrugsvirksomheder: kostalde, kalvestalde, fjerkræfarme
• Drivhuse (op til flere hektar i areal)
• og andre genstande - vi er ikke bange for vanskeligheder!

Alle de ovennævnte typer objekter har allerede været i vores praksis. Liste over vores kunder

De stoler på os:

• IKEA-koncernen
• Innovationscenter "Skolkovo"
• Fodboldklubben "Lokomotiv"
• Hellige Treenighed Sergius Lavra
• Teknisk center "Scania-Rus"

Hvad skal du bruge for at lave beregningen?

For at udføre en kvalificeret termisk beregning kræves følgende indledende information:

• opvarmning - plantegning angivelse af parametrene for lokaler og sektioner af bygninger (teknisk pas BTO)
• ventilation - funktionelt formål lokaler og luftudveksling pr. time
• Brugsvand - antal varmtvandsopsamlingssteder (blandehaner, brusere, håndvaske, badekar), antal sæder i spisestuen, antal kg tørt linned pr. skift i vaskeriet, antal arbejdere pr. skift mv.
• teknologiske behov - Detaljeret beskrivelse teknologisk proces, antal og effekt af brændere for hvert udstyr
• luft-varme gardiner- antallet af porte, deres størrelser, placering og tidsplan for deres arbejde - driftstimer pr. dag og antallet af samtidigt opererende VTZ'er
• svømmebassiner - deres typer, antal og størrelser.

Desuden at udføre termoteknisk beregning nødvendige bygningsoplysninger overordnet plan (antal arbejdsskift, antal arbejdsdage pr. år, antal arbejdere pr. skift).

For at beregne det årlige gasforbrug i elektriske produktionsanlæg (gasstempel eller gasturbiner) er det nødvendigt at tilvejebringe typisk daglig tidsplan for elektrisk belastning for "vinter" og "sommer".

Termoteknisk beregning vil bestemme kedeleffekten

En af opgaverne ved termotekniske beregninger for et boligbyggeri eller industrianlæg er at bestemme den termiske effekt, der kræves for at sikre højkvalitets opvarmning af anlægget.

Termisk beregning af opvarmning indebærer viden om detaljerede oplysninger om objektet, uden hvilken det er umuligt at foretage en kvalitativ analyse af varmeomkostninger. Disse indikatorer omfatter:

• overordnede dimensioner af lokalerne: længde, bredde, højde
• indendørs temperatur
• ventilationsdata (luftudveksling)
• gulvtype: over jorden/under jorden

Termisk ingeniørberegning af opvarmning giver dig mulighed for at bestemme den termiske effekt, der kræves til at opvarme rum (bygninger), men normalt stiger tallet med 15-20% for at give en strømreserve i tilfælde af force majeure.
På dette trin af beregningen kan du vælge varmekedler til anlægget - beregningen vil fortælle dig kedelrummets effekt.

Beregningen vil bestemme den nødvendige mængde brændstof

Termisk beregning er primære dokument, på grundlag af hvilken gasgrænsen opnås ( tekniske specifikationer) for et objekt. Uden beregning er det ikke muligt at få specifikationer.

Opvarmning er en af ​​de kritiske systemer i huset, som muligheden afhænger af behageligt ophold hele året rundt.

Når du installerer opvarmning, er det vigtigt at tage højde for alle nuancer og vælge det maksimale effektivt system varmesystem, der passer bedst til dit hjem.

Og hvis afbrydelser i vand- eller elforsyningen kan overleves, så er afbrydelser i varme om vinteren et meget ubehageligt fænomen.

I betragtning af vigtigheden af ​​varmesystemet bør dets pålidelighed og effektivitet bestemmes allerede på husets designstadium. Det er nødvendigt at beregne det nødvendige antal varmeradiatorer i stuer for at undgå muligheder, hvor det enten er for varmt eller omvendt for koldt. Derudover er det nødvendigt at opnå ensartet varmefordeling i rum og på gulve. For at løse alle disse problemer beregnes varmeforbruget til opvarmning af bygningen eller termoteknisk beregning.

Termoteknisk beregning af bygningen

Termoteknisk beregning er beregningen af ​​varmeforbruget til opvarmning, der kræves for at skabe behagelige forhold bor i lokaler. Termisk ingeniørberegning er den vigtigste til beregning af hele varmesystemet.

Tabel til beregning af varmeforbrug til opvarmning ved brug forskellige typer kedler

Det er nødvendigt at tage højde for, at ethvert hus under drift mister varme og giver det væk til miljø. Desuden afhænger mængden af ​​varmeforbrug af bygningens designfunktioner. Disse varmetab bør gendannes ligeligt.

Det er næsten umuligt at beregne varmekompensation med øjet. Til præcis definition varmeforbrug til opvarmning kræver en termoteknisk beregning. Ellers kan du lave fejl, der er en størrelsesorden højere eller lavere end de faktiske data. Termiske beregninger tager normalt højde for mange faktorer, der kan påvirke varmetabet. Disse faktorer omfatter, som tidligere nævnt, designfunktioner bygninger, ud over dem, påvirkes varmetabet af de materialer, der anvendes til konstruktion og udsmykning af bygningen, bygningens placering i forhold til kardinalretningerne og fremherskende vinde, konstruktionsområdets temperaturkarakteristika og andre anvendte konstruktionsløsninger i opførelsen af ​​bygningen.

Er nøjagtig termisk beregning nødvendig?

Hvorfor er nøjagtig termisk ingeniørberegning nødvendig?

For det første udvælges udstyr til varmesystemet baseret på beregningen, herunder beregning af varmekedlens effekt, bestemmelse af antallet af radiatorer i hver radiators rum og sektioner, planlægning af det varme gulv og valg af vandvolumen som en kølevæske i varme- og ventilationssystemet. Hvis du har brugt mange penge på dit varmeanlæg og ikke har fået nok varmt hjem, det vil ikke være behageligt nok.

For det andet, efter at have udført en sådan beregning, kan du være sikker på, at der ikke var nogen overbetaling hverken for det købte udstyr eller for arbejdet med dets installation. Det vil sige, at du ud fra beregningen kan vælge lige præcis det udstyr, der er i stand til at opvarme din bolig uden at generere overdreven varme. Selvfølgelig kan overskudsvarme bruges til andre behov, men det bærer også ekstra udgifter til opvarmning. Derudover har sælgere af varmeudstyr en tendens til at overvurdere mængden af ​​udstyr, du har brug for, da dette direkte påvirker deres indtjening, så beregning vil hjælpe dig med at undgå overbetalinger. Som praksis viser, reducerer en korrekt beregnet mængde udstyr omkostningerne til varmesystemet med 20-25%.

For det tredje er en termoteknisk beregning nødvendig ved tilslutning af en gasforsyning, som krævet af reglerne. Det er nødvendigt at vælge en specifik varmeenhed og mængden af ​​forbrugt gas. I dette tilfælde udføres beregningen i den indledende fase, da forgasningsprojektet allerede skal angive gaskedlens mærke og effekt.

Hvad omfatter en termoteknisk beregning?

Korrekt termisk beregning udføres i to trin. På første trin beregnes bygningens varmetab, og effekten beregnes varmeudstyr og valg af antal varmeradiatorer.

