Теплогазоснабжение и вентиляция с основами теплотехники

1.

Теплогазоснабжение и
вентиляция с основами
теплотехники
Введение в современные и
инновационные методы и
устройства систем ТГВ. Основы
научно-исследовательской
работы.
Зиганшин Арслан Маликович
к.т.н., доц. каф. ТэГВ,
зам. директора ИСТиЭС по научной работе
[email protected]

2.

НИР и НИРС (НИР со студентами) преподавателей
кафедры

3.

Рейтинг НИРС
• Сайт кафедры - http://www.kgasu.ru/tgv
• Сайт ИСТиэС - вкладка НИР

4.

Рейтинг НИРС
Проводится расчет двух рейтинговых оценок
студента по НИРС:
1. Локальной (текущей, в данном семестре) - для
использования при участии в конкурсах, к
примеру в конкурсе для начисления
повышенной стипендии президента РФ.
2. Глобальной (общей, сквозной за все время
обучения) - по окончании бакалавриата, для
учета научного задела при поступлении
в магистратуру.

5.

Сайт кафедры ТэГВ
http://www.kgasu.ru/tgv

6.

Сайт кафедры ТэГВ
http://www.kgasu.ru/tgv
Научная электронная библиотека http://elibrary.ru/

7.

Ахмерова Гузель Мневеровна
1. Современные технические решения по
увеличению
срока
эксплуатации
и
надежности тепловых сетей.
2. Выбор оптимального температурного
графика системы теплоснабжения.
3. Проблемы систем централизованного
теплоснабжения на современном этапе.

8.

Барышева
Ольга
Борисовна
Исследование и разработка методов обезвреживания
диоксинов, получаемых при термической утилизации
твердых бытовых и промышленных отходов
•Изучение и создание, алгоритмов расчета состава и теплофизических свойств горения
твердых бытовых отходов, а также минимизация выхода диоксинов и их
предвестников из продуктов сгорания твердых бытовых отходов.
•Выработка рекомендаций, способствующих созданию установок по термической
утилизации ТБО с уменьшенным уровнем загрязнения окружающей среды
диоксинами.

9.

Бройда Владимир Аронович
1.
Совершенствование способов расчета
систем
с
кондиционерами-доводчиками
(фэнкойлами)
2.
Исследование работы теплообменниковутилизаторов
систем
вентиляции
и
кондиционирования воздуха

10.

Валиуллин Мунир Абдуллович
Энергосберегающие системы отопления
зданий различного назначения

11.

Варсегова Евгения Владиславовна
Численное моделирование течений в
каналах

12.

Галиуллина Айгуль Альфритовна
???

13.

Давыдов Александр Павлович
???

14.

Енюшин Владимир Николаевич
1.
Энергоэффективные
ограждающие
конструкции
2. Тепловизионный контроль теплотехнической
эффективности
строительных
конструкций
(неразрушающие методы диагностики)
3. Методы (способы) оценки влажности материала

15.

Замалеев Зуфар Харисович
1. Энергосберегающие
отопления
зданий
назначения
системы
различного

16.

Зиганшин Малик Гарифович
• 1. Источники и стоки парниковых газов, перспективы
• 2. Современные направления добычи природного газа
• 3. Численное моделирование сжигания топливных газов
методами RANS и LES
• 4. Совершенствование газопотребляющего оборудования
• 5. Определение экологических и инвестиционных рисков
систем газопотребления с учетом выброса парниковых газов
• 6. Показатели энергоэкологической эффективности решений
по теплоснабжению жилых и производственных объектов
• 7. Эксергетический анализ современных решений по тепло‐ и
холодоснабжению жилых и производственных объектов
• 8. Расчеты лучистого обогрева жилых и производственных
объектов
• 9. Оценка погрешностей в теории адсорбции БЭТ
• 10. Практические приложения решения задачи о
взаимодействии квантующихся осцилляторов

17.

Зиганшин Малик Гарифович
• 11. Уравнения Навье‐Стокса и рейнольдсовы напряжения
• 12. Современные методы численного моделирования
турбулентности
• 13. Численное моделирование турбулентных потоков и
ползущих течений методами RANS и LES
• 14. Численное моделирование движения и фильтрации
дисперсных потоков методами RANS и LES
• 15. Численное моделирование систем лучистого отопления
методами RANS и LES 16. Численное моделирование систем
термообработки атмосферных выбросов методами RANS и LES
• 17. Исследование сеточной зависимости при численном
моделировании задач обтекания препятствий
• 18. Планирование и статистическая обработка результатов
экспериментальных исследований
• 19. Натурный и численный эксперимент по циклонированию
дисперсных потоков
• 20. Научные исследования и патентное дело

18.

Зиганшин Арслан Маликович
Исследование течений в каналах различной
конфигурации.
Определение сопротивления, очертаний вихревых зон. Снижение энергозатрат.

19.

Зиганшин Арслан Маликович
Исследование течений вблизи теплоисточников.
Параметры конвективных струй, коэффициенты теплоотдачи
источников сложной конфигурации

20.

Кареева Юлия Рустэмовна
• Компьютерное
моделирование
распространения
струй в
помещениях.
• Изолирующая
вентиляция.

21.

Крайнов Дмитрий Владимирович
1. Современные ограждающие конструкции
энергосберегающих зданий
2. Мероприятия по энергосбережению в
жилых и административных зданиях
3. Оценка эффективности энергосберегающих
мероприятий

22.

Лавирко Юрий Васильевич
1.
Повышение эффективности сжигания топлив в энергетических
котлах промышленных печах.
2. Сжигание твердых топлив низкой калорийности в паровых и
водогрейных котлах.
3. Сжигание обводненного мазута в паровых и водогрейных котлах.
4. Утилизация сбросных газов нефтехимии в котлах.
5. Оптимизация пусковых режимов котлов.
6. Расширение пределов газо-мазутных горелок.
7. Использование вторичного низко-потенциального тепла на
предприятиях нефтехимии.
8. Совершенствование расчетов топочных устройств, горелок и
форсунок.
9. Повышение КПД при сжигании газа и мазута.
10. Повышение КПД при сжигании твердого топлива.
11. Снижение выбросов окислов азота и серы в паровых и водогрейных
котлах

23.

Медведева Галина Александровна
1. Теплоизоляционные материалы на основе
отходов теплоэнергетики
2. Водоподготовка котельных установок.
Применение комплексонов против
солеотложения
3. Охрана окружающей среды

24.

Осипова Лилия Эдуардовна
1. Анализы риска опасных производственных
объектов
2. Промышленная безопасность

25.

Садыков Ренат Ахатович
1. Современные энергосберегающие здания и
конструкции
2. Методы расчета современных
теплоизоляционных материалов
3. Моделирование процессов переноса в
ограждающих конструкциях

26.

Сафиуллин Ринат Габдуллович
1. Определение коэффициентов
воздухообмена для помещений с
тепловыделениями методом
компьютерного моделирования.
2. Разработка и определение характеристик
распылительных увлажнителей воздуха.

27.

Хабибуллин Юрий Хакимович
1. Энергосберегающие устройства в системах
ТГВ

28.

Бакалавриат – основы типового проектирования и
эксплуатации систем ТГВ – специалист общего профиля
среднего уровня (Приказ Минобрнауки России от
12.03.2015 N 201).
Магистратура – нетиповое проектирование и эксплуатация,
разработка устройств и технологий, основы
исследовательской и образовательской деятельности
(Приказ Минобрнауки России от 30.10.2014 N 1419).

29.

Области профессиональной
деятельности выпускников
Бакалавриата
инженерные изыскания, проектирование,
возведение, эксплуатация, обслуживание,
мониторинг, оценка, ремонт и реконструкция
зданий и сооружений;
инженерное обеспечение и оборудование
строительных объектов и городских территорий,
а также объектов транспортной инфраструктуры;
применение машин, оборудования и
технологий для строительно-монтажных работ,
работ по эксплуатации и обслуживанию зданий и
сооружений, а также для производства
строительных материалов, изделий и
конструкций;
предпринимательская деятельность и управление
производственной деятельностью в строительной
и жилищно-коммунальной сфере, включая
обеспечение и оценку экономической
эффективности предпринимательской и
производственной деятельности;
техническая и экологическая безопасность в
строительной и жилищно-коммунальной сфере.
Магистратуры
• проектирование, возведение,
эксплуатация, мониторинг и
реконструкция зданий и
сооружений;
• инженерное обеспечение и
оборудование строительных
объектов и городских территорий, а
также транспортной
инфраструктуры;
• инженерные изыскания для
строительства;
• разработка машин, оборудования
и технологий, необходимых для
строительства и производства
строительных материалов, изделий
и конструкций;
• проведение научных исследований
и образовательной деятельности.

30.

Виды профессиональной
деятельности выпускников
Бакалавриата
Магистратуры
• изыскательская и проектноконструкторская;
• производственнотехнологическая и
производственноуправленческая;
• экспериментальноисследовательская;
• монтажно-наладочная и
сервисно-эксплуатационная;
• предпринимательская.
• инновационная,
изыскательская и проектнорасчетная;
• производственнотехнологическая;
• научно-исследовательская и
педагогическая;
• по управлению проектами;
• профессиональная
экспертиза и нормативнометодическая

31.

Программы обучения в магистратуре
кафедры ТэГВ
• Тепломассоперенос и энергосбережение в
системах теплоснабжения (ТЭСТСН).
• Система обеспечения микроклимата зданий
и сооружений (СОМЗС).
• Энергоэффективность и энергосбережение в
зданиях (ЭЭЗ).

