Строительство профиль теплогазоснабжение и вентиляция

Кроме того, в каждом отдельном здании существует система вентиляции, которая призвана обеспечивать комфортное проживание и работу. Возрастающие темпы и объемы строительства вызвали дефицит специалистов способных решать задачи по прокладке и подключению тепловых и газовых сетей, систем вентиляции и кондиционирования, монтажа и сервиса инженерного оборудованию зданий.

Профиль подготовки «Теплогазоснабжение и вентиляция» по направлению «Строительство» входит в тройку самых востребованных строительных специальностей по общероссийскому рейтингу.

Проектирование, эксплуатация и наладка систем теплогазоснабжения, отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха требует подготовки высококвалифицированных кадров.

Актуальность направления подготовки

Природноклиматические условия в Сибирском регионе, требующие учета тепловой энергии и повышения эффективности теплоснабжения, экономические требования и рыночные условия современной жизни диктуют повышенные требования к системам жилищно-коммунального хозяйства, их энергоемкости и энергосбережения.

Современные системы должны предусматривать не только бесперебойную работу, но и возможность контроля за расходом горячей и холодной воды, газа, тепловой энергии как в целом по зданию, так и в каждой квартире, офисе, помещении.

Решение подобных технических задач возможно только на основе фундаментальных знаний по гидравлике, термодинамике, теплообмену, отоплению, вентиляции, газоснабжению, кондиционированию воздуха и другим дисциплинам, которые и преподаются на кафедре «Инженерные системы зданий и сооружений».

Подготовка бакалавров по направлению «Строительство», занятых в теплоэнергетической и газовых сферах производства, всегда остается актуальной для обеспечения комфортной жизнедеятельности человека.

Такие выпускники всегда будут востребованы, особенно для сибирского региона страны.

Источник

О специальности «Теплогазоснабжение и вентиляция»

Лекция 1

О специальности «Теплогазоснабжение и вентиляция»

Проектирование систем теплогазоснабжения и вентиляции включает следующие задачи:

— разработка технико-экономических обоснований проектов рационального использования и утилизации тепловых ресурсов, схем теплогазоснабжения и вентиляции;

— прогнозирование, изучение и разработка тепловых балансов предприятий, промышленных зон, городов и поселков;

— проектирование сетей теплогазоснабжения, систем отопления, вентиляции, газоснабжения и кондиционирования воздуха;

— проектирование теплогенерирующих и теплоутилизационных установок;

— разработка энергосберегающих мероприятий.

Строительство систем теплогазоснабжения и вентиляции включает задачи:

— проверка рабочих чертежей по сооружениям и системах, которые намечены к строительству;

— организация и управление специальными и монтажными работами;

— обеспечение контроля за качеством выполнения работ при прокладке наружных и внутренних сетей;

— выполнение инструментальных наблюдений по всем видам работ;

— разработка проектов организации и выполнения монтажных работ;

— оформление мероприятий по предотвращению производственного травматизма, предупреждению и ликвидации аварий.

Эксплуатация систем теплогазоснабжения и вентиляции включает задачи:

— обеспечение безотказной и эффективной работы систем тепло-и газоснабжения;

— внедрение прогрессивных технологий;

— наладка систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха;

— эксплуатация теплогенерирующих установок.

Теплогенерирующие установки

Теплогенерирующие установки для систем теплоснабжения – это комплекс технических устройств и агрегатов, предназначенных для выработки энергоносителя заданных параметров (водяного пара или горячей воды) за счёт сжигания топлива, а также подачи его в систему теплоснабжения.

Топливо – вещество, выделяемое при определённых условиях большое количество тепловой энергии, которую в зависимости от технических и экономических показателей используют в различных теплотехнических устройствах.

Топливо можно разделить на две основные группы: горючее и расщепляющееся. Горючее – топливо, которое выделяет необходимое количество теплоты при взаимодействии с другим веществом (окислителем).

Органическое топливо различают по способу получения: естественное (ископаемое, природное), искусственное. Естественное – топливо, используемое без переработки, накопленное в недрах земли : уголь, торф, природный газ.

Искусственное – топливо, полученное при переработке естественного, в свою очередь делится на: композиционное – механическая смесь горючих, а горючих и негорючих веществ, обладающих новыми теплотехническими свойствами по сравнению с исходными (топливные суспензии, эмульсии, брикеты, гранулы).