Beregning af varmeforbrug

For nøjagtigt at kunne beregne mængden af ​​varme, der er nødvendig for at opretholde den optimale temperatur i boliger (+20...+22°C) i den kolde årstid, bør du kende husets varmeforbrug under forholdene lave temperaturer(-30…-35°С). Mængden af ​​varme vil derfor være lig med mængden af ​​varmeforbrug.

Ved beregning af varmeforbrug tages der hensyn til tykkelsen af ​​vægge, gulve og lofter, materialer, der anvendes til konstruktion og efterbehandling, tilstedeværelsen af ​​en kælder og loft samt den termiske ledningsevne af vinduer og døre. Resultatet af den samlede beregning af alle disse indikatorer er husets samlede varmetab (i kW).

Til beregninger skal minimumstemperaturen tages som vinterperiode, lig med -40°С. Den behagelige temperatur i boliger anses for at være +20°C. Baseret på disse værdier er temperaturforskellen 60°C.

Hvis det ikke er muligt at beregne absolut alle varmetab, inklusive dem, der opstår på grund af heterogeniteten af ​​materialet i vægge eller lofter, eller dem, der opstår fra kuldebroer eller store områder døre og vinduer, så kan du bestemme rækkefølgen af ​​varmeforbruget og vælge varmeudstyr i denne rækkefølge. Alle uklarheder i beregningen fortolkes i retning af stigende varmeforbrug, hvilket vil føre til en stigning i varmeudstyrets kraft.

Forskellige mængder bruges i beregninger, da enheders effekt måles i watt (W) eller kilowatt (kW), og brændværdien af ​​udstyr eller den varme, der frigives under brændstofforbrænding, måles i joule (J) eller kilokalorier (kcal) . Derfor er en sammenhæng mellem disse mængder nødvendig for at beregningerne er korrekte:

1 W/m2 *deg = 0,86 kcal/m2 *time*deg = 3600 J/m2 *time*deg.

Fra dette forhold er det klart, at hvis koefficienten for termisk modstand af en væg lavet af ekspanderet lerbeton med dens isolering med polystyrenskum er omkring 0,2 Watt/grad, så er en sektion af en sådan væg med et areal på 1 kvadratmeter vil afgive omkring 12 W varme ved en temperaturforskel på 60°C eller 43200 J eller 10,3 kcal.

Men under virkelige forhold slipper varme ikke kun gennem væggene, men også gennem taget og gulvet. Hvis huset ikke har et udstyret loft, så er varmetabet gennem taget lig med tabet gennem væggene, det vil sige de samme 12 W varme pr. kvadratmeter tag.

Hvis vi tager et tagareal på 200 m2 til beregninger, vil varmetabet gennem et sådant tag være 2400 W eller 8,64 MJ eller 2064 kcal.

Varmetabet gennem gulvet er heller ikke nul. Og selvom der i nærværelse af en kælder, som normalt opretholder en positiv temperatur, temperaturforskellen ikke vil være mere end 20 ° C, vil varmetabet stadig udgøre 1 kW eller 3,6 MJ eller 860 kcal.

Men på trods af varmetab gennem tage og gulve, er varmetab gennem vægge normalt det væsentligste. Beregningerne tager kun hensyn til de vægge, der er i kontakt med ydre miljø, da inde i bygningen i forskellige rum cirka samme temperatur holdes, hvilket betyder, at der ikke er noget varmetab. Til beregninger kan du tage det samlede areal af ydervæggene til 150 kvadratmeter. Varmetab gennem dem vil være 12 W/m2 *150 m2 =1800 W.

Det samlede varmetab for en sådan bygning vil være 2400 W + 1000 W + 1800 W = 5200 W = 5,2 kW = 4472 kcal = 18,72 MJ hver time.

Som tidligere nævnt er kraften af ​​varmeudstyr lig med husets varmetab. Dette resulterer i en minimumseffekt på varmesystemet på 5,2 kW. Dette tal gælder dog kun, hvis varmen er jævnt fordelt. Sådan et udviklingsscenarie i moderne hus praktisk talt urealistisk. Alle moderne huse har mange vægge og skillevægge, indvendige døre og kilder til luftkonvektion, hvilket betyder, at minimumseffekten af ​​termisk udstyr kan øges med 50%. Derfor bør kedeleffekten være på niveauet 7-8 kW med den mest ensartede varmefordeling og et korrekt designet varmesystem.

Er givet magt stor eller lille til landsted? I ovenstående beregninger er et hus med med samlet areal omkring 200 m2. For en sådan bygning er dette tal meget lille. Den varme, som anlægget genererer, svarer til, hvad der kan opnås i 40 graders frost ved afbrænding af 2-3 kg træ eller 1 liter brændsel.

Derudover er der i beregningerne ikke taget højde for andre varmekilder i huset, som f.eks Hårde hvidevarer eller pejs. Men selv en sådan omtrentlig beregning vil hjælpe dig med at vælge varmeudstyr til et landhus. En anden mulighed for at reducere varmeforbruget i en bolig og spare brændstof eller strøm er et distribueret varmesystem, når temperaturen er forskellige rum bygninger reguleres individuelt. For eksempel i stort hus Det er ikke nødvendigt at holde samme temperatur i alle rum, det er nok at have optimal temperatur i beboelseslokaler, og i de rum, hvor der er nr permanent ophold, hold temperaturen på +10°C. Et distribueret varmeanlæg kan i højere grad udnytte yderligere varmekilder såsom solvarme, en vandvarmebeholder eller en mindre elkedler.

Beregning af antallet af varmeradiatorer

Når det er beregnet påkrævet beløb varme og effekt af varmeudstyr, det nødvendige antal varmeradiatorer for hvert rum bestemmes. Dette er nødvendigt for at fordele varmen jævnt og kompensere for varmeforbruget i hvert rum separat.

Metoden til at beregne antallet af radiatorer er ret enkel. Bygningsreglementer anbefaler en varmekilde på mindst 100 watt pr. kvadratmeter område for at opretholde optimal temperatur.

Antallet af varmeradiatorer beregnes ved formlen:

1. I=S*100/P, hvor.
2. I - antal varmeradiatorer.
3. S er rummets areal (m2).
4. P- termisk kraft en radiatordel, som bestemmes af producenten.

Denne formel tager dog ikke højde for andre faktorer, der påvirker mængden af ​​varmekilder i rummet:

• vinduestype (k1) - moderne plast termoruder reducere varmetab;
• antal ydervægge (k2) - end flere vægge gå udenfor, jo større varmetab gennem dem;
• tilstedeværelsen af ​​et værelse over det beregnede rum (k3) - i nærvær af et loft falder varmetabet, ligesom antallet af radiatorer, og i dets fravær stiger det følgelig;
• rummets lofthøjde (k4) - denne koefficient er lig med 1 ved en strømningshøjde på 2,5 m. Efterhånden som loftshøjden stiger, øges koefficienten.
• antal vinduer (k5).

Radiatorens (P) termiske effekt afhænger af det materiale, den er lavet af. Ja, for støbejerns radiatorer værdi P = 145 W, og for bimetallisk - P = 185 W. De mest brændende er aluminium radiatorer, deres termiske effekt er P = 190 W.

Den generelle formel for antallet af radiatorer er:

I=S*k1*k2*k3*k4*k5*100/P

Det skal bemærkes, at jo bedre huset og dets enkelte elementer, såsom vinduer eller døre, er isoleret, jo lavere bliver varmeforbruget, og derfor lavere varmeomkostninger.