32.

33.

Основы теплотехники. Виды
передачи тепла
Теория
теплообмена
—
учение
о
самопроизвольных необратимых процессах
распространения теплоты в пространстве.
Теплообмен или теплопередача (сложный
процесс распространения теплоты) - обмен
внутренней энергией между отдельными
элементами, областями
рассматриваемой
среды. Состоит из элементарных.

34.

Основы теплотехники. Виды
передачи тепла
Перенос теплоты осуществляется
основными способами:
тремя
теплопроводностью, конвекцией и тепловым
излучением.

35.

Теплопроводность
http://www.anglianhome.co.uk/goodtobehome/eco-living/understanding-conductionconvection-essential-improving-homes-efficiency/
Процесс
теплопроводности
происходит
при
непосредственном
соприкосновении
(соударении) частиц
вещества
(молекул,
атомов и свободных
электронов),
сопровождающемся
обменом энергии и их
теплового движения.
Heat Transfer: A Practical Approach by Yunus A. Cengel

36.

Теплопроводность
Основной
закон
теплопроводности?
Закон Фурье (1822 г.)
Вт
∂t
q=
− λ − λgradt 2
∂n
м
Вт
λ
м ⋅ К
Согласно ГОСТ 16381-77.
«Материалы и изделия
строительные теплоизоляционные.
Классификация и общие
технические требования.»
Теплоизоляционный материал
должен иметь λ < 0,175 Вт/м·К при
25°С
Установка
определению λ
по
Heat Transfer: A Practical Approach by Yunus A. Cengel

37.

Теплопроводность
λroof= 0,8 Вт/м·К
Q=1690Вт
Q=
Heat Transfer: A Practical Approach by Yunus A. Cengel

38.

Конвекция
Представляет собой
перенос тепла в
результате
перемещения и
перемешивания частиц
жидкости или газа.
Если перемещение
частиц жидкости или
газа обусловливается
разностью их
плотностей, то такое
перемещение
называют естественной
или свободной
конвекцией.

39.

Конвекция
Если жидкость или газ
перемещается с
помощью насоса,
вентилятора, эжектора
и других устройств, то
такое перемещение
называют вынужденной
конвекцией.
Теплообмен
происходит в этом
случае значительно
интенсивнее, чем при
естественной
конвекции.

40.

Конвекция
Основной закон конвекции?
Закон Ньютона-Рихмана
Вт
=
q α ( tпов − tж ) 2
м
Вт
α = f ( w, λ , µ , ρ , c p , β , t пов , t ж ,τ ,Г ) 2
м ⋅ К
α=
Nu⋅ λ
l
Критерий Нуссельта
αl
Nu =
λ
Критерий Прандтля
μc p g
Pr =
λ
Критерий Рейнольдса
Re =
wl
ν
Критерий Грасгофа
Gr =
gβ∆tl 3
ν
2

41.

Конвекция
Критериальные уравнения находятся экспериментально, для
достаточно простых случаев
Nu = f ( Re,Gr,Pr )
Для естественной
Nu =
α ⋅ l / λ =C ⋅ ( Gr ⋅ Pr ) + K
n

42.

Конвекция
Для вынужденной
Nu x =
α ⋅l /λ =
C ⋅ Re m ⋅ Pr n

43.

Конвекция
Где используются эти критериальные
зависимости?
Еще?

44.

Конвекция
Рассчитать коэффициент конвективной
теплоотдачи

45.

Конвекция
На практике обычно встречаются более сложные
случаи чем просто пластины или цилиндры

46.

Конвекция
На практике обычно встречаются более сложные случаи чем
просто пластины или цилиндры..
Для определения теплоотдачи необходим
эксперимент:
• натурный;
• лабораторный;
• численный (на кафедре ТэГВ в магистратуре
обучают программам численного
моделирования – Ansys Fluent, ELCUT).

47.

Конвекция
Пластина на основании или заглубленная, двухтрубный
регистр, выступающий теплоисточник

48.

Конвекция
Пластина на основании или заглубленная, двухтрубный
регистр, выступающий теплоисточник

49.

Теплообмен излучением
Процесс распространения внутренней энергии
излучающего тела путем электромагнитных волн.
Q0=QA+QR+QT
A=QA/Q0; R=QR/Q0; T=QT/Q0

50.

Теплообмен излучением
Основной закон теплового излучения?
Закон Стефана-Больцмана
4
T [K]
2
E0 = σ 0
[Вт/
м
]
100
- излучение от тела
σ0 = 5,68 Вт/(м2·К4) - коэффициент излучения абсолютно черного тела.
Теплообмен между двумя поверхностями
T1 4 T2 4
T1 4 T2 4
Q Q1−2 −=
Q2−1 σ 0
σ 0
=
F 2;Q
−
F1⋅ ϕ F 1−=
−
F2 ⋅ ϕ F 2− F 1
100 100
100 100
φF1-F2 - угловой коэффициент излучения поверхности 1 на 2.

51.

Теплообмен излучением
угловые коэффициенты излучения для простых случаев –
находятся интегрированием и имеются в справочниках

52.

Теплообмен излучением
угловые коэффициенты излучения для простых случаев справочные величины

53.

Теплообмен излучением
угловые коэффициенты излучения для
сложных случаев определяются также только
экспериментально:
• натурно на объекте (натурный);
• на лабораторном стенде (лабораторный);
• при помощи компьютерного моделирования
(численный).

54.

Теплообмен излучением

55.

Теплообмен излучением
B
B
L − x arcsin
rdr 1 L+ x arcsin rdr
B π rdr
1
r
r
+ ∫
+ ∫
+
∫
2
2 3
2
2 3
2
2
2
(H + r )
( H + r 2 )3
0 ( H +r )
B
B
( L − x )2 + B 2
L− B
1
WH
B π
L− x
rdr
+
−
−
+
arcsin
arcsin
Q =Q1 +Q2 =
dx +
4π ∫0 2 L∫− x
r 2
r ( H 2 +r 2 )3
2
2
1 ( L+ x ) + B
B π
L+ x
rdr
−
−
arcsin
arcsin
+
∫
r 2
r ( H 2 +r 2 )3
2 L+ x
B
B
L− x
rdr
rdr
L− x
rdr
π
+∫
+ ∫ arcsin
+
2 ∫
3
3
3
l
r
WH 0 ( H 2 +r 2 ) 0 ( H 2 +r 2 ) L− x
( H 2+r 2 ) dx
+
4π L∫− B ( L− x )2 + B2
B π
L − x
rdr
+
−
−
arcsin
arcsin
∫B
2
2
3
r 2
r (H + r )
Аналитическая модель

56.

6
12
1
36.1
2
8
6.7
22
13.7
5.3
Теплообмен излучением
3
V
7
300
9
A
6 220
12
368
4
5
Лабораторное экспериментальное исследование

57.

Теплообмен излучением
Численное исследование – компьютерное моделирование (Ansys® FLUENT)

58.

Сложный теплообмен и
теплопередача
Сложный теплообмен – сложен из
нескольких элементарных, например
конвекция и излучение:
• αо = αк+ αл
• q= (αк+ αл) (tж- tпов)
Теплопередача – передача тепла от одной
жидкости к другой через твердую стенку
=
Q1 α1 ( tж1 − tс1 ) F
δ с1 с 2
2
(t − t ) F
=
Q
λ
=
Q3 α 2 ( tс 2 − tж 2 ) F
1
2
Q=
Q=
Q3
t
δ
tж1
α1 t
с1
tс2
tж2
α2
x

59.

Сложный теплообмен и
теплопередача
Теплопередача – передача тепла от одной
жидкости к другой через твердую стенку
t
t ж1 − t ж 2
1
Q=
F = ( tж1 − tж 2 ) F =k ( tж1 − tж 2 ) F
R
1 δ 1
+
+
α1 λ α 2
1
1
=
1 δ 1 R
+ +
α1 λ α 2
1
k=
n
δ
1
1
+∑ i +
k
α1
i =1
λi
α2
δ
tж1
α1 t
с1
tс2
tж2
α2
x

60.

Термическое сопротивление
ограждающих конструкций
Согласно СП 50.13330.2012 Тепловая защита имеется термин
требуемое термическое сопротивление огр. конструкции
Rтр = f(ГСОП)
– технико-экономические требования
(tв − tн )
Rтр =
∆tнормα в
–санитарно-гигиенические требования
Эти значения используются для проведения
теплотехнического расчета.

61.

Теплотехнический расчет
ограждающей конструкции
Цель теплотехнического расчета?
Определение состава ограждающей конструкции, материала и
толщины теплоизоляционного слоя, так чтобы фактическое
сопротивление было не меньше требуемого.
Задавшись материалом, по вышеприведенным формулам
можно определить требуемую толщину теплоизоляции.
Вывести формулу:

62.

Теплотехнический расчет
ограждающей конструкции
Выведенная формула годится
только для однородных
конструкций, где имеется
существенная одномерность
температурного поля.
Современные ограждения
характеризуются существенной
неоднородностью конструкции
и данный способ расчета может
вносить серьезные
погрешности.

63.

Теплотехнический расчет
ограждающей конструкции

64.

Теплотехнический расчет
ограждающей конструкции
Наиболее правильным и полным в этом
случае является способ моделирования
распределения температурных полей в
ограждении с учетом всех неоднородных
включений, т.е. максимально подробно
смоделированной конструкции ограждения.