По степени углефикации исходного органического материала твёрдое топливо делят на: древесину, торф, бурый уголь, каменный уголь и антрацит.

Газообразное топливо состоит из механической смеси горючих и негорючих газов с небольшой примесью водяных паров, смолы и пыли. К естественным газам относятся природный и попутный газ, выделяющийся при извлечении нефти. Искусственные горючие газы: генераторный ( путём неполного сгорания твёрдого топлива), коксовый и доменный газы (отходы печей).

Котлом называется устройство, в котором для получения пара или нагрева воды под давлением выше атмосферного, потребляемых вне этого устройства, используется теплота, выделяющаяся при сгорании органического топлива.

Первые цилиндрические котлы имели большие недостатки: небольшой паросъём, неразвитую поверхность нагрева, большой водяной объём и занимаемую площадь.

Совершенствование котлов шло по двум направлениям: по пути развития внутренней поверхности нагрева – жаротрубные котлы и газотрубные; по пути развития внешних поверхностей нагрева – водотрубные котлы.

В газотрубных котлах продукты сгорания проходят внутри труб, а вода омывает их снаружи и нагревается. В водотрубных наоборот, вода проходит внутри труб, а продукты сгорания обогревают их внешнюю поверхность. По конструкции и характеру расположения трубных пучков и их объединению в общую систему водотрубные котлы принято разделять на горизонтально-водотрубные и вертикально-водотрубные.

Назначение водогрейных котлоагрегатов – получение горячей воды заданных параметров.

Первые чугунные водогрейные котлы НР (Ревокатова) – секционные появились в эксплуатации свыше 60 лет назад. Они работают обычно с температурой нагрева воды 95ºС.

Примером применения в настоящее время чугунных водогрейных котлов являются котлы КЧ-1,2,3 – шатрового типа. Они выполнены по единому принципу: их собирают из отдельных полных чугунных секций особой формы.

Теплогенераторы локальных систем теплоснабжения в зависимости от способов установки подразделяются на настенные и наземные (стационарные); в зависимости от топлива, которое сжигается, на теплогенераторы для одного вида топлива и комбинированные теплогенераторы (для сжигания нескольких видов топлива); в зависимости от режима работы на теплогенераторы одноконтурные (отопление или горячее водоснабжение) и многоконтурные.

Настенные теплогенераторы предназначаются для поквартирного отопления и горячего водоснабжения по прямоточному принципу в одноквартирных домах, ярусных квартирах, модульных котельных. Теплогенераторы монтируются на стене и благодаря этому не занимают полезную жилую площадь, которая была бы необходимая в случае установления агрегата на полу.

Режим отопления Режим ГВС

Рис. 7.8 Функиональные схемы работы двухконтурных настенных теплогенераторов

Напольные теплогенераторы выпускаются в разнообразных конструктивных модификациях: с прямоточной циркуляцией теплоносителя; секционные; жара-газотрубные теплогенераторы; водотрубные теплогенераторы; вакуумные.

Конструктивно жарагазотрубные теплогенераторы делятся на двухходовые и многоходовые, с тупиковой и прямоточной топкой.

Примером двухходовых теплогенераторов с прямоточной топкой могут быть теплогенераторы типа ВК, КВ, Ника, Mina

1. Задачи проектирования систем теплогазоснабжения и вентиляции.

2. Задачи строительства систем теплогазоснабжения и вентиляции.

3. Задачи эксплуатация систем теплогазоснабжения и вентиляции.

6. Классификация топлива.

7. Направления развития котлоагрегатов.

Лекция 2

Термодинамика как базовая дисциплина специальности ТГВ

1. История возникновения термодинамики

2. Предмет и методы термодинамики

3. Роль термодинамики при изучении специальных дисциплин

Студенты специальности ТГВ (теплогазоснабжение и вентиляция) на 2 курсе начинаю изучение курса «Техническая термодинамика», первым предметом читаемым преподавателями кафедры ТТГВ.Данная лекция познакомит вас о важности этого курса для последующего изучения профильных дисциплин.