Rør layout design

Efter beregning af varmeforbruget og antallet af radiatorer designes rørfordeling til alle rum.

Det grundlæggende princip, hvorpå opvarmning fungerer, er princippet om cirkulation af kølevæske, i de fleste tilfælde vand. Kølevæsken leverer varme fra varmekilden, som er kedlen, til varmeradiatorerne. I radiatorer afkøles vandet, overfører varme til rummet og vender tilbage til kedlen.

Temperaturen i rummene afhænger af vandets hastighed i rørene og af vandets temperatur. Hvis der begås fejl ved design af rørlayoutet, kan vandhastigheden være lavere end nødvendigt, hvilket vil føre til et fald i temperaturen i fjerne områder varmesystem med kedlen i fuld effekt. For at overvinde dette problem skal hydraulisk modstand tages i betragtning. Hydraulisk modstand er den kraft, der forhindrer spredning af vand i systemet. Hvis den hydrauliske modstand i en sektion af varmesystemet er høj, vil mængden af ​​vand, der når denne sektion, være minimal.

Flere faktorer påvirker den hydrauliske modstand:

• Antallet af bøjninger af varmerør og længden af ​​hele systemet. Jo større deres antal, jo sværere er det for vandvolumenet at overvinde modstanden;
• Rørsektion. Med et stort tværsnit af rør vil mængden af ​​vand, der passerer gennem systemet, være større, ligesom dets hastighed, hvilket vil sikre god opvarmning;
• Det materiale, som rør og radiatorer er lavet af. Ja, y metal-plastik rør modstand mod spredning af vand er mindre end for metal med samme tværsnit;
• Temperatur og type kølevæske. Frostvæskens hydrauliske modstand vil være højere end vands.

Summen af ​​alle disse faktorer påvirker den samlede systemmodstand og opvarmning. Denne karakteristik beregnes ved hjælp af specielle tabeller eller computerprogrammer. Værdien af ​​denne egenskab bruges til at bedømme om cirkulationspumpe til pumpning af vand eller naturlig cirkulation af vand vil være tilstrækkelig. Hvis opvarmningen er enkel nok, så naturligt kredsløb vand vil blive leveret normalt arbejde varmesystemer. Hvis opvarmningen er forgrenet, med mange bøjninger, er en kraftig vandpumpe praktisk talt nødvendig.

For at beregne varmen til opvarmning af en bygning er det nødvendigt at beregne varmetab korrekt, vælge den passende kedel og radiatorer og også beregne deres mængde. Udover, vigtigt punkt er bestemmelse af hydraulisk modstand og valg af en cirkulationspumpe.

Kun en kombination af alle disse faktorer og nøje planlagt opvarmning vil give dig mulighed for at nyde varmen fra vinteraftener.

Varme til dit hjem!

Ugens mest populære blogartikler

A. Eksempler på beregninger af varmekredsløb i kedelhuse

Som et eksempel er angivet beregningen af ​​det grundlæggende termiske diagram for et kedelhus med dampkedler (se fig. 5.5), med følgende startdata og driftsbetingelser.

Fyrrummet er designet til at levere damp til procesforbrugere og til at opvarme varmt vand til opvarmning, ventilation og varmtvandsforsyning til boliger og offentlige bygninger. Varmeforsyningssystemet er lukket. Damp genereret i dampkedler, bruges på teknologiske behov: med parametre 14 kgf/cm 250°C - 10 t/h med parametre 6 kgf/cm 2, 190°C - 103 t/h; til varmelegemer netværksvand med parametre 6 kgf/cm2, 190°C (beregnet varmebelastning i form af varmt vand 15 Gcal/h), samt til eget behov og genopfyldning af tab i fyrrum. Temperaturgrafen for varmenetværk for et boligområde er 150 - 70°C. Beregnet minimumstemperatur udeluft - 30°C. Til beregninger er temperaturen på råvandet om vinteren 5°C, om sommeren - 15°C, vandopvarmning før vandbehandlingsanlægget er op til 20°C. Afluftning af foder og efterfyldningsvand udføres i atmosfæriske afluftere ved en temperatur på 104°C; fødevand har en temperatur på 104°C, efterfyldningsvand 70°C.

Afkastet af kondensat fra procesdampforbrugere er 50 %, og dets temperatur er 80°C. Kontinuerlig udrensning af dampkedler er tilvejebragt ved hjælp af separeret damp i en fødevandsudlufter. Fyrrummet er efter arbejdets natur industrielt. Varmebelastning kort varighed af stående minusgrader: -30°C - 10 timer; - 20°C - 150 timer; - 15°C - 500 timer; -10°C - 1100 timer; - 5°C - 2400 timer og 0°C - 3500 timer med en samlet varighed fyringssæson 5424 timer.

Eksempler på beregninger af termiske kredsløb af kedelhuse, udført for maksimale vinterforhold.

Dampforbrug til opvarmning af vandvarmere

hvor G er strømmen af ​​netværksvand, t/h; Q ov = 15 Gcal/h - varmeforbrug til opvarmning, ventilation til varmtvandsforsyning under hensyntagen til tab ifølge opgaven; i poy - entalpi af reduceret damp, kcal/kg; i K - kondensatentalpi efter kondensatkøleren, kcal/kg; i l - entalpi af vand efter varmeren, kcal/kg; i 2 - entalpi af vand foran varmelegemet, kcal/kg.

Samlet forbrug af reduceret damp for eksterne forbrugere

Samlet forbrug af frisk damp for eksterne forbrugere, t/h,

hvor D t = 10 t/h - forbrug af frisk damp;

i nв - entalpi af fødevand, kcal/kg; i′ poy er entalpien for frisk damp, kcal/kg.

Ved at erstatte de angivne værdier får vi:

Mængden af ​​vand, der sprøjtes ind i ROU-desuperheateren, når der produceres reduceret damp til eksterne forbrugere, bestemmes af formlen:

Ved beregning af en reduktion-køleenhed tages der ikke højde for varmetab til miljøet på grund af deres ubetydelighed.

Dampforbrug til kedelrummets øvrige behov er foreløbigt, med efterfølgende afklaring, antaget at udgøre 5 % af eksternt dampforbrug:

Kedelrummets samlede dampydelse, under hensyntagen til tab antaget at være 3 %, og dampforbrug til andre behov i kedelrummet:

Tabet af kondensat, under hensyntagen til 3% af dets tab inde i kedelrummet, vil være:

Forbrug af kemisk renset vand med en vandtabsrate i varmenet på 2 % samlede forbrug netværksvand er lig med summen af ​​kondensattab og mængden af ​​vand til genopladning af varmenetværk:

Tager vi vandforbruget til et vandbehandlingsanlægs egne behov svarende til 25 % af forbruget af kemisk renset vand, opnår vi forbruget af råvand:

Dampforbrug pr damp-vandvarmer råvand kan bestemmes efter afklaring af temperaturen på råvandet bag dampkedlers nedblæsningsvandkøler.

Mængde vand, der kommer fra kontinuerlig nedblæsning:

hvor p pr = 3 % er den accepterede procentdel af kedeludblæsning, bestemt afhængigt af kvaliteten af ​​kildevandet og metoden til kemisk vandbehandling.

Mængden af ​​damp ved udløbet af den kontinuerlige blæsende ekspander i henhold til formel (5.9)

hvor x er tørhedsgraden af ​​den damp, der forlader ekspanderen. Mængde vand, der forlader expanderen:

De udførte beregninger giver os mulighed for at bestemme temperaturen på råvandet efter skyllevandskøleren:

hvor jeg køler =50 kcal/kg er entalpien af ​​rensevandet efter køleren.