65.

Теплотехнический расчет
ограждающей конструкции
Расчет температурных полей в ELCUT

66.

Теплотехнический расчет
ограждающей конструкции
Оптимизация конструкции

67.

По направлениям магистратуры каф. ТэГВ
имеются такие дисциплины:
Общие: Математическое моделирование,
Методология научных исследований, Методы
решения научно-технических задач в
строительстве.
ТЭСТСН: Теория процессов сопряженного тепло
и массопереноса, Методы расчета
энергоэффективности зданий и сооружений.
СОМЗС: Организация и планирование
экспериментальных исследований,
Моделирование процессов тепломассообмена.

68.

69.

Микроклимат помещения и системы
его обеспечения
Что такое микроклимат помещения?
Это совокупность теплового, воздушного и
влажностного режимов в их взаимосвязи.
Требование к микроклимату?
Поддержание условий благоприятных для
людей или проходящих в помещении
технологических процессов

70.

Микроклимат помещения и системы
его обеспечения
Основные контролируемые параметры
микроклимата:
• температура внутреннего воздуха tв;
• радиационная температура помещения
(осредненная температура его ограждающих
поверхностей) tR;
• скорость движения (подвижность) воздуха
vв;
• относительная влажность воздуха φв.

71.

Микроклимат помещения и системы
его обеспечения
Нормы по микроклимату:
•ГОСТ и СанПиН - общие требования к микроклимату:
•ГОСТ 30494-2011 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в
помещениях
•ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарногигиенические требования к воздуху рабочей зоны
•СанПиН 2.1.2.2645-10 Санитарно-эпидемиологические требования к условиям
проживания в жилых зданиях и помещениях
•СанПиН 2.2.4.548-96 Гигиенические требования к микроклимату производственных
помещений.
•СанПиН 2.4.1.3049-13 Санитарно-эпидемиологические требования к устройству,
содержанию и организации режима работы дошкольных образовательных
организаций
•СП по видам зданий
•СП 54.13330.2011 «СНиП 31-01-2003 Здания жилые многоквартирные»
•СП 55.13330.2011 «СНиП 31-02-2001 Дома жилые одноквартирные»
•СП 56.13330.2011 «СНиП 31-03-2001 Производственные здания»

72.

Микроклимат помещения и системы
его обеспечения
Согласно ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые и общественные. Параметры
микроклимата в помещениях» различают:
Оптимальные параметры микроклимата - сочетание значений
показателей
микроклимата,
которые
при
длительном
и
систематическом воздействии на человека обеспечивают нормальное
тепловое
состояние организма
при
минимальном
напряжении
механизмов терморегуляции и ощущение комфорта не менее чем у 80%
людей, находящихся в помещении.
Допустимые параметры микроклимата - сочетания значений
показателей
микроклимата,
которые
при
длительном
и
систематическом воздействии на человека могут вызвать общее и
локальное ощущение дискомфорта, ухудшение самочувствия и
понижение работоспособности при усиленном напряжении механизмов
терморегуляции и не вызывают повреждений или ухудшения состояния
здоровья.

73.

Расчетные параметры внутреннего
воздуха
Теплый период
При отсутствии избытков тепла
в пределах
допустимых
температур
При наличии
избытков тепла
в обслуживаемой
зоне
общественных и
административно
-бытовых
помещений:
в рабочей зоне
производственных
помещений:
t В ≤ t Н + 4°С
t В ≤ t Н + 3°С
Не нормируются в помещениях:
жилых зданий;
общественных, административно-бытовых и производственных в нерабочее время.

74.

Расчетные параметры внутреннего
воздуха
скорость движения воздуха - в пределах допустимых норм;
относительную влажность воздуха - в пределах допустимых норм
(при отсутствии специальных требований) по заданию на проектирование.
Качество воздуха (жилые -ГОСТ 30494, нежилые ГОСТ Р ЕН 13779)
Оптимальное
Детские
учреждения
Больницы,
поликлиники
Допустимое
Жилые
Общественные

75.

Расчетные параметры наружного воздуха
СП 131 «Строительная
климатология»
Теплый
период
Холодный
период
Переходный
период
Параметры А:
Вентиляция,
воздушное
душирование
Параметры Б:
Отопление,
Вентиляция, возд.
душирование
tН= +10°С;
i=26,5 кДж/кг
Определение параметров входящих в группы А и Б приводится в СП «Строительная
климатология»

76.

77.

Потери тепла отапливаемыми
помещениями
Какие основные механизмы теплообмена
участвуют в процессе теплопотерь
помещением?
Основная формула расчета потерь тепла
Q=k·F·(tв – tн)·n·(1+Σβ)
что такое n и 1+Σβ и почему они в
теоретической формуле теплопередачи?
какие еще есть «костыли» в теорию?

78.

Потери тепла отапливаемыми
помещениями
«Костыли» поправляющие теорию для того,
чтобы ее можно было использовать на практике:
• n;
• 1+ Σβ;
• увеличение температуры в угловых
помещениях (На сколько? Где это написано?);
• правила обмера (в чем суть?);
• расчет теплопотерь через полы на грунте (в чем
суть?).

79.

Расчеты потерь тепла – современный
подход
• BIM - Building Information Modeling

80.

BIM
Bew-Richards scale of BIM maturity

81.

81
1 lect.
BIM nD
5D
3D
Visualization
Clash Analysis
4D
Estimating
Construction
sequencing
Virtual
Construction
(3D plus time
element)
(3D plus cost
element)
6D?
Sustainability
Conceptual and
Detail Energy
Analysis
Sustainable
element
tracking
LEED tracking
(3D plus
analysis
element)
7D?
Facility
Management
“As-Built” BIM
model
Lifecycle
Model
(3D plus O&M
element)

82.

82
1 lect.
3D
• Visualization
• Clash Analysis

83.

83
1 lect.
4D - Construction scheduling (3D+time)

84.

84
1 lect.
5D - Costing (3D+cost)

85.

85
1 lect.
Basic concepts of (BIM).
From http://www.brownengineers.net/

86.

Расчеты потерь тепла – современный
подход

87.

Расчеты потерь тепла – современный
подход
• BIM – будущее, но есть объективные
проблемы.
• Алгоритмы расчетов и итоговые отчеты
непрозрачны и их вид не соответствует
нашим требованиям.
• Довольно кропотливая процедура внесения
информации.

88.

BIM
Основы изучаются в дисциплине
«Информационное моделирование
инженерных систем зданий» по программе
магистратуры Энергоэффективность и
энергосбережение в зданиях (ЭЭЗ).

89.

90.

Газоснабжение
Газотранспортная сеть
Ск – скважины;
Сеп – сепараторы;
ПГРС - промысловые
газораспределительные
станции ;
ПКС - промежуточные
компрессорные станции;
ЛЗА - линейная запорная
арматура;
МГ – магистральный
газопровод;
ГРС газораспределительные
станции;
ПП – промежуточные
потребители;
ПХ – подземные
хранилища.

91.

Газоснабжение
Газовые распределительные сети
• По максимальному рабочему давлению, МПа
▫
▫
▫
▫
низкого: до 0,005
среднего: 0,005—0,3
высокого 2 категории: 0,3—0,6
высокого 1 категории: 0,6—1,2
▫
▫
▫
▫
одноступенчатые
двухступенчатые
трехступенчатые
многоступенчатые
• По схеме питания потребителей

92.

Газоснабжение

93.

Газоснабжение
Пункты редуцирования газа (ПРГ).
Согласно СП 62.13330.2011 «Газораспределительные
системы». ПРГ это технологическое устройство сетей
газораспределения
и
газопотребления,
предназначенное
для
снижения давления газа и
поддержания его в заданных пределах независимо от
расхода газа.
в
газораспределительной
сети предусматривают
следующие ПРГ: газорегуляторные пункты (ГРП),
газорегуляторные
пункты
блочные
(ГРПБ),
газорегуляторные
пункты
шкафные
(ПРГШ)
и
газорегуляторные установки (ГРУ).
Согласно ГОСТ Р 56019-2014 «Пункты редуцирования
газа. Функциональные требования»

94.

Газоснабжение
Схема ПРГ
1, 3 — сбросные и продувочные
трубопроводы
2 — настроечная свеча
4, 5, 6, 7, 13, 17 — запорная
арматура
8, 9 — манометр
10 — кран шаровой для
манометра
11 — импульсный трубопровод
12 — предохранительный
сбросной клапан
14 — регулятор давления газа с
предохранительным запорным
клапаном
15 — фильтр газовый
16 — индикатор перепада
давления

95.

Газоснабжение
Пункты редуцирования газа (ПРГ).
ГРП – размещаются в отдельном или
пристроенном здании.
ШРП, ГРПШ, ПРГШ – размещаются в шкафу
отдельно стоящими на несгораемых опорах
или
на наружных стенах зданий, для
газоснабжения которых они предназначены.
ГРУ - допускается размещать в помещении, в
котором
располагается газоиспользующее
оборудование, а также непосредственно у
тепловых установок для подачи газа к их
горелкам

96.

Газоснабжение
Пункты редуцирования газа (ПРГ).

97.

Газоснабжение
Пункты редуцирования газа (ПРГ).

98.

Газоснабжение
Пункты редуцирования газа (ПРГ).

99.

