Энергоснабжение. Методические указания и контрольные задания

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ Восточно-Сибирский Государственный Технологический университет

ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ Методические указания и контрольные задания для студентов ускоренной формы обучения специальности 100400 «Электроснабжение» института подготовки кадров

Приводятся методические указания и контрольные задания для студентов ускоренной формы обучения специальности 100400 по дисциплине «Энергоснабжение». Контрольные задания включают задачи по определению теплового потребления жилыми, общественными и производственными зданиями и города в целом. Кроме того, даны задачи по расчету и подбору приборов учета расхода теплоты и теплоносителя. Имеются приложения с климатическими данными и удельными показателями расхода теплоты из СниПа и другой справочной литературы.

Ключевые слова: энергоснабжение, энергосбережение, теплоснабжение, расход теплоты, отопление, вентиляция, теплосчетчики

Составитель: к.т.н., доцент Содномова С.Д. Табл.6, Прилож. 7. Библиогр.: 4 назв. Содномова С.Д. Методические указания и контрольные задания для студентов ускоренной формы обучения специальности 100400 «Электроснабжение». Улан-Удэ.: Изд-во ВСГТУ,2004. 16стр.

Улан-Удэ, 2004г.

1. Общая характеристика курса Курс «Энергоснабжение» относится к циклу специальных дисциплин и предназначен для студентов специальности 100400 «Электроснабжение». Основной задачей курса является подготовка специалиста: - имеющего представление об энергоснабжении теплом и электроэнергией городов и промышленных комплексов; - умеющего определять тепловые нагрузки по укрупненным показателям; - разрабатывать эксплуатационные режимы с учетом надежного и экономичного функционирования системы; - понимать и знать проблемы энергосбережения в теплоэнергетике и жилищно-коммунальном комплексе. Предметные цели обучения Студент должен знать: - удельные показатели потребления энергии в городах, поселках РФ и других странах; - принципиальные схемы энергоснабжения района города; - схемы присоединения систем теплопотребления к тепловым сетям; режимы работы систем; основные направления и методы энергосбережения в народном хозяйстве в целом и жилищно-коммунальном хозяйстве в частности; - современное энергосберегающее оборудование и приборы учета, контроля тепловой энергии.

2. Методические указания Контрольные задания состоят из комплексных задач по определению теплового потребления жилых, общественных зданий так и работы города в целом. При выполнении задания студент должен научится работать с технической и справочно-нормативной литературой. Климатические данные для городов в /1,2/, для некоторых городов даны в приложении 1. Удельные отопительные характеристики жилых, общественных и производственных зданий даны /1,2/ и можно выбирать из приложений 2,3,4. Для жилых зданий, расположенных в районах с расчетной температурой для отопления отличающейся от tн = -300С вводится поправочный коэффициент К, см. приложение 5. Для определения тепловых нагрузок для района города укрупненный показатель максимального расхода теплоты на отопление 1м2 общей площади определяют по СНиП /4/ или приложению 6. Решать задачи, необходимо строго придерживаясь своего варианта. Условие задачи должно быть приведено полностью. Решение задач сопровождать краткими пояснениями и подробными вычислениями, указывать размерность величин. В конце выполненной контрольной работы студент ставит свою подпись и приводит список использованной литературы. На обложке тетради указать название предмета, фамилию, инициалы, шифр, специальность и домашний адрес.

Чита

6

7

8

9

9000

10000

17000

20000

30000

40000

15000

10000

8000

2

3

4

5

6

7

8

9

Административное здание

Больница

Иркутск

5

1

15000

Улан-Удэ

4

Школа

Красноярск

3

0

11000

Омск

2

9

Детский сад

Томск

1

8

9000

Новосибирск

0

7

Универмаг

9

6

6000

8

5

5000

7

4

12000

6

3

7000

5

2

Баня

4

1

10000

3

Последняя цифра шифра Объем здания V н, м 3

0

Клуб

2

Таблица 3 Последняя цифра шифра Тип общественного здания

8000

1

Владивосток

Последняя цифра шифра

0

Брянск

Последняя цифра шифра Климатич.данные для города

Архангельск

Задача 1 Определить по укрупненным показателям расчетные часовые и годовые расходы теплоты на отопление и горячее водоснабжение жилого здания в городе. Объем здания по наружному обмеру Vн, объемный коэффициент здания К2 = Vн/Fж, принять 6 – 7,3 м3/м2, жилую площадь на одного человека fж = 12м2. Расчетная температура воздуха в помещении tвр = 180С. Норма расхода горячей воды на 1 потребителя 100 – 120л/сут. По результатам расчета построить часовой график расхода теплоты. Таблица 2

Задача 2 Определить по укрупненным показателям расчетные часовые расходы теплоты на отопление и вентиляцию общественного здания (см.табл.3) объемом Vн. Город по которому необходимы климатические данные применять по табл.2. Температуру воздуха в помещениях принимать 180С. Определить экономию финансовых средств, если в результате энергосберегающих мероприятий удалось снизить годовое теплопотребление на 15%. Стоимость теплоты 460 руб/Гкал.