Dampforbruget for en råvandsdamp-vandvarmer bestemmes af formel (5.14):

Kemisk renset vand opvarmes: i en vandvarmeveksler til efterfyldningsvandaflufteren ved at afkøle vandet fra 104°C til 70°C; i en damp-vandvarmer til fødevandsaflufteren på grund af varmen fra den reducerede damp.

Opvarmning af kemisk renset vand i dampkølere fra afluftere i I dette tilfælde er ubetydelig og tages ikke i betragtning, da det praktisk talt ikke påvirker nøjagtigheden af ​​kredsløbets beregning. Temperaturen på vandet, der kommer ind i aflufteren efter varmeveksleren for at afkøle påfyldningsvandet, bestemmes ud fra ligningen varmebalance varmeveksler:

hvor t′ hov = 18 °C er vandtemperaturen efter vandindtaget; G sub = 188*0,02 = 3,8 t/h - makeup vandforbrug; G sub/hov = 3,5 t/h - præaccepteret strømningshastighed af kemisk renset vand, der kommer ind i aflufteren for at genoplade varmenetværk.

Dampforbrug til efterfyldningsvandaflufter:

Under hensyntagen til mængden af ​​damp, der bruges til at opvarme vandet, vil det faktiske forbrug af kemisk renset vand, der kommer ind i aflufteren til efterfyldningsvand, være:

som afviger lidt fra den tidligere accepterede værdi på 3,5 t/t.

Dampforbruget for dampvandvarmeren af ​​kemisk renset vand, der kommer ind i fødevandsaflufteren, bestemmes på samme måde som den foregående:

hvor G pit/khov = G k.not = 60,9 t/h - forbrug af kemisk renset vand, der går til varmelegemet; i" xow - entalpi af vand efter varmelegemet, kcal/kg; i xow - entalpi af vand før varmelegemet, kcal/kg.

Den samlede mængde vand og damp, der kommer ind i fødevandsaflufteren, minus opvarmningsdampen,

den gennemsnitlige temperatur vil være:

Disse beregninger giver os mulighed for at bestemme dampforbruget til fødevandsaflufteren:

Så det samlede forbrug af reduceret damp inde i fyrrummet til dets egne behov:

Kedelrums dampproduktion under hensyntagen til interne tab:

Uoverensstemmelsen med værdien af ​​D, der er taget i betragtning i den foreløbige beregning, er 7,3 t/h, hvilket er 4,8 %, så beregningen bør afklares under hensyntagen til den øgede dampstrøm. til kedelhusets eget behov.

Revideret dampforbrug:

Beregningen af ​​kedelrummets termiske kredsløb for andre tilstande udføres på samme måde som det betragtede. Til installation i et kedelrum, under hensyntagen til koefficienten for det maksimale dampbehov K = 0,95 - 0,98, accepteres tre dampkedler med en dampkapacitet på 50 t/h hver. følgende parametre: tryk 14 kgf/cm 2, temperatur 250°C. Sådanne kedler produceres af Belgorod-anlægget "Energomash".

B. Eksempler på beregninger af kedelhus termiske kredsløb for lukket system varmeforsyning.

Eksempler på beregninger af kedelhus-termiske kredsløb udføres for den, der er vist i fig. 5.7 grundlæggende termisk diagram af fyrrummet. Fyrrummet er designet til at forsyne varmt vand boliger og offentlige bygninger til varme-, ventilations- og varmtvandsforsyningsbehov. Termiske belastninger kedelrummet, under hensyntagen til tab i eksterne netværk under maksimale vinterforhold, er som følger: til opvarmning og ventilation 45 Gcal/h; til varmtvandsforsyning 15 Gcal/h. Varme netværk arbejde efter temperaturdiagram 150-70°C. For varmtvandsforsyning er der vedtaget en blandet ordning for opvarmning af vand til abonnenter. Den estimerede mindste udendørstemperatur er 26°C. Opvarmning af råvand før kemisk vandbehandling til 20°C - fra 5°C om vinteren og 15°C om sommeren. Afluftning af vand udføres i en aflufter kl atmosfærisk tryk. Årsplan fyrrumsbelastninger giver ris. 5.20, som giver data om varigheden af ​​ydre temperaturer på et døgn.

Eksempler på beregninger af termiske diagrammer for kedelhuse er tilvejebragt for fem karakteristiske driftsformer for varmeforsyningssystemet og for to vandtemperaturer ved kedlernes ind- og udløb. Når varmtvandskedler kører på kul med lavt svovlindhold, holdes vandtemperaturen ved indløbet til kedlerne konstant t = 70°C, ved kedlernes udløb t′ K = 150°C. Hovedberegningen udføres for maksimum vintertilstand. Varmeforsyning til varme og ventilation Q0.n=45 Gcal/h. Varmeforsyning til varmtvandsforsyning er Q gw = 15 Gcal/h, hvilket giver fyrrummets samlede varmekapacitet Q K = 60 Gcal/h.

Det estimerede timeforbrug af netvand til varme- og ventilationsbehov i henhold til formel (5.21) vil være:

Ris. 5,20. Kedelhus lastdiagram med varmtvandskedler og data om varigheden af ​​udetemperaturen.

Det estimerede timeforbrug af vand til varmtvandsforsyningsbehov i henhold til formel (5.23) vil være:

Når abonnenter anvender en blandet vandvarmeordning til varmtvandsforsyning, anvendes varmen fra returnetvandet efter varme- og ventilationssystemerne. Beregningen kontrollerer temperaturen på returnetvandet efter de lokalee, som ifølge formel (5.22) er lig med:

Samlet beregning for timeforbrug af netvand i henhold til formel (5.25)

Vandforbrug til make-up med tab på 2 % i varmenet:

Råvandsforbrug til kemisk vandbehandling til egne behov på de sidste 25 % af produktiviteten:

Temperaturen af ​​kemisk renset vand efter varmeveksleren - efterfyldningsvandkøler 9, installeret efter aflufteren 10,

hvor G XOB = 10 t/h er det tidligere accepterede forbrug af kemisk renset vand; cin = 1 kcal/kg;

Givet opvarmningsvandets strømningshastighed Gsub/gr = 6 t/h og temperaturen ved udløbet af varmeren i det næste trin af opvarmning af kemisk renset vand t gr = 108°C, bestemmer vi temperaturen på vandet, der kommer ind i aflufteren:

Under hensyntagen til de beregnede værdier, temperaturen af ​​råvand før kemisk vandbehandling:

Varmevandsforbruget til udluftningsinstallationen bestemmes ud fra varmebalanceniveauet:

Ved opstilling af en opgørelse over vandmængden i en kedelinstallation bør værdien af ​​G d/gp tages i betragtning ved bestemmelse af vandforbruget til fødevarmenet. Forbruget af kemisk renset vand til make-up vil være:

Vandtabet i køleren er ubetydeligt og kan negligeres ved udarbejdelse af en balance uden at gå på kompromis med nøjagtigheden. På accepteret temperatur vand ved indgangen til kedlerne t = 70°C, ved udgangen fra dem t K = 150°C vil vandstrømmen gennem kedlerne være:

Ved en temperatur returvand t TC = 42,6°C for at opnå en vandtemperatur ved kedlens indløb på 70°C, kræves følgende vandgennemstrømningshastighed til recirkulation [se. formel (5.33)]:

For tilstanden med maksimal varmekapacitet er der ingen vandgennemstrømning i bypass-ledningen:

For at kontrollere rigtigheden af ​​beregningen af ​​det termiske kredsløb skal du udarbejde en balance over mængden af ​​vand til hele kedelinstallationen.

