Основы метрологии

В современных системах отопления  тепло поступает от ТЭЦ. Выбор  схемы системы отопления определяется конструкцией и этажностью здания, а также видом теплоносителя. Теплоносителем является вода, которая при поступлении в нагревательные приборы охлаждается до 90⁰С при помощи водонагревателей. Температура обратной воды, отводимой от нагревательных приборов, составляет 70⁰С.

На предприятиях общественного  питания применяются главным  образом водяные системы отопления  с нижней разводкой магистральных  трубопроводов и искусственной (насосной) циркуляцией воды.

В проектируемом предприятии система  отопления подключена к городским тепловым сетям через узел управления. Вода в местной системе отопления циркулирует под действием циркуляционного насоса, установленного в тепловом пункте проектируемого предприятия общественного питания.

Расчет теплопотерь здания

Расчет теплопотерь здания производится при помощи удельной тепловой характеристики.

Удельная тепловая характеристика зависит от формы здания, его этажности  и объема. Для предприятий общественного  питания с наружным объемом здания до 5000 м³ удельная тепловая характеристика: q = 0,407 Вт/м³×град.

Зная объем проектируемого здания, общее количество тепла, теряемого  за час, определяется по формуле:

 

Q = q₀ * V * (t_в – t_н),                                              (6.1)

 

где V – объем здания, рассчитываемый по внешним размерам, без объема охлаждаемых камер и машинного отделения (V = 2769,79 – 151,80 = 2617,99), м³;

q₀ – удельная тепловая характеристика здания, Вт/м³×ч×град;

t_в – внутренняя температура большинства помещений предприятия, °С (t_в = 18°С).

t_н – температура наружного воздуха в районе расположения здания, °С (t_н = -24°С).

Q = 0,407 * 2617,99 * (18 + 24) = 44751,9 Вт

Годовой расход тепла на отопление  рассчитывается по формуле:

 

Q_год = α * q * V * (t_в – t_ср.н.) * 24 * n * 3,6 * 10^-6,                  (6.2)

 

где Q_год – годовой расход тепла на отопление, Дж;

V – объем здания без объема охлаждаемых камер и машинного отделения (V = 2617,99 м³);

t_ср.н. – средняя температура наружного воздуха за отопительный период (t_ср.н. = -4,7°С);

n – продолжительность отопительного периода в сутках (n = 205 сут.);

24 – продолжительность работы  системы отопления в течение  суток, ч;

3,6 * 10^-6– эквивалент перевода Вт в ГДж.

α – коэффициент, учитывающий влияние  разности температур, определяемый из выражения:

 

α = 0,54 + (22 / (t_в – t_н)) = 1,06;                                 (6.3)

 

Q_год = 1,06 * 0,407 * 2617,99 * (18 + 4,7) * 24 * 205 * 3,6 * 10^-6

Q_год = 454,1 ГДж

Расчет нагревательных приборов

Нагревательным (отопительным) прибором называется устройство, от которого тепло  передается непосредственно отапливаемому помещению. В качестве приборов центрального отопления принимаются радиаторы чугунные секционные.

Расчет площади поверхности  нагрева радиаторов для производственных помещений производится по формуле:

 

F = (Q₁ * β₁) / [К * b₂ * (t_ср – t_в)],                                (6.4)

 

где Q₁ – потери тепла зданием (без торгового зала ресторана и торгового зала бара), Вт;

К – коэффициент теплопередачи  нагревательного прибора, Вт/м²×град (К = 9,88 Вт/м²×град – для радиатора М-140 А);

t_ср – средняя температура теплоносителя (воды), °С;

t_ср = (t_гор + t_обр) / 2 = (90 + 70) / 2 = 80°С;                           (6.5)

t_в – внутренняя температура большинства помещения предприятия, °С (t_в = 18°С);

b₁ – коэффициент, учитывающий способ установки радиатора (открыто, в нише, за декоративной решеткой), b₁ = 1,0;

b₂ – коэффициент, учитывающий способ присоединения радиатора и расхода воды, b₂ = 1,0.