Кинотеатр

В данном задании необходимо решить одну задачу из 4-х различных типов. Номер задачи выбирается по таблице. Таблица 1 Последняя 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 цифра шифра номер 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 задачи

5000

ЗАДАНИЕ 1 Определение расходов теплоты

12000

Объем здания V н, м 3

Задача 3 Определить по укрупненным показателям расчетные часовые и годовые расходы теплоты на отопление и вентиляцию производственного здания в городе см. табл.2. Объем здания по наружному обмеру Vн и назначение приведены в таблице 4. Расчетную температуру воздуха в цехах при-

3700

3900

3800

3700

3600

3500

3400

3300

3200

Плотность жилого фонда ρ, м3общ.площ./Га

3100

нять tв = 160С, продолжительность работы систем вентиляции в сутки 16 часов. Таблица 4

Последняя цифра шифра Площадь застройки Последняя цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1,5

2,0

2,5

3,0

3,3

4,0

4,5

5,0

2,0

3,0

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

открытая

закрытая

открытая

закрытая

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

140

130

150

9

145

8

закрытая

7

150

6

открытая

5

130

4

закрытая

3

135

2 открытая

1

140

Пред.последняя цифра шифра Расч. темп-ра теплоносителя τ1р, м3

0

закрытая

Последняя цифра шифра Тип системы теплоснабжения

145

Задача 4 Определить часовые и годовые расходы теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение района города (см. табл.2/. Площадь застройки S, Га; плотность жилого фонда ρ, м2 общ. площ/Га; Норма общей плошади на 1 человека 18м2общ.площ./чел. По результатам расчета построить часовой график расхода теплоты. Исходные данные для расчета принять по табл.5. Таблица 5

Для условий и результатов расчета задачи задания 1 определить расчетные расходы сетевой воды и подобрать теплосчетчик для следующих условий табл.6. Таблица 6

открытая

9

ЗАДАНИЕ 2 Определение расходов сетевой воды и подбор теплосчетчиков

150

8

179000

7

40000

6

37000

5

10000

4

7000

3

5000

2

20000

1

15000

0

12000

инструментальн

9

мастерские

8

ремонтный

7

гальванический

6

дерево-отделоч

5

механосборочн

4

кузнечный

3

термический

2

меднолитейный

1

чугуннолитейн

Последняя цифра шифра Объем здания V н, м 3

0

10000

Последняя цифра шифра Тип производственного здания

Для подбора диаметра теплосчетчика необходимо на объект определить максимальный и минимально возможные расходы сетевой воды. Минимальный расход имеет место , как правило в ночное время, когда не работает горячее водоснабжение и вентиляция. Данные по теплосчетчикам даны в приложении 7. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Приложение 1

327

123

238

12,

114

50

241

8,9

258

71

235

10,

129

66

235

7,2

128

48 10

220

9,5

144

64 14

234

8,8

-

-

134

4,4

-

-

201

4,8

242

22

7

15

17

-

-

75

140

245

10,

8

-35 -30

53

7

-40 -35

228 482 87 428 472 364 733 402 736

383 2 267 304 263 515 283 567

10

-25 -20

131

9

-30 -25

729

856

756

539

704

661

8

419

678

430

11

-20 -15

621

857

652

771

799

873

41

322

731

701

12

-15 -10

666

704

549

905

802

862

180

850

687

1002

13

-10 -5

661

724

671

932

718

864

542

817

775

1267

14

-5 0

597

991

876

1042

746

846

1185

863

929

1432

15

0 +5

711

796

544

612

548

590

1260

964

761

653

16

+5 +8

Число часов за отопительный период со среднесуточной температурой наружного воздуха, 0С

25 2

251

4,7

45 40 6

Продол.от оп.пер иода, сут

4

р

tнос

tн.в

Климатические данные для городов (СНиП 2.01.01.-82)