Strømme gennem returledningen af ​​netværksvand:

EN estimeret strømningshastighed vand gennem kedlerne vil være:

Fordi en del varmt vand efter kedlerne går det til varmeapparaterne, til aflufteren og til recirkulation, strømningshastigheden af ​​netværksvand ved udgangen fra kedelrummet vil være:

Forskellen mellem de tidligere fundne og opdaterede vandstrømningshastigheder gennem kedlerne er ubetydelig (<0,5%), поэтому выполненный расчет.

Tabel 5.2. Resultater af beregning af det termiske kredsløb i et varmtvandskedelhus.

Eksempler på beregninger af termiske kredsløb i kedelhuse kan betragtes som fuldstændige. Hvis værdien afviger med mere end 3 %, er det nødvendigt at genberegne varmtvandsforbruget til hjælpebehov ved samme varmeydelse i fyrrummet. I dette eksempel på beregning af varmekredsløbet i et kedelrum er der ikke taget højde for stigningen i vandtemperaturen foran netværkspumperne på grund af varmen tilført med efterfyldningsvand og afkølet vand fra råvandvarmeren pga. lille værdi (mindre end 2%).

For andre driftsformer i kedelrummet udføres beregningen af ​​det termiske kredsløb på samme måde; dens resultater er vist i tabel. 5.2. I tilfælde, hvor der ikke er data om forbrug af varmt netvand til behov for varmtvandsforsyning og vandopvarmning til abonnenter, kan følgende procedure til bestemmelse af dette forbrug anvendes. Med et kendt vandforbrug til varmtvandsforsyning, t/h, kan den termiske belastning af førstetrinsvarmeren (retur til netværksvandledningen) (se fig. 5.3) bestemmes ud fra ligningen:

hvor - Δ t er den mindste temperaturforskel mellem opvarmet vand og opvarmningsvand, taget lig med 10°C; de resterende notationer i denne ligning blev givet tidligere.

Den termiske belastning af det andet trins varmelegeme, Gcal/h, hvor vandet opvarmes af direkte netværksvand, vil være:

Med en kendt værdi af den termiske belastning af det andet trins varmelegeme vil forbruget af netværksvand, t/h, for det være:

For lang tid siden blev bygninger og konstruktioner bygget uden at tænke over, hvilke varmeledningsevner de omsluttende konstruktioner havde. Med andre ord blev væggene simpelthen gjort tykke. Og hvis du nogensinde har været i gamle købmandshuse, så har du måske bemærket, at ydervæggene på disse huse er lavet af keramiske mursten, hvis tykkelse er omkring 1,5 meter. En sådan tykkelse af murstensvæggen sikrede og sikrer stadig et helt behageligt ophold for folk i disse huse, selv i de mest alvorlige frost.

Nu til dags har alt ændret sig. Og nu er det ikke økonomisk rentabelt at gøre væggene så tykke. Derfor er der opfundet materialer, der kan reducere det. Nogle af dem er: isolering og gassilikatblokke. Takket være disse materialer kan tykkelsen af ​​murværk for eksempel reduceres til 250 mm.

Nu er vægge og lofter oftest lavet af 2 eller 3 lag, hvoraf det ene lag er et materiale med gode varmeisoleringsegenskaber. Og for at bestemme den optimale tykkelse af dette materiale udføres en termisk ingeniørberegning, og dugpunktet bestemmes.

Du kan finde ud af, hvordan du beregner dugpunktet på næste side. Termiske beregninger vil også blive diskuteret her ved hjælp af et eksempel.

Nødvendige regulatoriske dokumenter

Til beregningen skal du bruge to SNiP'er, et joint venture, en GOST og en manual:

• SNiP 23-02-2003 (SP 50.13330.2012). "Termisk beskyttelse af bygninger." Opdateret udgave fra 2012.
• SNiP 23-01-99* (SP 131.13330.2012). "Bygningsklimatologi". Opdateret udgave fra 2012.
• SP 23-101-2004. "Design af termisk beskyttelse af bygninger".
• GOST 30494-96 (erstattet af GOST 30494-2011 siden 2011). "Bolig og offentlige bygninger. Indendørs mikroklimaparametre".
• Fordel. F.EKS. Malyavin "Varmetab af en bygning. Referencemanual".

Beregnede parametre

I processen med at udføre termiske beregninger bestemmes følgende:

• termiske egenskaber af byggematerialer af omsluttende strukturer;
• reduceret varmeoverførselsmodstand;
• overholdelse af denne reducerede modstand med standardværdien.

Eksempel. Termoteknisk beregning af en trelags væg uden luftspalte

Indledende data

1. Lokalklima og indeklima

Byggeområde: Nizhny Novgorod.

Bygningens formål: beboelse.

Den beregnede relative luftfugtighed af den indre luft under betingelse af ingen kondens på de indvendige overflader af udvendige hegn er lig med - 55% (SNiP 23-02-2003 paragraf 4.3. Tabel 1 for normale fugtforhold).

Den optimale lufttemperatur i en stue i den kolde årstid er t int = 20°C (GOST 30494-96 tabel 1).

Estimeret udelufttemperatur t ext, bestemt af temperaturen i den koldeste femdages periode med en sandsynlighed på 0,92 = -31°C (SNiP 23-01-99 tabel 1 kolonne 5);

Varigheden af ​​opvarmningsperioden med en gennemsnitlig daglig udelufttemperatur på 8°C er lig med z ht = 215 dage (SNiP 23-01-99 tabel 1 kolonne 11);

Gennemsnitlig udelufttemperatur for opvarmningsperioden t ht = -4,1°C (SNiP 23-01-99 tabel 1 kolonne 12).

2. Vægdesign

Væggen består af følgende lag:

• Dekorativ mursten (besser) 90 mm tyk;
• isolering (mineraluldsplade), i figuren er dens tykkelse angivet med tegnet "X", da det vil blive fundet under beregningsprocessen;
• kalksandsten 250 mm tyk;
• gips (kompleks mørtel), et ekstra lag for at opnå et mere objektivt billede, da dets indflydelse er minimal, men det eksisterer.

3. Materialers termofysiske egenskaber

Værdierne for materialeegenskaberne er opsummeret i tabellen.

Bemærk (*): Disse egenskaber kan også findes hos producenter af varmeisoleringsmaterialer.

Beregning

4. Bestemmelse af isoleringstykkelse

For at beregne tykkelsen af ​​det termiske isoleringslag er det nødvendigt at bestemme varmeoverførselsmodstanden af ​​den omsluttende struktur baseret på kravene til sanitære standarder og energibesparelser.

4.1. Bestemmelse af den termiske beskyttelsesstandard baseret på energibesparende forhold

Bestemmelse af opvarmningsperiodens graddag i henhold til punkt 5.3 i SNiP 23/02/2003:

D d = ( t int - t ht) z ht = (20 + 4,1)215 = 5182°C×dag

Bemærk: graddage betegnes også som GSOP.