1. История возникновения термодинамики

Термодинамика возникла из потребностей теплотехники. Развитие производственных сил стимулировало ее создание. Широкое применение в начале ХІХ в. паровой машины поставило перед наукой задачу теоретического изучения работы тепловых машин с целью повышения их коэффициента полезного действия. Так в 1824г. французским физиком Сади Карно было проведено исследование, доказавшим теоремы, определяющие наибольший коэффициент полезного действия тепловых машин. Эти теоремы позволили в последствии сформировать один из основных законов термодинамики – второе начало. В 40-х годах ХІХ в. в результате исследований Майера и Джоуля был установлен механических эквивалент теплоты и на этой основе открыт закон сохранения и превращения энергии, называемый в термодинамике ее первым законом. Первое и второе начало термодинамики или первый и второй закон термодинамики имеют различные формулировки, большая часть которых эквивалентна одна другой и выражает полное содержание самого закона. Разнообразие формулировок этих законов связано с их проявлением в тех или иных конкретных случаях.

В 1906г. на основе многочисленных исследований свойств тел при температуре, был установлен новый закон природы – третье начало термодинамики.

Основываясь на трех началах, термодинамика исследует свойства реальных систем, состоящих из большого числа частиц.

Сложившееся название «термодинамика» употребляется вне связи с понятием динамики и определяет не учение о движении теплоты, а науку о «движущих силах», возникающих при тепловых процессах. (И.П. Базаров Термодинамика, М.: Высшая школа, 1991, 376 с. )

2. Предмет и методы термодинамики

В зависимости от задач исследования выделяют:

-термодинамику биологических систем и т.д.

Теоретическую основу термодинамики составляют три опытных положения.

Первый закон (начало) термодинамики устанавливает количественные соотношения между теплотой и работой при их взаимном превращении (частный случай общего закона сохранения и превращения энергии).

Второй закон (начало) термодинамики характеризует условия и направление протекания естественных процессов в макросистемах, устанавливает условия непрерывного преобразования теплоты в работу и пути эффективного процесса преобразования.

Третий закон термодинамики (тепловая теорема Нернста) определяет свойства тел при температурах, близких к абсолютному нулю.

Термодинамика использует такие методы исследования:

— метод круговых процессов;

— метод термодинамических функций и геометрических построений Гиббса;

— метод графического анализа.

Термодинамические методы анализа имеют особенности:

— не используются какие-либо гипотезы или теории о строении вещества;

Такой подход к анализу основных вопросов составляет суть феноменологической термодинамики.

Но феноменологическая термодинамика не дает ответа на вопрос о молекулярной суть тепловых процессов. Этот вопрос решается статистической термодинамикой (молекулярно-кинетической теорией теплоты).

В современных условиях феноменологическая и статистическая термодинамики дополняют друг друга, что позволяет более плодотворно изучать явления, связанные с различными формами преобразования энергии.

3. Роль термодинамики при изучении специальных дисциплин

Классическая термодинамика является мощным средством исследования рабочих процессов. Для решения важнейших задач современной теплотехники, для исследования новых тепловых процессов и рабочих тел в 50-х годах XX столетия были разработаны термодинамические методы исследования необратимых процессов.

В процессе научно-технической революции непрерывно выдвигаются все новые и новые проблемы, решение которых имеет первостепенное значение для науки и техники. К числу таких проблем поправу могут быть отнесены многие проблемы энергетики, связанные с поиском и развитием новых источников и видов энергии для промышленного использования, с ее экономным расходованием и многими другими.

Основные понятия о термодинамических характеристиках (плотность, температура, теплоемкость и др.) рабочих тел (вода, пар, воздух и др.) полученные при изучении курса термодинамики необходимы для освоения таких дисциплин: тепломассообмен, отопление, теплоснабжение, теплогенерирующие установки, вентиляция и кондиционирование воздуха и др. Умение пользоваться справочной информацией и специальными средствами (id диаграммой) для определения параметров воздуха, необходимо для грамотного и правильного проектирования систем вентиляции и кондиционирования воздуха, а так же для экономически целесообразного подбора оборудования.

Так же для научно-исследовательской работы, которая предстоит Вам в магистратуре, а кому то и в аспирантуре, термодинамика не только не теряет, но, наоборот, приобретают все большее и большее значение.

Так, например, важное место в настоящее время занимают исследования и разработки новых термодинамических циклов различных комбинированных тепловых насосов.

Очень важные и большие задачи стоят в области высокотемпературной и низкотемпературной термодинамики, что приводит к необходимости глубокого изучения термодинамических свойств новых рабочих тел в условиях высоких и низких температур. Изучение этой темы необходимо для проектирования систем кондиционирования воздуха.