5760

5784

5640

5640

5280

5616

3216

4824

5904

6024

17

Всего

1. Соколов Е.Л. Теплофикация и тепловые сети. Учебник для вузов -5-е изд. Перераб. М.: Энергоиздат, 1982 -360с. 2. Манюк В.И., Каплинский Я.И. и др. Справочник Наладка и эксплуатация тепловых сетей. - М.: Стройиз дат, 1988. -432с. 3. З.Ф.Немцов, Г.В.Арсентьев Теплоэнергетические установки и теплоснабжение. М.: Энергоиздат, 1986г. 4. СНиП 2.04.07-81 Тепловые сети. Нормы проектирвоания. М.: Сб

-24

-26

-30

-32

-29

-34

-35

-17

Брянск

Витебск

Горький

Караганда

Кклинин

Магнитогорск

Тюмень

Майкоп

11

12

13

14

15

16

17

18

19

-22

1

Астрахань

-38 Чита

11

10

-37 Иркутск

10

3

-33 Улан-Удэ

9

2

-40 Красноярск 8 -

154 1,7

-

-

2

13

37

144

354

823

1304

1049

3696

-37 Омск

7 19

220 5,7

5

90

170

369

580

832

910

860

908

517

5280

-40 Томск

6 19

218 7,9

7

37

123

369

682

1280

828

758

608

521

5232

-13 Новосибирск

5 -

219 3,7

-

14

39

112

356

568

945

1335

1115

772

5256

-24 Владивосток

4 31

212 7,5

3

74

166

307

483

766

963

1279

676

452

5088

-43 Братск

3 2

218 4,7

-

22

74

183

407

663

970

1189

1139

508

5232

-32 Архангельск

2 4920 706 1210 1396 843 501 190 59 14 -

205 1,6

-

1

3 2 -

206 2,6

-

2

15

76

279

545

902

1304

1364

457

4944

1

tнор -

172 1,6

-

-

40

93

184

317

644

1229

1116

508

4128

Город

№ 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6

5 4

Приложение 2 Отопительные характеристики жилых зданий Наружный строительный объем зданий, V, м3 1 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1700 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 6000 7000

Удельная отопительная характеристика зданий q0* Вт/(м3К)[ккал/(м3 ч 0С)] постройки до 1958г. постройки после 1958г. 2 3 0,86 (0,74) 1,07 (0,92) 0,77 (0,66) 0,95 (0,82) 0,72 (0,62) 0,91 (0,78) 0,70 (0,60) 0,86 (0,74) 0,68 (0,58) 0,83 (0,71) 0,65 (0,56) 0,80 (0,69) 0,63 (0,54) 0,79 (0,68) 0,62 (0,53) 0,78 (0,67) 0,61 (0,52) 0,77 (0,66) 0,59 (0,51) 0,76 (0,65) 0,58 (0,50) 0,72 (0,62) 0,57 (0,49) 0,70 (0,60) 0,56 (0,48) 0,69 (0,59) 0,55 (0,47) 0,68 (0,58) 0,55 (0,47) 0,66 (0,57) 0,54 (0,46) 0,64 (0,55) 0,52 (0,45) 0,62 (0,53) 0,51 (0,44) 0,61 (0,52) 0,50 (0,43) 0,58 (0,50) 0,49 (0,42) 0,56 (0,48) 0,46 (0,40) 0,55 (0,47) 0,45 (0,39) 0,54 (0,46) 0,44 (0,38) 0,52 (0,45) 0,43 (0,37) 0,50 (0,43) 0,42 (0,36) 0,49 (0,42)

8000 0,41 (0,35) 0,48 (0,41) 9000 0,39 (0,34) 0,46 (0,40) 10000 0,38 (0,33) 0,45 (0,39) 11000 0,37 (0,32) 0,44 (0,38) 12000 0,36 (0,31) 0,44 (0,38) 13000 0,35 (0,30) 0,43 (0,37) 14000 0,35 (0,30) 0,43 (0,37) 15000 0,34 (0,29) 0,43 (0,37) 20000 0,33 (0,28) 0,43 (0,37) 25000 0,33 (0,28) 0,43 (0,37) 30000 0,33 (0,28) 0,42 (0,36) 35000 0,33 (0,28) 0,41 (0,35) 40000 0,31 (0,27) 0,41 (0,35) 45000 0,31 (0,27) 0,39 (0,34) 50000 0,30 (0,26) 0,39 (0,34) * Для жилых зданий, расположенных в климатических районах с расчетной наружной температурой для отопления tн = 300С.