Standardværdien af ​​den reducerede varmeoverførselsmodstand bør tages ikke mindre end de standardiserede værdier bestemt i henhold til SNIP 23-02-2003 (tabel 4) afhængigt af konstruktionsområdets graddag:

R req = a×D d + b = 0,00035 × 5182 + 1,4 = 3,214m2 × °C/W,

hvor: Dd er graddagen for opvarmningsperioden i Nizhny Novgorod,

a og b - koefficienter accepteret i henhold til tabel 4 (hvis SNiP 23-02-2003) eller i henhold til tabel 3 (hvis SP 50.13330.2012) for væggene i en boligbygning (kolonne 3).

4.1. Bestemmelse af termiske beskyttelsesstandarder baseret på sanitære forhold

I vores tilfælde betragtes det som et eksempel, da denne indikator er beregnet for industribygninger med overskydende følsom varme på mere end 23 W/m3 og bygninger beregnet til sæsonbestemt drift (efterår eller forår), samt bygninger med en estimeret intern lufttemperatur på 12 °C og derunder er varmeoverførselsmodstanden for omsluttende strukturer (med undtagelse af gennemskinnelige).

Bestemmelse af standard (maksimalt tilladt) modstand mod varmeoverførsel i henhold til sanitære forhold (formel 3 SNiP 02/23/2003):

hvor: n = 1 - koefficient vedtaget i henhold til tabel 6 for ydervæggen;

t int = 20°С - værdi fra de originale data;

t ext = -31°С - værdi fra de originale data;

Δt n = 4°С - den normaliserede temperaturforskel mellem temperaturen på den indre luft og temperaturen på den indre overflade af den omsluttende struktur, taget i henhold til tabel 5 i dette tilfælde for de ydre vægge i boligbyggerier;

α int = 8,7 W/(m 2 ×°C) - varmeoverførselskoefficient for den indvendige overflade af den omsluttende struktur, taget i henhold til tabel 7 for ydervægge.

4.3. Termisk beskyttelsesstandard

Fra ovenstående beregninger vælger vi for den nødvendige varmeoverførselsmodstand R req fra energibesparelsestilstanden, og benævn det nu R tr0 = 3,214 m 2 × °C/W .

5. Bestemmelse af isoleringstykkelse

For hvert lag af en given væg er det nødvendigt at beregne den termiske modstand ved hjælp af formlen:

hvor: δi - lagtykkelse, mm;

λ i er den beregnede varmeledningskoefficient for lagmaterialet W/(m × °C).

1 lag ( dekorativ mursten): R1 = 0,09/0,96 = 0,094 m2 × °C/W .

Lag 3 (kalksandsten): R 3 = 0,25/0,87 = 0,287 m2 × °C/W .

4. lag (gips): R 4 = 0,02/0,87 = 0,023 m2 × °C/W .

Bestemmelse af den mindste tilladte (påkrævede) termiske modstand af et varmeisolerende materiale (formel 5.6 af E.G. Malyavin "Varmetab i en bygning. Referencemanual"):

hvor: R int = 1/α int = 1/8,7 - varmeoverførselsmodstand på den indre overflade;

R ext = 1/α ext = 1/23 - varmeoverførselsmodstand på den ydre overflade, α ext er taget i henhold til tabel 14 for ydervægge;

ΣRi = 0,094 + 0,287 + 0,023 - summen af ​​de termiske modstande af alle lag af væggen uden et lag isolering, bestemt under hensyntagen til de termiske ledningsevnekoefficienter for materialer, der er vedtaget i kolonne A eller B (kolonne 8 og 9 i tabel D1 SP 23-101-2004) i overensstemmelse med væggens fugtforhold, m 2 °C /W

Tykkelsen af ​​isoleringen er lig med (formel 5.7):

hvor: λ ut - varmeledningskoefficient for isoleringsmaterialet, W/(m °C).

Bestemmelse af væggens termiske modstand ud fra den betingelse, at den samlede tykkelse af isoleringen vil være 250 mm (formel 5.8):

hvor: ΣR t,i er summen af ​​de termiske modstande af alle lag af hegnet, inklusive isoleringslaget, af den accepterede konstruktionstykkelse, m 2 °C/W.

Ud fra det opnåede resultat kan vi konkludere det

R0 = 3,503 m2 × °C/W> R tr0 = 3,214m 2 × °C/W→ derfor vælges tykkelsen af ​​isoleringen Højre.

Effekt af luftspalte

I det tilfælde, hvor tre-lags murværk bruges som isolering mineraluld, glasuld eller anden pladeisolering, er det nødvendigt at installere et ventileret luftlag imellem udvendigt murværk og isolering. Tykkelsen af ​​dette lag skal være mindst 10 mm, og helst 20-40 mm. Det er nødvendigt for at tørre isoleringen, som bliver våd af kondens.

Denne luftspalte er ikke et lukket rum, derfor, hvis det er til stede i beregningen, er det nødvendigt at tage hensyn til kravene i paragraf 9.1.2 i SP 23-101-2004, nemlig:

a) lag af struktur placeret mellem luftspalten og ydre overflade(i vores tilfælde er dette dekorative mursten (besser)), tages der ikke i betragtning i den termiske ingeniørberegning;

b) På overfladen af ​​strukturen, der vender mod laget, der er ventileret af udeluft, skal varmeoverførselskoefficienten α ext = 10,8 W/(m°C) tages.

Bemærk: luftspaltens indflydelse tages for eksempel i betragtning i termotekniske beregninger af plastik termoruder.

4.2 Termoteknisk beregning

Beregning af kedelvarmebalancen

Beregning af varmebalancen for en elektrisk opvarmet kedel for henholdsvis ikke-standard og stationære driftstilstande udføres ved hjælp af formlen:

hvor er nyttevarmen, J;

Varmetab til miljøet, J;

Varmetab som følge af opvarmning af strukturer, J.

Den nyttigt anvendte varme bestemmes for henholdsvis ikke-stationær og den betinget nyttigt anvendte varme for stationære driftstilstande ifølge udtrykkene:

Q יּ 1 = Δ WIּ * r

hvor W - maksimalt beløb vand i kogekarret ved den accepterede fyldningsfaktor g| hall = 0,82, kg;

C - vandets varmekapacitet, (J/(kg°C)), C = 4187 J/(kg °C)

(t n t k - start- og slutvandtemperaturer, henholdsvis °C; mængden af ​​fordampet vand under ikke-stationær kedeldrift

r er varmedannelsens varme, kJ/kg.

Varmetab fra kedelkabinettet til miljøet beregnes for ikke-stationære og stationære driftstilstande ved hjælp af formlen:

hvor er varmeoverførselskoefficienten, W/(m" °C);

Areal af apparatets overfladeelement, m 2

Temperaturen af ​​det ^te element af apparatets overflade, C;

t - enhedens driftstid, s.

Opvarmningstab af strukturen beregnes ved hjælp af formlen:

hvor er massen af ​​det ]-te element i apparatet,

Varmekapacitet for det ^. element i apparatet, J/(kg °C); - henholdsvis slut- og begyndelsestemperaturer for det første apparat, °C

Nyttig varme ved beregning af rådnetankkedler bestemmes ud fra betingelserne for opvarmning og kogende vand. Nyttigt brugt varme bestemmes for henholdsvis stationær og betinget brugt varme til stationære driftstilstande ifølge udtrykkene:

Q 1 = W C (t k vand – t n vand) + W * r

Hvor pweight er densiteten af ​​vand, pweight ~ 1 kg/d 3, ved en temperatur twater n = 20 °C; t vand k - kogepunkt, t vand k = 100 °C

For stationær tilstand, - for ikke-stationær;

g = 2257,5 kJ/kg - fordampningsvarme.