Нельзя также забывать о необходимости все более широкого использования в народном хозяйстве энергии солнца, ветра, морских приливов и отливов, геотермальных установок, установок опреснения солевых вод. Все это требует создания мощных энергетических установок, в которых вопросы термодинамики будут играть не только важную, но и основную роль.

Все вышеизложенное свидетельствует о том, что знание основных законов и положений термодинамики необходимо для специалистов теплотехнического направления. Термодинамика составляет теоретическую основу многих специальных дисциплин, включенных в учебный план нашего высшего учебного заведения.

1. Определение технической термодинамики.

2. Исторические предпосылки возникновения термодинамики как отдельной науки.

3. Формулировка основных законов термодинамики.

4. Роль термодинамики при изучении специальных дисциплин

Лекция 3

Отопление

1.1 Цель изучения дисциплины Отопление. Назначение отопления.

1.2 Гигиенические основы отопления.

1.3 Требования, предъявляемые к системе отопления.

1. 1 Цель изучения дисциплины Отопление. Назначение отопления.

Цель изучения дисциплины Отопление – использование полученных знаний для проектирования, монтажа и эксплуатации систем отопления зданий различного назначения.

Система отопления – инженерная система здания, обеспечивающая тепловой комфорт нормативный срок эксплуатации зданий и сооружений и технологический процесс. Функционирует в течение отопительного сезона

Тепловой комфорт- сочетание температур внутреннего воздуха и радиационной температуры, при которых организм человека функционирует без напряжения

1. 2 Гигиенические основы отопления

В каждом обогреваемом помещении необходимо создавать и поддерживать тепловой режим в зависимости от его назначения и предъявляемых санитарно-гигиенических требований.

Соотношение между количествами тепла, переданными разными способами теплообмена изменяется в зависимости от температуры воздуха в помещении, температур поверхностей ограждающих конструкций и нагревательных приборов.

Комфортными считаются условия, в которых сохраняется нормальное функциональное и тепловое состояние организма без напряжения системы терморегуляции. Такие условия создают предпосылки для высокого уровня работоспособности человека. Близкие к комфортным условия называют допустимыми.

Комфортные тепловые условия выражает осредненная температура помещения t_п. При практических расчетах в условиях конвективного отопления за температуру помещения принимают значения температуры воздуха tв , приведенные в СниП, ГОСТ и ДБН.

Первое условие комфортности обеспечивает условие общей теплоотдачи.

Но на самочувствие человека влияют условия, в которых находятся его голова и ноги. Голова особенно чувствительна к радиационному нагреванию и охлаждению. Ноги могут перегреваться и переохлаждаться при соприкосновении с поверхностью нагретого или холодного пола. Потоки холодного воздуха вдоль пола могут вызвать простудные заболевания.

Второе условие тепловой комфортности в помещении определяет температуру нагретой или охлажденной поверхности, допустимую для человека, находящегося непосредственно около этой поверхности, и связано с интенсивностью лучистого теплообмена.

Таким образом, тепловой комфорт в помещениях в холодное время года можно обеспечить, если, прежде всего, поддерживать определенные температуру воздуха, температуру внутренней поверхности ограждений и температуру поверхности отопительных приборов.

Конвективное отопление – система отопления, при которой температура внутреннего воздуха выше радиационной температуры

Лучистое отопление – система отопления, при которой радиационная температура выше температуры внутреннего воздуха.

Основная роль отопления заключается в обеспечении благоприятного самочувствия и высокой жизнедеятельности людей путём создания тепловой комфортной обстановки в помещении в холодное время года, т.е. поддержанием достаточно равномерной температуры воздуха и определённой температуры внутренней поверхности ограждений и отопительных приборов.

1.3 Требования, предъявляемые к системам отопления.

К системе отопления, как одной из инженерных систем здания, предъявляются разнообразные требования. Все требования, наиболее полно выражаются применительно к помещениям постоянного или длительного пребывания людей, можно разбить на 5 групп.

Санитарно-гигиенические требования к системе отопления – поддержание определённой и равномерной температуры во времени, в плане и по высоте помещения без усиленной подвижности воздуха, а та ограниченной температуре поверхности отопительных приборов

3. Конвективное отопление. Лучистое отопление

4. Требования, предъявляемые к системам отопления

Лекция 4

Теплоснабжение

II. Водяные системы

Водяные системы бывают двух типов: закрытые и открытые.