Газоснабжение
Оборудование газовых
сетей. Арматура
Варианты размещения запорной
арматуры
a) – надземное, с использованием
неразъемного
соединения
"полиэтилен-сталь" усиленного типа;
б) – надземное, с использованием
разъемного фланцевого соединения; в)
надземное,
с
использованием
колодца; г) – подземное в колодце с
использованием
разъемного
фланцевого соединения и П-образного
компенсатора; д) – крышка колодца
для надземного размещения запорной
арматуры.

100.

Газоснабжение
Оборудование газовых сетей. Пересечение
газопровода с каналом теплотрассы
1 – газопровод, 2 – футляр, 3 – контрольная трубка, 4 – ковер, 5 – подушка под ковер, 6
трубы теплотрассы, 7 – канал теплотрассы, 8 – перекрытие теплотрассы

101.

Газоснабжение
Оборудование газовых сетей. Газовый кран с управлением под ковер

102.

Газоснабжение
Оборудование газовых сетей. Сильфонный компенсатор

103.

104.

Топливо. Процессы горения
Классификация
• По физическому состоянию
▫ твердое, жидкое и газообразное
• По происхождению
▫ естественное и искусственное
Элементарный состав «рабочего»
топлива
углерод С, водород Н, кислород О, азот N, сера
S, зола А и влага W

105.

Топливо. Процессы горения
Основной теплотехнической характеристикой топлива
является теплота сгорания, которая показывает,
какое количество тепла в килоджоулях выделяется при
сжигании 1 кг твердого (или жидкого) топлива или 1 нм3
газообразного топлива.
Различают высшую и низшую теплоту сгорания топлива.
• Высшей теплотой сгорания Qрв называют количество
тепла, выделяемого топливом при полном его сгорании, с
учетом тепла, выделившегося при конденсации водяных
паров, которые образуются при горении.
• Низшая теплота сгорания Qрн отличается от высшей
тем, что не учитывает тепло, затрачиваемое на
образование водяных паров, которые находятся в
продуктах сгорания.
• При расчетах принимается величина низшей теплоты
сгорания.

106.

Топливо. Процессы горения
Низшая теплота сгорания твердого и жидкого
топлива [кДж/кг] с достаточной точностью
определяется по эмпирической формуле,
предложенной Д. И. Менделеевым:
• Qрн=339Cр +1256Hр -109(Oр -Sрл)-25(9Hр +Wр)
Газообразного [кДж/нм3]
• Qрн=126CO +108H2 +358CH4+590C2H2+
+638C3H3+…

107.

Топливо. Процессы горения
Условное топливо это такое топливо
Qрн которого для твердого и жидкого топлива 29300 кДж/кг
для газообразного Qрн = 20300 кДж/нм3
q
q
Топливо, вещество
МДж/ Топливо, вещество МДж
кг
/кг
Твердое
Твердые ракетные
4,2- Жидкое
топлива
10,5
Антрацит
26,8- Торф
10,5- Бензин
31,4
14,5
Древесный уголь 31,5- Тротил
15 Газ сжиженный
34,4
Дрова (Wp=30%)
12 Уголь
Керосин
Топливо,
вещество
Дрова (Wp=50%)
8,4
канадско-ачинский
15,5
Каменный уголь
~27
подмосковный
10,5
Порох
3,8
челябинский
14,6
Сланцы горючие
7,515,0
экибастузский
16,1
q
МДж
/кг
q
МДж/н
м3
Газообразное
Топливо,
вещество
44- Кокосовый газ
47
45,2 Доменный газ
17,7
4
44- Газ природный 34-36
46
Нефть
43,5- Газ попутный
53-63
46
Спирт
27 Газ сланцевый 14,5
(газификация)
Топливо для РЖД (керосин+ 9,2 Метан
50
жидкий кислород)
8,1
42,9 Окись углерода
Топливо для реактивных
(II)
двигателей самолетов (ТС-1)

108.

Топливо. Процессы горения
Реакции горения нужны для определения:
• необходимого для горения количества воздуха
• количества выделяющихся дымовых газов
Горение углерода:
C+O2-> CO2
12кг С + 32кг O2-> 44кгCO2
для сжигания 1кг С необходимо 32/12=2,67кг О2
Аналогично остальные элементы (H и S), и в итоге
количество теоретически необходимого кислорода
GO2Т =2,67С+8H+S-O2 [кг/кг]
воздуха
GвТ =(2,67Ср+8Hр+Sрл-Oр)/23 [кг/кг]
или
VвТ =0,089Ср+0,266Hр+0,033(Sрл-Oр) [нм3/кг]
для газообразного:
VвТ =0,0476[0,5СO+0,5H2+1,5H2S+Σ(m+n/4)CmHn –O2) [нм3/нм3]

109.

Топливо. Процессы горения
Коэффициент избытка воздуха α
VвД = α· VвТ
Вид топлива
α
Газообразное
1,05-1,2
Жидкое
1,15-1,3
Твердое:
уголь, сжигаемый на
1,5—1,6
колосниковой решетке
То же, при сжигании в
механических топках
1,2-1,4

110.

111.

Котлы и котельные установки
• Котельная установка - комплекс устройств, предназначенных
для выработки тепловой энергии в виде горячей воды или пара.
• Главной частью этот комплекса является котел.
• От назначения различают
▫ энергетические
▫ отопительно-производственные
▫ отопительные.
• Состоят обычно из котлов, циркуляционных и подпиточных
насосов и тягодутьевых устройств. При установке паровых
котлов дополнительно устанавливают конденсационные баки,
насосы для перекачки конденсата и теплообменники.
В
котельных большой мощности также устанавливаются
дополнительные поверхности нагрева (экономайзер и
воздухоподогреватель), оборудование для водоподготовки,
топливоподающие
и
шлакоудаляющие
устройства,
теплообменники, устройства автоматики и др.

112.

Котлы и котельные установки
Котлы
• От материала из которого изготовлены
основные поверхности нагрева
▫ стальные
▫ чугунные
• По виду вырабатываемой тепловой энергии
▫ паровые
▫ водогрейные

113.

Котлы и котельные установки
• Чугунный секционный водогрейный
Энергия-6 (мощность в зависимости от
количества секций ) 650-1220кВт
Viadrus U22/D мощность в
зависимости от количества
секций) 11-58кВт

114.

Котлы и котельные установки
• Стальной барабанный паровой
Котел ДЕ

115.

Котлы и котельные установки
Топочные устройства. Классификация
• по способу сжигания топлива
▫ слоевые, камерные (факельные), циклонные
• по режиму подачи топлива
▫ с периодической и непрерывной подачей
• по взаимосвязи с котлом
▫ внутренние и устраиваемые вне обогреваемой
поверхности котла
• по способу подачи топлива и организации
обслуживания
▫ ручные, полумеханические и механические

116.

Котлы и котельные установки
Топочные устройства

117.

Котлы и котельные установки
Топочные устройства

118.

119.

Тепловые сети. Способы прокладки
теплопроводов
Тепловая сеть - сооружение, которое состоит из
теплопроводов соединенные между собой
сваркой стальные теплоизолированные трубы,
компенсаторов тепловых удлинений, запорной и
регулирующей арматуры, строительных
конструкций, подвижных и неподвижных опор,
камер, дренажных и воздухоспускных устройств.
Проектирование тепловых сетей производят с
учетом положений и требований
СП 124.13330.2012 «Тепловые сети.
Актуализированная редакция СНиП 41-02-2003»

120.

Тепловые сети. Способы прокладки
теплопроводов
Классификация
• по количеству параллельно проложенных
теплопроводов
▫ однотрубные, двухтрубные и многотрубные
• по способу приготовления воды для горячего
водоснабжения
▫ закрытые и открытые
• теплопроводы в тепловых сетях
▫ магистральные, распределительные и
ответвления

121.

Тепловые сети. Способы прокладки
теплопроводов
Классификация
• по схеме прокладки
▫ тупиковые и кольцевые

122.

Тепловые сети. Способы прокладки
теплопроводов
Классификация
• по типу прокладки
▫ Надземные – по эстакадам и по стенам на
кронштейнах

123.

Тепловые сети. Способы прокладки
теплопроводов
Классификация
• по типу прокладки
▫ Подземные – канальные и
бесканальные
Канальные – в непроходных,
полупроходных и проходных каналах
Бесканальные – открытым и закрытым
способом (прокол, ГНБ)

124.

Тепловые сети. Способы прокладки
теплопроводов

125.

Тепловые сети. Сооружения
• Тепловые камеры

126.

Тепловые сети. Сооружения
• Компенсаторы

127.

Тепловые сети. Сооружения
• Опоры – подвижные
хомутовые опоры
однорядные и двурядные катковые опоры
скользящие опоры

128.

Тепловые сети. Сооружения
• Опоры – неподвижные
щитовая
лобовая
лобовая усиленная
хомутового типа

129.

Схемы присоединения абонентских
установок к тепловой сети
Закрытая двухтрубная водяная система теплоснабжения

130.

Схемы присоединения абонентских
установок к тепловой сети
Открытая двухтрубная водяная система теплоснабжения

131.