205 * 4187 * (100 - 20) = 68,67 * 106 J;

2,05 * 2257,2 = 4,63 * 106 J

Varmetab fra kedelkabinettet til miljøet bestemmes i ikke-stationære og stationære tilstande i henhold til formlen:

Overfladen af ​​kedelskalvæggene bestemmes som sideflade cylinder ifølge udtrykket:

Fk =n*D k *H total

Rk = 3,14 * 0,870 2/4 = 0,594 (m2)

Overfladen af ​​låget og den øvre vandrette overflade af kedlen bestemmes omtrent som arealet af en cirkel:

Fcr = p*D2cr/4

Fcr = 3,14 * 0,8702/ 4 = 0,594 (m2)

Starttemperaturen på hegnene antages at være lig med lufttemperaturen i rummet 11K = 1vand = 20 °C

Varmeoverførselskoefficienten kan beregnes ved hjælp af formlen:

a = 9,74 + 0,07* (I av] - (luft), (W/m2°C) - for ikke-stationær tilstand,

a" = 9,74 + 0,07 * (I ku- - 1v03), (W/m2oC) - for stationær tilstand,

Q5 = *3900 = 3,924 * 106

0"5= *3600 - 8,327 * 106 (J)

Varmetab fra bunden af ​​kedlen er ubetydelige og kan negligeres.

Tab som følge af opvarmning af strukturen bestemmes af udtrykket

Varmetab til opvarmning af kedelkogebeholderen bestemmes af formlen:

hvor er henholdsvis materialets varmekapacitet, massen og sluttemperaturen for kedelkogekarret.

Kogekarrets rumfang bestemmes af formlen:

Materialetæthed, kg/m - 7800.

Vægt af kogekarret, kg –

Min = 0,0036 * 7800 = 28,08 kg.

Sluttemperatur, Xw = 100°C.

Elementmaterialets varmekapacitet, J/(kg°C) - 462.

Qin6 = 462 * 28,08 * (100 - 20) = 1037,8 * 103 J

Kedeltabene til opvarmning af låget bestemmes af formlen:

Hvor Skr, Mkr, t kkr er henholdsvis materialets varmekapacitet, masse og kedellågets sluttemperatur.

Kedellåget er lavet af af rustfrit stål.

Varmekapacitet af rustfrit stål Сср = 462 J/(kg°С).

Materialets massefylde, kg/m3 - 7800. Sluttemperatur, °C X kkr = 95.

Lad os beregne volumenet af låget ved hjælp af formlen

Kedeltab til opvarmning af en ekstern kedel med en dampgenerator bestemmes af formlen:

hvor Сн, Мн, 1кн - henholdsvis materialets varmekapacitet, masse, sluttemperatur på den eksterne kedel med en dampgenerator. Den ydre kedel er lavet af kulstofstål.

Varmekapaciteten af ​​kulstofstål CH = 462 J/(kg°C).

Materialetæthed, kg/m3 - 7800.

Sluttemperatur, 1n = 109,3 ~ ^

Lad os beregne volumenet af en ekstern kedel med en dampgenerator ved hjælp af formlen:

hvor Siz, Miz, I kiz - henholdsvis materialets varmekapacitet, masse,

sluttemperaturen for den termiske isoleringsstruktur.

Elementmaterialet er asfalt.

Varmekapaciteten af ​​asfoli Siz er 92 J/(kg°C).

Densitet af asfoli, kg/m 3 20

Sluttemperatur:

Lad os beregne volumenet af den termiske isoleringsstruktur ved hjælp af formlen:

V= 0,008 * = 0,0138 m3.

Vægt af den termiske isoleringsstruktur, kg

Miz = 0,0138 * 20 = 0,276 kg.

(QI36 = 92 * 0,276 * (84,65 - 20) = 1,64 * 103 J

Varmetab til opvarmning af kedelhuset bestemmes af formlen:

Hvor Sk, Mk, 1kk er henholdsvis materialets varmekapacitet, masse og kedelkappens sluttemperatur.

Kedelhusets materiale er kulstofstål. Materialets varmekapacitet er 462 J/(kg°C). Materialetæthed - 7800 g/m3.

Sluttemperatur: tkk =60°C.

Lad os beregne rumfanget af kedelhuset ved hjælp af formlen:

Varmetab til vand i dampgeneratoren bestemmes af formlen:

hvor St, Mw, 1 kW - henholdsvis vandets varmekapacitet, masse og den endelige temperatur af vand i dampgeneratoren. Materiale: vand.

Vandets varmekapacitet, St = 4187 J/(kg°C).

Vandtætheden er 1000 kg/m3.

Sluttemperatur: (3 = 109,3 °C.

Lad os beregne mængden af ​​vand i dampgeneratoren ved hjælp af formlen:

Vв= 0,2* 0,2* 0,4 = 0,016m3

Vandmasse i dampgeneratoren, kg - Мв = Ув *рв

Mv = 0,016 * 1000 = 16 kg

Varmetab til opvarmning af vand i dampgeneratoren:

Qв6 = 4187 * 16 * (109,3 - 20) = 5982,38 * 103 J.

Varmetab til opvarmning af kedlens ramme og beslag bestemmes af formlen:

hvor SKar, Mkar, (kkar - henholdsvis materialets varmekapacitet, masse, rammens sluttemperatur og kedelbeslag.

Elementmateriale - kulstofstål.

Materialetæthed - 7800 kg/m3.

Elementvægt: 250% af kogekarrets vægt,

dvs. m = 28,08 * 250/100 = 70,2 kg

Sluttemperatur: tkar = (t s +t k)/2 = (109,3 + 60) / 2 = 84,65 °C

Materialets varmekapacitet er 462 J/(kg°C).

Qkar6 = 462 * 70,2 * (84,65 - 20) = 2096,75 * 103 J

Strukturens varmetab er:

Q 6 =1037,8*103+324,3*103+2429,6*103+1,64*103+230,63*103+5982,38 * 103 + 2096,75 * 103 = 12103,1 * 103 J

Varmetab til opvarmning af piedestalen tages ikke i betragtning på grund af deres ubetydelige værdi.

Varmeforbruget til ikke-stationær og stationær drift af kedlen er henholdsvis lig med:

Q zat = 68,67 * 106 + 3,924 * 106 + 12,10 * 106 = 84,694 * 10b J

Q/zat = 4,63 * 106 + 8,327 * 106 = 12,957 * 106 J

Beregning af rådnetankens varmeflade. Beregning af rådnetankens nødvendige varmeareal bestemmes af formlen:

hvor Q er mængden af ​​varme, der skal overføres gennem varmefladen pr. tidsenhed, W/(J/s);

k - varmeoverførselskoefficient fra kølevæsken til det opvarmede medium, W/(m2°C);

Δtslog - gennemsnitlig logaritmisk temperaturforskel, bestemt af formlen:

hvor Δtb, Δtm er henholdsvis den største og mindste forskel mellem temperaturen på kølevæsken og det opvarmede medium, °C.