Приложение 3 Удельные тепловые характеристики административных, лечебных и культурно-просветительных зданий детских учреждений Наименование зданий 1 Административные здания

Клубы Кинотеатры Театры

Объем здания, V тыс.м3 2 до 5 до 10 до 15 более 15 до 5 до 10 более 10 до 5 до 10 более 10 до 10 до 15

Уд. тепловые харак-ки Вт/(м3К)[ккал/(м3 ч 0С)] отопление вентиляq0 ция qв 3 4 0,5 (0,43) 0,11 (0,09) 0,44 (0,38) 0,09 (0,08) 0,41 (0,35) 0,08 (0,07) 0,37 (0,32) 0,21 (0,18) 0,42 (0,37) 0,29 (0,25) 0,38 (0,38) 0,27 (0,23) 0,35 (0,30) 0,23 (0,20) 0,42 (0,36) 0,50 (0,43) 037 (0,32) 0,45 (0,39) 0,35 (0,30) 0,44 (0,38) 0,34 (0,29) 0,48 (0,41) 0,31 (0,27) 0,46 (,40)

Расчетная внутрен. темп. tв 0С (усредн.) 5 18

Универмаги Детские ясли и сады Школьные и высшие учебные заведения Больницы

Бани Прачечные Предприятия общественного питания, столовые

0,26 (0,22) 0,23 (0,20) 0,21 (0,18) 0,44 (0,38) 0,38 (0,33) 0,36 (0,31) 0,44 (0,38) 0,39 (0,34) 0,45 (0,39) 0,41 (0,35) 0,38 (0,33) 0,46 (0,40) 0,42 (0,36) 0,37 (0,32) 0,35 (0,30) 0,33 (0,28) 0,29 (0,25) 0,27 (0,23) 0,44 (0,38) 0,38 (0,33) 0,36 (0,31) 0,41 (0,35) 0,38 (0,33) 0,35 (0,30)

0,44 (0,38) 0,42 (0,36) 0,36 (0,31) 0,09 (0,08) 0,31 (0,27) 0,13 (0,11) 0,12 (0,10) 0,11 0,09 (0,08) 0,08 (0,07) 0,34 (0,29) 0,33 (0,28) 0,30 (0,26) 0,29 (0,25) 1,16 (1,00) 1,11 (0,95) 1,05 (0,90) 0,93 (0,80) 0,91 (0,78) 0,87 (0,75) 0,81 (0,70) 0,76 (0,65) 0,70 (0,60)

15 20 16 20

25 15 16

Приложение 4 Удельные теплопотери q0 и удельные расходы теплоты на вентиляцию qв промышленных, служебных и общественных зданий А. Промышленные здания

16

Наименование здания

14

1 Чугуннолитейные цехи

15

до 20 до 30 более30 до 5 до 10 более 10 до5 более5 до 5 до 10 более 10 до 5 до 10 до 15 более 15 до 5 до 10 более 10 до 5 до 10 более 10 до 5 до 10 более 10

Сталелитейные цехи

Строительный объем зданий, тыс.м3 2 10-50 50-100 100-150 10-50 50-100

Уд. характеристики, Дж/(с м3 К) отопление вентиляция q0 qв 3 4 0,35 - 0,29 1,28 – 1,17 0,29 – 0,25 1,17 – 1,05 0,25 – 0,21 1,05 – 0,95 0,35 – 0,29 1,12 – 0,97 0,29 – 0,25 0,97 – 0,86

Меднолитейные цехи Термические цехи

Кузнечные цехи Механосборочные и механические цехи, слесарные мастерские Деревообделочные цехи Цехи металлических покрытий Цехи покрытий металлами Ремонтные цехи Локомотивное депо Склады химикатов, красок и т.п. Склады моделий и главные магазины Бытовые и административные вспомогательные помещения Проходные

100-150 5 – 10 10 – 20 20 - 30 До 10 10 – 30 30 - 75

0,25 – 0,21 0,47 – 0,42 0,42 – 0,29 0,29 – 0,24 0,47 – 0,42 0,42 – 0,29 0,29 – 0,24

0,86 – 0,80 2,80 – 2,36 2,35 – 1,86 1,86 – 1,38 1,52 – 1,40 1,40 – 1,17 1,17 – 0,70