V_{зала ресторана} = 175,50 * 3,30 = 579,15 м³

V_{зала бара} = 48,75 * 3,30 = 160,88 м³

Q₁ = 0,407 * (2617,99 – 579,15 – 160,88) * (18 + 24) = 32101,8 Вт

F = (32101,8 * 1,0) / [9,88 * 1,0 * (80 – 18)] = 52,4 м²

После определения площади поверхности  нагрева радиаторов определяется количество секций нагревательных приборов:

 

n_с = (F / f_с) * b₃,                                              (6.6)

 

где f_c – площадь поверхности нагрева одной секции, м² (для радиатора М-140 А f_с = 0,254 м²);

b₃ – коэффициент, учитывающий количество секций в одном нагревательном приборе, b₃ = 1,0.

n_с = (52,4 / 0,254) * 1,0 = 207 секций

Количество радиаторов определяется по формуле:

 

n_р = n_с / n_с΄,                                                    (6.7)

 

где n_с΄ – количество секций в одном радиаторе (n_с΄ = 12).

n_р = 207 / 12 = 18

Таким образом, в проектируемом предприятии принимаем к установке 18 радиаторов М-140 А, в каждом из которых 12 секций.

При установке конвекторов количество приборов определяется в зависимости  от типа конвектора и его теплоотдачи  по формуле:

 

n₂ = Q₂ / q_э,                                                    (6.8)

 

где Q₂ – потери тепла торговым залом ресторана, Вт;

q₂ – теплоотдача конвектора (q₂ = 1440 для конвектора КН-20-2,9), Вт.

Потери тепла торговым залом  ресторана составляют:

V_{зала ресторана} = 175,50 * 3,30 = 579,15 м³

Q₂ = 0,407 * 579,15 * (20 + 24) = 10371,4 Вт

Находим количество конвекторов в  торговом зале ресторана:

n₂ = 10371,4 / 1440 = 8

Принимаем в торговом зале ресторана  t_в = 20°С (угловое помещение) и устанавливаем 8 приборов КН-20-2,9 (теплоотдача прибора = 14400 Вт).

Расчет и подбор водоподогревателя

Назначение водоподогревателя  – нагревание теплоносителя внутренней системы отопления (воды) для нужд системы горячего водоснабжения. В  системах водяного отопления с насосной циркуляцией применяют скоростные водоподогреватели, имеющие большие скорости движения воды (0,5-2,5 м/с), высокие коэффициенты теплопередачи и малые размеры.

Расчет водоподогревателя заключается  в определении требуемой поверхности  нагрева теплообменников, типа, количества и основных размеров секций подогревателя.

Поверхность нагрева водоподогревателя  определяется по формуле:

 

F = (1,1 * Q) / (K * ∆t), м²,                                      (6.9)

 

где Q – расчетная часовая потеря тепла зданием, Вт;

К – коэффициент теплопередачи  скоростного водоводяного водоподогревателя 2-57х4000-Р (К = 1163), Вт/м²×град;

1,1 – коэффициент запаса, учитывающий  потери тепла в трубопроводах  системы отопления;

∆t – расчетная разность температур первичного теплоносителя и вторичного теплоносителя, ⁰С:

 

∆t = [(Т₁ – t₁) – (Т₂ – t₂)] / [2,3 * lg [(Т₁ – t₁) / (Т₂ – t₂)]],                      (6.10)

 

где Т₁ – температура перегретой воды на входе в водоводяной водоподогреватель, ⁰С (Т₁ = 130⁰ С);

Т₂ – температура греющей воды на выходе из водоподогревателя, ⁰С (Т₂ = 105⁰ С);

t₁ – температура нагреваемой воды на выходе из водоподогревателя, ⁰С (t₁ = 90⁰ С);

t₂ - температура нагреваемой воды на входе в водоподогреватель, ⁰С (t₂ = 70⁰ С).

∆t = [(130 – 90) – (105 – 70)] / [2,3 * lg [(130 – 90) / (105 – 70)]]= 36⁰ С

F = (1,1 * 44751,9) / (1163 * 36) = 1,18 м²

К установке принимаем водоподогреватель 2-57х4000-Р с площадью поверхности  нагрева одной секции f = 0,75 м².

Число секций водоподогревателя определяется в зависимости от площади поверхности  нагрева одной секции по формуле:

 

n = F / f                                                  (6.11)

 

n = 1,18 / 0,75 = 2

Расчет и подбор циркуляционного  насоса

Для обеспечения принудительной циркуляции воды в системах отопления используют центробежные насосы. Подбор насоса осуществляется по производительности.

Производительность насоса определяется по формуле:

 

G_н = (3,6 * Q) / [(t_гор – t_обр) * С * ρ],                                (6.12)

 

где 3,6 – коэффициент перерасчета  Вт в кДж/ч;

Q – потери тепла зданием, Вт;

t_гор = 90⁰ С, t_обр = 70⁰ С – температура горячей и обратной воды в системе, ⁰С;

С – теплоемкость воды, С = 4,19 кДж/кг×град;

ρ – плотность обратной воды, при  t_обр = 70⁰ С, ρ = 977, 81 кг/м³.