Mængden af ​​varme, der overføres gennem varmefladen, er lig med:

Hvor Q er nyttevarme, J;

QВН6 - varmetab til opvarmning af kogekarret, J;

QВН6 - varmetab til opvarmning af kedellåget, J;

QВН6 - varmetab fra kedelhuset til miljøet, J.

Varmetabet fra kedelhuset til miljøet bestemmes af formlen:

hvor ak, Pk, *kk er henholdsvis varmeoverførselskoefficienten, kedelkappens overfladeareal, kedelkappens endelige overfladetemperatur.

Qk5 = 11,14 * 3,28 * (40 - 20) * 3900 = 2850 * 103 J.

Mængden af ​​varme, der overføres gennem varmefladen, er lig med:

Q = 68,67 * 106 + 1037,8 * 103 + 324,3 * 103 +2850,0 * 103 = 72,88 * 106 J.

Den gennemsnitlige logaritmiske temperaturforskel er lig med:

Δtclog = (109,3 - 20) - (109,3 - 100))/ 2,31 g* ((109,3 - 20) / (109,3 - 100)) = 35°C.

Varmeoverførselskoefficienten for tilfælde af varmeoverførsel fra kondenserende vanddamp til vand er omtrent lig med K = 2900 W/(m2°C).

Påkrævet overflade opvarmning vil være lig med:

F = 72,88 * 106/ (2900 * 3900 * 35) = 0,184 m2

Den faktiske varmeflade beregnes ved hjælp af formlen:

F = 3,14 * 0,743 * 0,594+ 3,14 * 0,7432 / 4 = 1,819 m2,

altså væsentligt mere end nødvendigt.

Varmeforbruget for kedlens ikke-stationære og stationære driftstilstande er henholdsvis lig med:

Q3aT = 84.694 * 106 J,

Q"3aT =12,957 * 106 J.

Koefficient nyttig handling kedel i ikke-stationær driftstilstand er lig med:

η = 68,67 * 10b/ 84,694 * 106 = 0,81 eller 81 %

Specifikt metalforbrug og varmeforbrug bestemmes af formlerne

hvor, Mm - massen af ​​apparatets metalstruktur, kg

hvor MP er massen af ​​det færdige produkt eller halvfabrikata

Lad os finde massen af ​​piedestalen: den er 400% af kogekarrets masse

Mposg = 28,08 * 400 / 100 = 112,32 kg

Mm = 28,08 + 9,36 + 58,89 + 0,276 + 12,48 + 70,2 + 112,32 = 291,61 kg.

Specifikt metalforbrug er lig med

Mm = 291,61 /250 = 1,17 kg/dm3.

Specifikt varmeforbrug

Q = 84,694 * 106 / 205 = 413,14 * 103 J/kg

Metalforbruget for det beregnede apparat er lavere end metalforbruget for serieproducerede enheder, hvilket forklares af en vis forenkling af dets design (enkelt låg, manglende beslag til kogekarret, lavere modvægt af låget osv.).

Hvad angår det specifikke energiforbrug, er det lidt højere på grund af kedlens lave fyldningsfaktor (ηzap ~ 0,82), når det, som for masseproducerede enheder, tages lig med 0,9.

4.3 energiberegning

Strøm varmeelementer med ikke-stationære og stationære tilstande arbejdet vil derfor være:

P = 84,694 * 106 / 3900 = 21,72 * 103 W = 21,72 kW

P" = 12,957 * 106 / 3600 = 3,60 * 103 W = 3,60 kW

Forholdet mellem kedeleffekt for ikke-stationær og stationær er lig med:

R/R" = 21,72/3,60

Under hensyntagen til kraften af ​​varmeelementer accepterer vi maksimal effekt P = 24 kW minimum P" = 4 kW. I dette tilfælde vil opvarmningstiden være

Traz = 84.694 * 106/24 * 103 = 3529 ~ 59 min.

Elektriske rådnetanke er tilsluttet trefaset netværk derfor, fra synspunktet om ensartet belastning af faserne, er det tilrådeligt at installere varmeelementer i en mængde, der er et multiplum af tre.

For den kedel, der beregnes, er den maksimale effekt P tilrådeligt lig med 24 kW (med seks varmelegemer på hver 4 kW parallelkoblet), og minimum P" lig med 4 W (to serieforbundne varmelegemer, et varmelegeme er afbrudt). I dette tilfælde er forholdet mellem kedeleffekten for ikke-stationære og stationære tilstande: P/P" = 24/4 = 6

Konklusion

Emne kursusprojekt Der var en opgave at udvikle en elektrisk kogekedel af typen KPE med en nyttig kapacitet på 250 liter.

Den udviklede elektrisk opvarmede rådnetank kedel opfylder kravene til madlavningsteknologi; giver varmebehandling produkter kl minimumsomkostninger energi, da den ikke har varme som følge af mekanisk og kemisk underforbrænding og med udstødningsgasser som fastbrændsel og gaskedler, specifikt forbrug varme på grund af relativt mindre tab til miljøet og opvarmning af strukturen; har høj grad pålidelighed, skaber optimale forhold arbejde for servicepersonale, gør deres arbejde lettere; forbedrer kvaliteten af ​​madlavning og kundeservice; øger produktiviteten og opfylder krav til sikkerhed og industriel hygiejne, hvilket sikrer driftspersonalets sikkerhed.

Bibliografi

1) Bogdanov G.A. etc. Udstyr af offentlige virksomheder Lærebog for miljøer. prof.-techn. skoler / G.A. Bogdanov, Z.M. ER. Bogdanov. - 3. udg., revideret. - M.: Økonomi, 1991. - 303

2) Gulyaev V.A., Ivanenko V.P., Isaev N.I. mv. Udstyr til handel og offentlige restaurationsvirksomheder. Fuldt kursus: Lærebog / prof. V.A. Gulyaeva. - M.: T4VFRA, 2004. - 543 s.

3) Zolin V.P. Teknologisk udstyr cateringvirksomheder. - M.: 14RPO, Akademiet, 2000. - 256 s.

4) Litvina L.S., Frolova Z.S. Termisk udstyr i offentlige cateringvirksomheder: Lærebog til pels. tekniske skoleafdelinger. - 3. udgave, og yderligere. - M.: Økonomi, 1980. - 248 s.

5) Lunin O.G., Veltishchev V.N., Kaloshin Yu.A. og andre Kursus- og diplomdesign. - M.: Fødevareindustri, 1990.

6) Titova A.P., Shlyakhtina A.M. Handel og teknologisk udstyr: Lærebog for tekniske videnskaber. tekniske afdelinger. - M.: Økonomi, 1983.-296 s.

Termoteknisk beregning af KPE-250S el-kedlen 3.1 Beregning af varmebalancen og bestemmelse af effekten af ​​KPE-250S Indledende data er angivet i tabellen, og diagrammet over KPE-250 kedlen er i Figur 5 Figur 5 - Designdiagram af den elektriske rådnetank: - lågets diameter, =; - husdiameter; - diameteren af ​​den ydre kedel; - kogekarets diameter; - apparatets samlede højde; - højde...

Arbejder, og automatiseret, hvor kontrol over sikkert arbejde og varmebehandlingstilstanden leveres af varmeapparatet selv ved hjælp af automatiske anordninger. I offentlige cateringvirksomheder kan varmeudstyr anvendes som ikke-sektionelt eller sektionelt, moduleret. Ikke-sektionelt udstyr er udstyr, der varierer i størrelse, design og...