до 10 10 – 50 50 - 100 5 – 10 10 – 50 50 – 100 100 – 200 до 5 5 – 10 10 – 50 50 – 100 100 – 200 до 2 2–5 5 – 10 5 – 10 10 – 20 до 5 5 – 10 до 1 1–2 2–5 1–2 2–5 5 – 10 0,5 – 1 1–2 2–5 5 – 10 10 – 20 до 0,5 0,5 – 2,0

0,47 – 0,35 0,35 – 0,29 0,29 – 0,18 0,65 – 0,53 0,53 – 0,47 0,47 – 0,44 0,44 – 0,42 0,69 – 0,64 0,64 – 0,53 0,53 – 0,47 0,45 – 0,42 0,42 – 0,35 0,75 – 0,69 0,69 – 0,64 0,64 – 0,53 0,69 – 0,58 0,58 – 0,53 0,81 – 0,75 0,75 – 0,69 1,0 – 0,86 0,86 – 0,75 0,75 – 0,67 0,95 – 0,80 0,80 – 0,70 0,70 – 0,53 0,70 – 0,53 0,53 – 0,47 0,47 – 0,39 0,39 – 0,35 0,35 – 0,29 1,53 – 1,40 1,40 – 0,80

0,80 – 0,70 0,70 – 0,58 0,58 – 0,35 0,47 – 0,29 0,29 – 0,17 0,17 – 0,14 0,14 – 0,10 0,69 – 0,58 0,58 – 0,53 0,53 – 0,47 0,61 – 0,53 0,53 – 0,42 5,85 – 4,70 4,70 – 3,45 3,45 – 2,36 0,23 – 0,18 0,18 – 0,12 0,47 – 0,35 0,35 -0,29 0,7 – 0,53 0,17 – 0,14 0,14 – 0,13 0,13 – 0,11 -

2,0 – 5 5 – 10 10 - 15

Казармы и помещения ВОХР

0,80 – 0,58 0,44 – 0,39 0,39 – 0,36

0,18 – 0,12 -

Приложение 5 Поправочный коэффициент для жилых зданий К Расч. t наружного воздуха tно/ Поправочный коэффициент К

0

-5

-10

-15

-20

-25

1,9

1,55

1,34

1,19

1,08

1,00

Продолжение приложения 5 tно/ К

-30 0,92

-35 0,88

-40 0,83

-45 0,79

-50 0,76

-55 0,74

Приложение 6 Укрупненный показатель максимального расхода теплоты на 1м2 общей площади жилых зданий, Дж/(с м2) из СНиПа Тепловые сети Эта жност ь

Характеристика здания

1-2 3-4 5и более 1-2 3-4 5и бо-

Без внедрения энергосберегающих мероприятий при внедрении энергосберегающих меро-

Расчетная наружная температура для проектирования отопления tно 0 С -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40 -45 -50 -55

Для постройки до 1985 года 148 95

154 102

160 109

205 117

213 126

230 134

234 144

237 150

242 160

255 169

271 179

65

70

77

79

86

88

98

102

109

115

122

147 90

153 97

160 103

194 111

201 119

218 128

222 137

225 140

230 152

242 160

257 171

65

69

73

75

82

88

92

96

103

109

116

лее

приятий

1-2 3-4 5и более

По новым проектам

Для постройки после 1985 года 145 74

152 80

159 86

166 91

173 97

177 101

180 103

187 109

194 116

200 123

208 130

65

67

70

73

81

87

87

95

100

102

108

Приложение 7 Основные параметры теплосчетчика ТС-07 Параметр 1.Диаметр усл.прохода (Ду) первичн преобразов. расхода ППР, мм 2.Расход теплоносит, м3/ч максим миниdmax мальный dmin=dmax/150 3.Тепловая мощность, ГДж/ч макси мальная qmax минимальная, qmin 4.Масса ППР не более, кг 5. Габаритные размеры ППР не более, мм

Значения параметра для диаметра условного прохода ППР 20 32 40 50 80 100 150 200 20

32

40

50

80

100

150

200

11,3

22,68

36,0

57,6

144

226,8

576

900

0,075

0,151

0,24

0,384

0,96

1,51

3,84

6,0

0,56

13,15

20,88

33,41

83,54

131,57

334,16 522,12

0,001 2,55

0,002 3,4

0,003 4,3

0,005 5,0

0,013 8,76

0,021 11,0

0,063 37,0

0,083 60,0

120 197 119,6

150 202 135

150 217 145

150 224 160

200 291 195

250 311 230

420 356 400

460 416 438