Оборудование тепловых пунктов
зданий
Тепловой пункт (ТП) — комплекс устройств, расположенный в обособленном
помещении, состоящий из элементов тепловых энергоустановок, предназначенные для
присоединения к тепловым сетям систем отопления, вентиляции, кондиционирования
воздуха, горячего водоснабжения и технологических теплоиспользующих установок
промышленных и сельскохозяйственных предприятий, жилых и общественных зданий.
Обеспечивающих их работоспособность, управление режимами теплопотребления,
преобразование, регулирование параметров теплоносителя и распределение
теплоносителя по видам потребителей.
Согласно СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов»
Тепловые пункты подразделяются на:
• индивидуальные тепловые пункты (ИТП) - для присоединения систем отопления,
вентиляции, горячего водоснабжения и технологических теплоиспользующих
установок одного здания или его части;
• центральные тепловые пункты (ЦТП) - то же, двух зданий или более.
• блочные тепловые пункты (БТП). Изготавливается в заводских условиях и
поставляется для монтажа в виде готовых блоков. Может состоять из одного или
нескольких блоков. Оборудование блоков монтируется очень компактно, как
правило, на одной раме. Обычно используется при необходимости экономии места, в
стесненных условиях. По характеру и количеству подключенных потребителей БТП
может относиться как к ИТП, так и к ЦТП.

132.

Оборудование тепловых пунктов
зданий
ЦТП

133.

Оборудование тепловых пунктов
зданий
ИТП

134.

Оборудование тепловых пунктов
зданий
БТП

135.

Оборудование тепловых пунктов
зданий
Оборудование и арматура
• Водоподогреватели
▫ водяные горизонтальные секционные кожухотрубные

136.

Оборудование тепловых пунктов
зданий
Оборудование и арматура
• Водоподогреватели
▫ Водяные пластинчатые

137.

Оборудование тепловых пунктов
зданий
Оборудование и арматура
• Водоподогреватели
▫ паровые горизонтальные
многоходовые

138.

Оборудование тепловых пунктов
зданий
Оборудование и арматура
• Насосы
• Элеваторы

139.

Оборудование тепловых пунктов
зданий
Оборудование и арматура
• Баки-аккумуляторы
• Грязевики
• Фильтры-грязевики

140.

Оборудование тепловых пунктов
зданий
Оборудование и арматура
• Запорная и регулирующая
арматура

141.

142.

Альтернативные источники энергии
Возобновляемые источники энергии (ВИЭ)
ВИЭ заменяет собой традиционные источники энергии – энергия от
сжигания углеводородного природного топлива, и от ядерного
распада.
• Ветроэнергетика
▫ Автономные ветрогенераторы
▫ Ветрогенераторы, работающие параллельно с сетью
• Биотопливо
▫ Жидкое: Биодизель, биоэтанол.
▫ Твёрдое: древесные отходы и биомасса (щепа, гранулы (топливные
пеллеты) из древесины, лузги, соломы и т. п., топливные брикеты)
▫ Газообразное: биогаз, синтез-газ.
• Геотермальная энергетика
▫ Высокопотенциальная: тепло геотермальных источников (горячая
подземная вода)
▫ Низкопотенциальная: тепло грунта, подземных вод и т.д. (тепловой
насос)

143.

Альтернативные источники энергии
Возобновляемые источники энергии (ВИЭ)
• Гелиоэнергетика
▫
▫
▫
▫
Солнечные электростанции(СЭС)
Солнечный коллектор
Фотоэлектрические элементы
Наноантенны
• Альтернативная гидроэнергетика
▫ Приливные электростанции (ПЭС)
▫ Волновые электростанции
▫ Мини и микро ГЭС (устанавливаются в основном на малых
реках)
▫ Водопадные электростанции
▫ Аэро ГЭС (конденсация влаги из атмосферы, в том числе из
облаков)

144.

Альтернативные источники энергии
Вторичные энергоресурсы (ВЭР)
ВЭР это энергетический потенциал продукции, отходов, побочных и промежуточных
продуктов, образующихся в технологических агрегатах (установках, процессах), который не
используется в самом агрегате, но может быть использован частично или полностью для
энергоснабжения других агрегатов (процессов)
• По виду энергии ВЭР
▫
▫
▫
Горючие (топливные): побочные горючие газы плавильных печей, горючие отходы
химических и нефтехимических производств, твердые и жидкие топливные отходы и т.
д.
Тепловые: физическая теплота отходящих газов основной и побочной продукции,
теплота горячей воды, конденсата, пара, отработанных в технологических и силовых
установках.
ВЭР избыточного давления: потенциальная энергия газов, жидкостей, покидающих
технологические агрегаты с избыточным давлением.
• По виду и параметрам рабочих тел
▫
▫
▫
▫
топливное (непосредственное использование в качестве топлива);
тепловое (использование теплоты, получаемой непосредственно в качестве ВЭР);
силовое (использование механической или электрической энергии, вырабатываемых в
утилизационных установках за счет ВЭР);
комбинированное (использование теплоты, механической или электрической энергии,
одновременно вырабатываемых за счет ВЭР).

145.

Использование ВИЭ при
проектировании
систем
ТГВ
Программа
подготовки
магистров
«Энергоэффективность
и
энергосбережение в зданиях (ЭЭЗ)» подготовлена в рамках программы
европейского сотрудничества Tempus. Содержит дисциплины по
самому востребованному сейчас в Европе направлению «Зеленого»
строительства – использование ВИЭ, энергоэффективных технологий
при строительстве и эксплуатации зданий и сооружений.
Кроме обычных дисциплин
специальные по теме:
по
научным
исследованиям,
есть
•Тепловая защита зданий. Энергоэффективные ограждающие
конструкции.
•Использование возобновляемых источников энергии: технология,
эффективность, устойчивость
•Геоинформационные системы для возобновляемых источников
энергии
•Здания с низким потреблением энергии
•Энергосберегающая архитектура и эксплуатация зданий

146.

Использование ВИЭ при
проектировании систем ТГВ
По дисциплине «Использование возобновляемых источников
энергии: технология, эффективность, устойчивость»
имеются
лабораторные
работы по изучению
функционирования
элементов ВИЭ:

147.

Использование ВИЭ при
проектировании систем ТГВ
Энергия
солнца
Фотоэлектрический
модуль НЭЭ2-ФЭМ-Н-
Р.

148.

Использование ВИЭ при
проектировании систем ТГВ
Энергия
ветра
Ветроэлектрогенера
тор НЭЭ2-ВЭГ-Н-Р

149.

Использование ВИЭ при
проектировании систем ТГВ
Низкопотенциальная
геотермальная
энергия
Тепловой
насос
НВИЭ1-ТНС-Р

150.

Использование ВИЭ при
проектировании систем ТГВ
Низкопотенциальная
геотермальная
энергия
Тепловой
насос «водавоздух»

151.

152.

Системы отопления. Классификация
• По расположению основных элементов:
▫ центральные и местные.
• По виду теплоносителя:
▫ водяные, паровые, воздушные и
комбинированные.
• По способу циркуляции теплоносителя:
▫ с естественной и искусственной.
• По параметрам теплоносителя:
▫ водяные низкотемпературные (до 100°С) и
высокотемпературные (свыше 100°С);
▫ паровые системы низкого (р=0,1—0,17 МПа),
высокого (р=0,17—0,3 МПа) давления и вакуумпаровые (р<0,1 МПа).

153.

Системы отопления. Теплоносители
• Вода
• Пар
• Воздух
Свойства -> Достоинства и Недостатки систем

154.

Системы отопления. Теплоносители
Водяная – высокая плотность, теплоемкость, точка
замерзания
• Достоинства:
• Средняя материалоемкость (почему?).
• Бесшумность (почему?).
• Большая инерционность системы (?)
• Качественное регулирование.
• Недостатки
• Высокое гидростатическое давление (?)
• Большая инерционность регулирования (?)
• Дополнительное внимание к участкам системы контактирующих с наружным
воздухом (?)

155.

Системы отопления. Теплоносители
Паровая – низкая плотность, конденсация в системе, собственное
давление (высокая скорость), высокая температура
• Достоинства:
Малая материалоемкость (почему?).
Незначительное гидростатическое давление (?)
Малая опасность замораживания (?)
Малая инерционность регулирования системы (?)
Перемещение пара без специальных насосов (?)
• Недостатки
Невозможность использования в помещениях где возможен контакт людей с приборами
отопления, пригорание или возгорание пыли. По факту область применения - только
ограниченное количество промышленных цехов. (?)
Малая инерционность системы(?)
Количественное регулирование (?)
Меньшая долговечность (?)
Шум и возможность гидравлических ударов (?)

156.

Системы отопления. Теплоносители
Воздушная – низкая плотность, низкая температура, низкая
теплоемкость, возможность совмещения с системой
вентиляции
• Достоинства:
• Более эстетичная (почему?).
• Отсутствие гидростатического давления (?)
• Нет опасности замораживания (?)
• Практически отсутствие инерционности при регулировании системы (?)
• Возможность качественного регулирования
• Недостатки
• Занимает больше места (?)
• Большие бесполезные теплопотери (?)
• Практически отсутствие инерционности системы(?)
• Количественное регулирование (?)

157.

Системы водяного отопления
Общая схема системы и принцип работы

158.

Системы водяного отопления.
Классификация
По схеме включения отопительных приборов в стояк или ветвь
двухтрубные
однотрубные

159.

Системы водяного отопления.
Классификация
По способу создания циркуляции
системы с естественной циркуляцией (гравитационные) и с
искусственной циркуляцией (насосные)

160.

Системы водяного отопления.
Классификация
По направлению объединения отопительных приборов
вертикальные
горизонтальные

161.