 G_н = (3,6 * 44751,9) / (20 * 4,19 * 977, 81) = 1,97 м³/ч

К установке принимаем насос  ЦВЦ 2,5-2 (производительность 2,5 м³/ч).  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Охрана труда и техника безопасности

 

Искусственное освещение  осуществляется в темное время суток  при помощи осветительных приборов, состоящих из светильников.

Электрический светильник представляет собой совокупность источника света и арматуры. Наиболее важной функцией осветительной арматуры является перераспределение светового потока, которое повышает экономичность осветительной установки.

Под светильником понимается комплект лампы (источника света) и осветительной арматуры. Светильник обеспечивает крепление лампы, подсоединение к ней электрического питания, предохранение ее от загрязнения и механического повреждения. Светильники предназначены для размещения в них ламп в целях повышения санитарно-гигиенических качеств освещения и снижения расхода электроэнергии. Они устраняют слепящее действие источника света, что обеспечивается защитным углом светильника.

Светильники классифицируются:

• по назначению - общего и местного освещения;
• по конструктивному исполнению - открытые, защищенные, закрытые, пыленепроницаемые, влагозащищенные, взрывозащищенные (взрывонепроницаемые и повышенной надежности против взрыва);
• по распределению светового потока - прямого света, преимущественно прямого света, рассеянного света, отраженного света, преимущественно отраженного света; такое подразделение основано на отношении светового потока, излучаемого в нижнюю сферу, к полному световому потоку светильника.

В помещениях с невысокими отражающими свойствами стен и потолков целесообразно применять светильники прямого света. В помещениях , стены и потолки которых обладают высокими отражающими свойствами, надлежит устанавливать светильники преимущественно непрямого света, направляющие часть светового потока на потолок. В высоких помещениях рационально применять светильники концентрированного светораспределения. Они значительно увеличивают силу света лампы по оси светильника и направляют основную часть светового потока вниз, непосредственно на рабочие места. В помещениях с большой площадью и небольшой высотой целесообразно использовать светильники более широкого светораспределения.

При выборе типа светильника  важнейшим требованием является учет условий среды. В помещениях с нормальной средой к конструкции  светильника не предъявляется специальных требований. Это же относится и к помещениям влажным и сырым, но с одним требованием - патрон должен иметь корпус из изоляционных влагостойких материалов. В помещениях особо сырых, с химически активной средой, пожаро- и взрывоопасных конструкция светильника должна отвечать специальным требованиям.

Светильники местного освещения  предназначены для освещения  места выполнения работы, они укрепляются  обычно на шарнирных кронштейнах, обеспечивающих возможность их перемещения и  изменения направления светового потока. Поскольку светильники местного освещения располагаются в непосредственной близости от глаз работающего, необходимо, чтобы защитный угол светильника был не менее 30 град, а при расположении светильника не выше уровня глаз работающего - не менее 10 град, что исключает ослепление и правильно освещает рабочее место.

Важным назначением  осветительной арматуры является предохранение  глаз работающих от воздействия чрезмерно  больших яркостей источников света. Применяющиеся источники света имеют яркость колбы, в десятки и сотни раз превышающую допустимую яркость в поле зрения. Степень возможного ограничения слепящего действия источника света определяется защитным углом светильника.

Защитный угол - это  угол между горизонталью и линией, соединяющей нить накала (поверхность лампы) с противоположным краем отражателя.

Осветительная арматура служит для предохранения источника  света от загрязнения и механического  повреждения. Она необходима также  для подводки электрического питания  и крепления ламп.

Основные характеристики ламп: номинальное напряжение, электрическая  мощность, световой поток, световая отдача и срок службы.

В осветительных установках промышленных предприятий применяют  лампы накаливания и газоразрядные  источники света. В лампах накаливания используется тепловое оптическое излучение - способность нагретого до высокой температуры тела (нити из тугоплавкого металла) излучать видимый свет. В лампе накаливания световой поток зависит от потребляемой электрической мощности и температуры вольфрамовой нити, помещенной в стеклянную колбу, наполняемую при изготовлении инертным газом: аргоном, ксеноном, криптоном и их смесями. Это обеспечивает повышение температуры вольфрамовой нити и уменьшает ее распыление.

Выпускаются следующие  типы ламп накаливания: вакуумные, газонаполненные (смесью аргона и азота), биспиральные, с криптоновым наполнением и галогенные. Лампы накаливания несложны в изготовлении, просты и надежны в эксплуатации. К их недостаткам следует отнести: низкую световую отдачу (в три-шесть раз меньшую по сравнению с газоразрядными