Системы водяного отопления.
Классификация
• По месту расположения подающих и обратных магистралей
▫ с верхней разводкой
▫ с нижней разводкой
▫ опрокинутая

162.

Системы водяного отопления.
Классификация
• По направлению движения воды в подающих и обратных
магистралях
▫ тупиковые
▫ с попутным движением

163.

Расчеты систем отопления –
современный подход

164.

Нагревательные приборы систем
центрального отопления
По способу передачи тепла
конвекторы
радиаторы

165.

Нагревательные приборы систем
центрального отопления
Конвектор или
радиатор?
Стальной панельный
радиатор

166.

Нагревательные приборы систем
центрального отопления
Конвектор или
радиатор?
Биметаллический или
алюминиевый
радиатор

167.

Определение необходимой поверхности
нагревательных приборов

168.

Гидравлический расчет системы
водяного отопления
Циркуляционное давление в системах
водяного отопления
Естественное циркуляционное давление
Давление в системах с искусственной
циркуляцией воды

169.

Гидравлический расчет системы
водяного отопления
Цель гидравлического расчета?
Определение диаметров теплопроводов при
заданной тепловой нагрузке и расчетном
циркуляционном давлении, установленном
для данной системы.
При движении реальной жидкости по
трубам происходят потери
давления связанные с
трением
местными потерями

170.

Гидравлический расчет системы
водяного отопления
Потери давления на трение ΔPтр, Па, определяются по
формуле
Дарси-Вейсбаха
∆Pтр =
λ ⋅ l ρ ⋅ v2
d
⋅
2
λ-?
коэффициент трения, зависит от
режима течения, шероховатости стенок канала (?),
кинематических свойств жидкости – вязкости (?).
Шероховатость абсолютная Δ (мм) и
относительная ∆ = ∆ / d

171.

Гидравлический расчет системы
водяного отопления
Коэффициенты трения
Ламинарный режим – формула Пуазейля
=
λ
64
;Re < 2300
Re
Турбулентный режим
0,3164
d
λ
;4000
Re
40
=
<
<
гидравлически гладкие трубы – формула Блазиуса
0,25
∆
Re
гидравлически шероховатые трубы – формула Альтшуля
∆ 68
λ 0,11 +
=
d Re
0,25
;40
d
d
< Re < 500
∆
∆
∆
зона автомодельности – формула Шифринсона
=
λ 0,11
d
0,25
;Re > 500
d
∆

172.

Гидравлический расчет системы
водяного отопления
Как в проектной практике определяются потери
давления на трение?
Почему отличие R (Па/м) для dу 20 трубы легкой и
обыкновенной?

173.

Гидравлический расчет системы
водяного отопления

174.

Гидравлический расчет системы
водяного отопления
Местные потери: из-за чего возникают?
Деформация потока:
сужение, расширение,
изменение направления
Как определяются
потери давления?
ζ⋅
∆PКМС =
ρ ⋅ v2
2

175.

Гидравлический расчет системы
водяного отопления
Коэффициенты местного сопротивления ζ, зависят от
геометрии местного сопротивления и параметров
течения через него – скорость (соотношение скоростей),
режима течения.
Приводятся в справочниках и определяются в основном
экспериментально. Наиболее полный справочник по
КМС:
Идельчик И. Е. Справочник по гидравлическим
сопротивлениям/ Под ред. М. О. Штейнберга. – 3-е изд.,
перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1992. – 672 с.

176.

Гидравлический расчет системы
водяного отопления
Последовательность гидравлического расчета:
1.
2.
3.
4.
подготовка аксонометрической схемы системы и
отображение элементов системы на планах и разрезах;
выбор главного циркуляционного кольца;
определение расчетного циркуляционного давления ΔPp;
расчет среднего удельного падения давления по главному
циркуляционному кольцу:
5.
расчет расходов воды на расчетных участках:
6.
7.
8.
подбор оптимальных значений диаметров по Rср и Gуч.
контроль падения давления в системе: ΔPс≈ ΔPp (±10%);
расчет и увязка параллельных циркуляционных колец.

177.

BIM при проектировании и расчете
системы отопления
Выбор и
установка
отопительных
приборов

178.

BIM при проектировании и расчете
системы отопления
Выбор и
установка
запорной и
регулирующей
арматуры;
подводок к
отопительному
прибору

179.

BIM при проектировании и расчете
системы отопления
Трассир
овка
трубопр
оводов

180.

BIM при проектировании и расчете
системы отопления
Ввод
парамет
ров
приборо
в

181.

BIM при проектировании и расчете
системы отопления
Пока не считает однотрубку

182.

По направлению СОМЗС дисциплина «Отопление, вентиляция и кондиционирование
воздуха жилых, общественных и промышленных зданий различного назначения»
посвящена более подробному изучению особенностей проектирования систем
отопления в различных зданиях:
• Общественных - бассейны, зрительные и спортивные залы, обеденные залы и кухни
предприятий общественного питания. А также использование наиболее
современного отопительного оборудования.
• Промышленных:
▫
▫
▫
▫
цехов строительной индустрии - цехи по производству кирпича, огнеупоров,
железобетонных изделий, деревообрабатывающие и лесопильные цехи.
цехов машиностроительных заводов: литейные, кузнечно-прессовые и термические
цехи, сборочно-сварочные и гальванические цехи, цехи окраски и механической
обработки металлов.
животноводческих и птицеводческих помещений, овощехранилищ. Климатизация
теплиц, оранжерей и ботанических садов.
предприятий пищевой промышленности: сахарных заводов, масложировых
предприятий, табачных и чайных фабрик, кондитерских предприятий.
• Современных жилых зданий - типовой застройки и зданий со свободной
планировкой квартир.

183.

По направлению СОМЗС дисциплина «Современное оборудование и
конструктивные решения систем отопления, вентиляции и
кондиционирования воздуха» посвящена изучению наиболее
современного отопительного оборудования и автоматизации
проектирования:
Отопительные приборы:
▫
▫
▫
▫
▫
секционные, панельные, колончатые, с естественной и принудительной
конвекцией.
Термосифонные отопительные приборы. Приборы со встроенными
терморегуляторами.
Газовые теплоизлучатели.
Эксплуатационные и экономические качества, конструкции и расчет.
Другое отопительное оборудование:
Терморегуляторы. Насосы с преобразователями частоты. Расширительные
мембранные баки. Обеспечение гидравлической устойчивости систем
отопления. Автоматические регуляторы расхода и перепада давления.
Требования установки и принцип действия.
Автоматизированные системы проектирования отопления.

184.

Местное отопление. Печное
Печи
• По функционалу: отопительные, отопительно-варочные,
варочные и специального назначения
• По теплоемкости: теплоемкие (нагревающийся массив печи
имеет объем не менее 0,2 м3) и нетеплоемкие (изготовляемые
из листовой стали и чугуна).
• По схеме движения газов : канальные, бесканальные,
смешанные.
Достоинства:
• меньшая стоимость устройства
• малый расход металла
• возможность применения любого вида твердого топлива
• сравнительно высокий КПД
• обеспеченность воздухообмена в помещениях
• большая отдача теплоты помещению излучением
Недостатки
• значительная занимаемая площадь (печь, топливо)
• опасность в пожарном отношении
• загрязнение помещений (зола, шлаки, доставка топлива)
• более высокая амплитуда колебания температуры воздуха в
течение суток и в помещении
• опасность отравления окисью углерода при нарушении правил
эксплуатации печи.

185.

Местное отопление. Печное
Согласно "Рекомендаций по предупреждению
пожаров в домах с печным отоплением« (утв.
МЧС РФ 01.10.2006) печное отопление на
твердом топливе допускается при отсутствии
централизованного теплоснабжения для
жилых и адм. зданий с числом этажей не более
2, общественные здания – не более 1 этажа.
Для общественных зданий регламентируется
максимальное количество, находящихся в
здании, людей. Например, бани: не более 25,
школы не более 80, детские сады не более 50.

186.

Местное отопление.
Электрическое
Приборы делят на
• высокотемпературные (>70 °С)
▫ электрорадиаторы (металлические с заполнением
маслом и др.), рефлекторы, электрокамины.

187.

Местное отопление.
Электрическое
• низкотемпературные
▫ отопительные панели,
выполненные из
огнеупорного материала,
в массив которого
заделывается греющий
электрический кабель
(кабель заделывается в
различные конструкции
зданий: пол, потолок,
перегородки и т. д.)

188.

Местное отопление.
Электрическое
• низкотемпературн
ые
▫ Пленочный
обогреватель —
это проводник с
высоким
сопротивлением,
напыленный на
гибкую
диэлектрическую
основу между
двух токоведущих
шин. Рабочая
температура 40 °С
(до 220 ватт/м2)
и 85 °С (440
ватт/м2).

189.

Местное отопление.
Электрическое
Достоинства:
• полная автоматизация
• возможность использования в условиях отсутствия
топлива
Недостатки
• низкий КПД (почему? ведь вся подводимая
мощность переходит в тепло, не 100%?)
▫ ТЭЦ (33%), ГЭС (90%), АЭС (80%)
• высокая стоимость (почему?, есть ведь ГЭС, АЭС?)

190.

Местное отопление. Газовое
• Конвекторы

191.

Местное отопление. Газовое
• Камины
Лучисто-конвективные

192.

Местное отопление. Газовое
Газовые инфракрасные излучатели (ГИИ)
• С атмосферной горелкой и без организованного отвода продуктов
сгорания (светлые – температура 600-900°С)

193.

Местное отопление. Газовое
Газовые инфракрасные излучатели (ГИИ)
• с вентиляторным газогорелочным блоком и организованным отводом
продуктов сгорания (темные– температура 200-600°С)

194.

195.

Вентиляция
Вентиляция - совокупность мероприятий и устройств,
обеспечивающих расчетный воздухообмен в помещениях
жилых, общественных и промышленных зданий, который
служит для поддержания в помещениях параметров
воздушной среды, удовлетворяющих санитарногигиеническим и технологическим требованиям.
Основная цель вентиляции - поддержание параметров
микроклимата в помещении - достигается организацией
воздухообмена - удаление загрязненного и подача в
помещение чистого воздуха.
Вентиляционной системой называют совокупность
устройств для обработки, транспортирования, подачи
(приточная вентиляция) или удаления (вытяжная
вентиляция) воздуха.

196.

Вентиляция
• По назначению
▫
приточные и вытяжные
• По зоне обслуживания
▫
общеобменные и местные
• По способу побуждения
▫
механические и естественные
(организованная (аэрация) и
неорганизованная (инфильтрация)

197.

Вентиляция

198.

Вентиляция

199.

Вентиляция
Аварийные системы вентиляции.
Противодымные системы вентиляции

200.

Вентиляция. Основные элементы
Воздухозабор; приточная установка (клапан, фильтр, калорифер,
вентилятор, шумоглушитель); сеть воздуховодов с регулирующими и
воздухораспределительными устройствами

201.

Вентиляция. Воздухообмен
• Воздухообмен - процесс подачи чистого
воздуха в помещение приточными системами
и удаление вытяжными – загрязненного
вредными выделениями, происходящими в
помещении.
• Воздухообмен
расход
воздуха
проходящего через помещение при работе
систем приточной и вытяжной вентиляции.

202.

Вентиляция. Воздухообмен
• Вывод формул
для определения
воздухообменов
по вредностям

203.

Вентиляция. Воздухообмен
Согласно СП 60. Сравнить

204.

Вентиляция. i-d диаграмма
Построение
процессов
изменения
состояния
воздуха при
вентилирован
ии помещения
с тепло- и
влаговыделен
иями

205.

Вентиляция. Воздухообмен –
упрощенные способы определения
по кратности;
по величине удельных расходов воздуха,
отнесенных к человеку;
по величине удельных расходов воздуха,
отнесенных к единице оборудования;
по величине удельных расходов воздуха,
отнесенных к квадратному метру площади
пола;
нормирование воздухообмена конкретным
значением для помещений определенного
назначения.

206.

Вентиляция. Основные элементы
Вентиляторы
• По конструкции
▫
▫
Радиальные (центробежные)
Осевые

207.

Вентиляция. Основные элементы
Вентиляторы
• По исполнению
▫
▫
Обычное
Канальное

208.

Вентиляция. Основные элементы
Воздухонагреватели
• По исполнению
▫
▫
Обычное
Канальное

209.

Вентиляция. Основные элементы
Воздухонагреватели
• По используемой энергии
▫
▫
▫
Водяной
Паровой
Электрический

210.

Вентиляция. Аэродинамический
расчет воздуховодов
Цель:
• определение размеров поперечного сечения
воздуховодов и каналов, потерь давления на
отдельных участках и в системе в целом для
перемещения некоторого количества воздуха
(прямая задача), увязка всех ответвлений –
обеспечение одинаковых потерь давлений (с
учетом возможной невязки) при заданном
потокораспределении в них.

211.

Вентиляция. Аэродинамический
расчет воздуховодов
Последовательность
Составление аксонометрической схемы.
Определение нагрузки отдельных расчетных участков.
Выбор основного (магистрального) направления.
Нумерация участков магистрали.
Определение размеров сечения расчетных участков
магистрали.
Определение фактической скорости.
Определение потерь давления на трение и в местных
сопротивлениях.
Определение общих потерь давления в системе.
Увязка всех остальных участков системы.

212.

Вентиляция. Аэродинамический
расчет воздуховодов

213.

Вентиляция современные методы
• Моделирование воздухораспределения в
сложных помещениях – CFD – преимущества?

214.

Вентиляция современные методы
• Проектирование
– BIM –
преимущества?

215.

По направлению СОМЗС дисциплина «Современное оборудование и конструктивные
решения систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха» посвящена
изучению наиболее современного вентиляционного оборудования и автоматизации
проектирования:
• Оборудование систем вентиляции и кондиционирования воздуха на российском
рынке: сравнительная характеристика и опыт эксплуатации. Автоматизированные
системы проектирования вентиляции и кондиционирования воздуха.
• Канальные радиальные вентиляторы. Приточные и вытяжные камеры в
строительных конструкциях, крупноблочные, каркасно-панельные, моноблочные,
подвесные. Размещение, подбор.
• Современные тенденции развития приточных установок. Воздухозаборные и
вытяжные устройства, требование к размещению, конструкция. Применение
циркуляционных насосов в схемах обвязки водяных калориферов.
• Современные схемы воздушно-тепловых завес. Мероприятия по энергосбережению
при установке завес.
• Приточно-вытяжные установки с утилизацией тепла. Применение теплоутилизаторов
с промежуточным теплоносителем для вентиляционных систем.

216.

По направлению СОМЗС дисциплина «Отопление, вентиляция и
кондиционирование воздуха жилых, общественных и промышленных
зданий различного назначения» посвящена более подробному изучению
особенностей проектирования систем вентиляции в различных зданиях:
• Общественных - бассейны, зрительные и спортивные залы, обеденные залы
и кухни предприятий общественного питания. А также использование
наиболее современного вентиляционного оборудования.
• Промышленных:
▫ цехов строительной индустрии - цехи по производству кирпича, огнеупоров,
железобетонных изделий, деревообрабатывающие и лесопильные цехи.
▫ цехов машиностроительных заводов: литейные, кузнечно-прессовые и
термические цехи, сборочно-сварочные и гальванические цехи, цехи окраски и
механической обработки металлов.
▫ животноводческих и птицеводческих помещений, овощехранилищ. Климатизация
теплиц, оранжерей и ботанических садов.
▫ предприятий пищевой промышленности: сахарных заводов, масложировых
предприятий, табачных и чайных фабрик, кондитерских предприятий.
• Современных жилых зданий - типовой застройки и зданий со свободной
планировкой квартир.

217.

По направлению ЭЭЗ в дисциплине
«Информационное моделирование в инженерных
системах зданий» изучаются основы BIM при
помощи программы Autodesk® Revit MEP ,
проектирование и расчет систем вентиляции. А
также основы моделирования в CFD при помощи
программы Ansys® FLUENT– моделирование
течений в помещениях и в каналах систем
вентиляции.

218.

219.

Кондиционирование воздуха
Система кондиционирования воздуха (СКВ) комплекс технических средств, служащих для
требуемой обработки воздуха (фильтрации,
подогрева, охлаждения, сушки и увлажнения),
перемещения его и распределения в
обслуживаемых помещениях, устройства для
глушения шума, вызываемого работой
оборудования, источники тепло- и
хладоснабжения, средства автоматического
регулирования, контроля и управления, а
также вспомогательное оборудование.

220.

Кондиционирование воздуха
Цель устройства СКВ - создание и автоматическое
поддержание в обслуживаемом помещении или
технологическом объеме требуемых параметров и
качества воздуха независимо от внутренних
возмущений и внешних воздействий.
К параметрам воздуха относятся:
температура, относительная влажность или
влагосодержание и подвижность.
Качество воздуха включает в себя:
газовый состав, запыленность, запахи,
аэроионный состав

221.

Кондиционирование воздуха
Состав СКВ [1]
• Установка КВ, предназначенная для очистки и тепловлажностной
обработки и получения необходимого качества воздуха и его
транспортировки по сети воздуховодов до обслуживаемого помещения
или технического объема;
• сеть приточных воздуховодов с воздухораспределителями, клапанами
и регулирующими устройствами;
• вытяжной вентилятор и сеть вытяжных и рециркуляционных
воздуховодов с сетевым оборудованием;
• сеть фреоновых трубопроводов для сплит-систем и VRV-систем с
кабелями связи наружных блоков с внутренними;
• фэнкойлы, эжекционные доводчики, моноблоки, холодные и теплые
потолки и балки и др. доводчики для охлаждения и (или) нагревания
непосредственно внутреннего воздуха;
• оборудование для утилизации теплоты и холода;
• дополнительные воздушные фильтры, шумоглушители и другие
элементы.
1. Классификация систем кондиционирования воздуха [Текст] / М. Г. Тарабанов // Вентиляция.
Отопление. Кондиционирование: АВОК. 2011. N 6. С. 2027

222.

Кондиционирование воздуха
Классификация СКВ
• По расположению относительно обслуживаемого помещения: местные и
центральные.
• По способу подготовки холода: автономные и неавтономные.
• По источнику холода: естественные и искуственные.
• По назначению: комфортные, технологические и комфортнотехнологические.
• По использованию наружного воздуха: прямоточные, частично
рециркуляционные и рециркуляционные.
• По способу управления параметрами воздуха в помещении: с постоянным
расходом воздуха (CAV) - качественное регулирование и с переменным
расходом воздуха (VAV) –количественное регулирование.
• По числу обслуживаемых зон: однозональные и многозональные.
Многозональные - СКВ с местными доводчиками (внутренние блоки сплитсистем или VRV-систем; фэнкойлы (двух- или четырехтрубные); моноблоки
(напольные, потолочные или настенные); эжекционные доводчики;
местные увлажнители воздуха; охлаждаемые и нагреваемые потолки;
охлаждающие балки (пассивные и активированные)

223.

Кондиционирование воздуха
Основной элемент СКВ – источник холода.
Для СКВ с искусственным источником холода это
Холодильная машина

224.

Кондиционирование воздуха
Оконный
кондиционер

225.

Кондиционирование воздуха
Сплит
Мульти-сплит

226.

Кондиционирование воздуха
Мультизональная (VRV, VRF)

227.

Кондиционирование воздуха
Чиллер-фэнкойл (Chiller-fancoil)

228.

Кондиционирование воздуха
Чиллер с водяным охлаждением

229.

Кондиционирование воздуха
Фэнкойлы и внутренние блоки

230.

Кондиционирование воздуха
Центральный кондиционер

231.

Кондиционирование воздуха
Работа в режиме теплового насоса

232.

По направлению СОМЗС дисциплина «Современное оборудование и
конструктивные решения систем отопления, вентиляции и кондиционирования
воздуха» посвящена изучению наиболее современного вентиляционного
оборудования и автоматизации проектирования:
• Оборудование систем вентиляции и кондиционирования воздуха на
российском рынке: сравнительная характеристика и опыт эксплуатации.
Автоматизированные системы проектирования вентиляции и
кондиционирования воздуха.
• Применение тепловых насосов в системах отопления и кондиционирования.
• Центральные одно- и многозональные системы кондиционирования воздуха
переменной производительности (VAV – системы). Чиллеры и фэнкойлы.
Эжекционные и вентиляторные доводчики. Сплит системы.

233.

По направлению СОМЗС дисциплина «Отопление, вентиляция и
кондиционирование воздуха жилых, общественных и промышленных
зданий различного назначения» посвящена более подробному изучению
особенностей проектирования систем кондиционирования в различных
зданиях:
• Общественных - бассейны, зрительные и спортивные залы, обеденные залы
и кухни предприятий общественного питания. А также использование
наиболее современного климатического оборудования.
• Промышленных:
▫ цехов строительной индустрии - цехи по производству кирпича, огнеупоров,
железобетонных изделий, деревообрабатывающие и лесопильные цехи.
▫ цехов машиностроительных заводов: литейные, кузнечно-прессовые и
термические цехи, сборочно-сварочные и гальванические цехи, цехи окраски и
механической обработки металлов.
▫ животноводческих и птицеводческих помещений, овощехранилищ. Климатизация
теплиц, оранжерей и ботанических садов.
▫ предприятий пищевой промышленности: сахарных заводов, масложировых
предприятий, табачных и чайных фабрик, кондитерских предприятий.
• Современных жилых зданий - типовой застройки и зданий со свободной
планировкой квартир.

234.

По направлению ЭЭЗ в дисциплине
«Информационное моделирование в инженерных
системах зданий» изучаются основы BIM при
помощи программы Autodesk® Revit MEP ,
проектирование и расчет систем
кондиционирования. А также основы
моделирования в CFD при помощи программы
Ansys® FLUENT– моделирование течений и тепломасcообменных процессов в помещениях.

235.

236.

Охрана воздушного бассейна
Источники загрязнения атмосферы:
• Естественные
▫ минерального, растительного или микробиологического
происхождения, поступающие в атмосферу в результате
вулканических извержений вулканов, лесных пожаров.
▫ пыль, образующаяся в результате разрушения горных пород,
пыльца растений, выделения животных и т.п.
• Искусственные (антропогенные)
▫ транспортные—образующиеся при работе автомобилей,
поездов, воздушного, морского и речного транспорта;
▫ производственные – выбросы, происходящие в результате
технологических процессов;
▫ бытовые – образующиеся при сжигании топлива для
отопления и приготовления пищи, а также при переработке
бытовых отходов.

237.

Охрана воздушного бассейна
Меры защиты антропогенного воздействия:
• 1. Экологизация технологических процессов:
▫ 1.1. создание замкнутых технологических циклов, малоотходных технологий,
исключающих попадание в атмосферу вредных веществ;
▫ 1.2. уменьшение загрязнения от тепловых установок: централизованное
теплоснабжение, предварительная очистка топлива от соединений серы,
использование альтернативных источников энергии, переход на топливо
повышенного качества (с угля на природный газ);
▫ 1.3. уменьшение загрязнения от автотранспорта: использование
электротранспорта, очистка выхлопных газов, использование
каталитических нейтрализаторов для дожигания топлива, разработка
водородного транспорта, перевод транспортных потоков за город.
• 2. Очистка технологических газовых выбросов от вредных примесей.
• 3. Устройство санитарно-защитных зон, архитектурно-планировочные
решения.
• 4. Рассеивание газовых выбросов в атмосфере. Рассеивание
осуществляется с помощью высоких дымовых труб (высотой более 300
м). Это не является мерой защиты атмосферы от
загрязнения!!

238.

Охрана воздушного бассейна
Способ сепарации
Очистка
технологических
газовых
выбросов от
вредных
примесей.
Тип пылеулавливающего устройства
Гравитационный Пылеосадительные камеры
Жалюзийные золоуловители
Инерционный:
Циклоны
- сухой
-одиночные и групповые
- батарейные
Промыватели центробежные
- ударные типа ПВМ
--- ротоклон
- мокрый
- Вентури
-- низконапорные
-- высоконапорные
- пенные
Фильтры
Фильтрация:
- тканые
- в пористом слое - волокнистые
- зернистые
- электрические
- в электрическом
-- однопольные
поле
-- многопольные

239.

Охрана воздушного бассейна
Устройства очистки вентиляционных выбросов
Гравитационные
Пылеосади
тельные
камеры
Пылеосадительные камеры полые, с рассекателями
и перегородками: 1 – корпус, 2 – бункер, 3 – клапанмигалка, 4 – рассекатели (цепные, проволочные или
сеточные), 5 – перегородки

240.

Охрана воздушного бассейна
Инерционные
жалюзийные
пылеуловите
ли
Жалюзийный пылеуловитель в
горизонтальном газоходе.1 – входная
камера; 2 – отсосная щель; 3 – диффузор;
4 – поводящий к циклону воздуховод; 5 –
отсосный циклон; 6 – отводящий от
циклона воздуховод; 7 – основной газоход
по месту подсоединения отводящего
воздуховода; 8 – инжектор; 9 – основной
газоход после инжектора.

241.

Охрана воздушного бассейна
Инерционные. Циклоны
Одиночный
Групповая установка

242.

Охрана воздушного бассейна
Инерционные
Батарейный циклон

243.

Охрана воздушного бассейна
Мокрые
Скрубббер Вентури
Газопромыватели
Орошаемые
Пенный

244.

Охрана воздушного бассейна
Фильтрация
Рамный волокнистый фильтр тонкой
очистки.
1 – П-образная планка; 2 – боковая стенка; 3 – разделители;
4 – фильтрующий материал
Рукавный тканевый фильтр

245.

Охрана воздушного бассейна
Фильтрация
Электрофильтры

246.

Охрана воздушного бассейна
Устройства очистки вентиляционных выбросов.
CFD моделирование
Часть расчетной области с
сеткой
Пылеосадительная камера с перегородками геометрия

247.

Охрана воздушного бассейна
Устройства очистки вентиляционных выбросов.
CFD моделирование
Векторы скорости

248.

Охрана воздушного бассейна
Устройства очистки вентиляционных выбросов.
CFD моделирование
Траектории пылевых частиц, раскрашенные по
диаметру

249.

Охрана воздушного бассейна
Устройства очистки вентиляционных выбросов.
CFD моделирование
Потоки в циклоне

250.

Охрана воздушного бассейна
В магистратуре по направлению СОМЗС в
дисциплине «Охрана воздушного бассейна»
подробно изучаются теоретические основы
работы систем пылегазоочистки, а также
преподаются методы расчета и проектирования
таких сложных аппаратов и систем как
абсорбционная и адсорбционная очистка, а
также термообезвреживание промышленных
выбросов. Кроме того изучаются приемы оценки
экономической, энергетической и экологической
эффективности, знакомство с методами оценки
инвестиционных и экологических рисков
принятых решений.

251.

252.

Программы обучения в магистратуре
кафедры ТэГВ
Программа «Тепломассоперенос и
энергосбережение в системах
теплоснабжения (ТЭСТСН)».
Подробно и более расширенно изучаются
основы тепломассопереноса, проектирования
и расчета установок систем теплоснабжения
зданий, а также их энергоффективности.

253.

Программы обучения в магистратуре
кафедры ТэГВ
Программа «Система обеспечения
микроклимата зданий и сооружений
(СОМЗС)».
Углубленно и расширенно изучаются:
оборудование, проектирование и расчет систем
отопления, вентиляции и кондиционирования
зданий разного назначения – жилых,
общественных и промышленных, с
использованием современных программных
комплексов.

254.

Программы обучения в магистратуре
кафедры ТэГВ
Программа «Энергоэффективность и
энергосбережение в зданиях (ЭЭЗ)».
Посвящена изучению основ применения
наиболее современных и инновационных
энергосберегающих и энергоэффективных
технологий при проектировании и
строительстве инженерных систем (отопление,
вентиляция и кондиционирование воздуха)
зданий.