В закрытых системах вода, циркулирующая в тепловой сети используется как теплоноситель, но из сети не отбирается. В открытых системах циркулирующая вода частично или полностью разбирается у абонентов для горячего водоснабжения.

Наиболее простой системой является однотрубная. Эта система применима в том случае, когда теплоноситель пол­ностью используется у абонентов, например, если горячая во­да, подоваемая по однотрубному теплопроводу, используется вначале для отопления, а затем охлажденная вода подается в установки горячего водоснабжения.

Для теплоснабжения городов обычно применяются двухтрубные системы, водяные.

Двухтрубные системы применимы в тех случаях, когда всем потребителям района требуется примерно одного потенциала тепло ( отопление, вентиляция и г.в.).

В промышленных районах, где имеется технологическая нагрузка тепла повышенного потенциала могут применяться трехтрубные системы.

В трехтрубных системах две подающие и одна обратная.

Регулирование отпуска тепла

Потребление тепла потребителями не является величиной постоянной. Тепловая нагрузка меняется в зависимости от условий различного вида:

1. Температуры наружного воздуха (отопление и вент.).

2. Режима расхода воды на горячее водоснабжение (времени суток).

3. Режима работы технологического оборудования и др. факторов.

В любой системе теплоснабжения должно быть соответствие между потреблением тепла и его производством.

Нельзя допускать, чтобы энергия тепла производилась больше, чем его требуется. В этом случае имеется перерасход топлива. Для того чтобы выдерживалось соответствие между производством тепла и его потреблением, служат системы регулирования отпуска тепла.

1. Классификация систем теплоснабжения

2. Открытые водяные системы теплоснабжения.

3. Закрытые водяные системы теплоснабжения

4. Как классифицируются системы теплоснабжения по количеству труб в тепловой сети.

5. Регулирование отпуска тепла

Лекция 5

Вентиляция

Введение

В условиях современного производства вентиляция является одной из мер, обеспечивающих наилучшие условия для высокопроизводительного труда, повышения творческой активности, а также полноценного отдыха людей. Существенна роль вентиляции и в защите окружающей среды от промышленных загрязнений.

В результате работы систем вентиляции увеличивается производительность труда, снижается себестоимость изделий, уменьшаются брак и отходы производства, сокращаются расходы на заработную плату, сырье, материалы и т. п. При этом решающим фактором является снижение расхода топлива, тепловой и электрической энергии.

Но, пожалуй, главным является то, что вентиляция повышает эффективность и качество жизни человека.

Требования, предъявляемые к вентиляции

Технологический процесс сопровождается выделением в воздух рабочих помещений вредных для здоровья человека газов и паров. Кроме того, в воздух производственных помещений могут поступать большие количества тепла, влаги и пыли, повышающие его температуру и влажность, а также увеличивающие его запыленность. Люди, находящиеся в помещениях, также выделяюттепло, влагу, углекислый идругие газы.

Вследствие поступления в воздух вредных газов, паров, тепла, влаги и пыли происходит изменение его химического состава и физического состояния, неблагоприятно отражающееся на самочувствии и состоянии здоровья человека и ухудшающее условия труда.

Для поддержания в помещениях нормальных параметров воздушной среды, удовлетворяющих санитарно-гигиеническим и технологическим требованиям, устраивают вентиляцию.

Санитарно-гигиеническое назначение вентиляции состоит в поддержании в помещениях удовлетворяющего требованиям санитарных норм и правил состояния воздушной среды путем ассимиляции избытков тепла и влаги, а также удаления вредных газов, паров и пыли.

Состав атмосферного воздуха

Окружающий нас атмосферный воздух является смесью газов. Он практически всегда бывает влажным.

Влажный воздух – это смесь сухого воздуха и водяного пара.

Водяные пары в отличие от других составляющих смеси могут находиться в воздухе как в перегретом, так и в насыщенном состоянии. Сухая часть влажного воздуха обычно содержит 78% по объему азота, около 21% кислорода, около 0,03% углекислоты, незначительное количество инертных газов (аргон, неон, гелий, ксенон, криптон), водорода, озона и др.

Лекция 6

Е) Ионизация воздуха.

Ионизация воздуха определяется наличием в помещении отрицательнозаряженных частиц- молекул кислорода. Обычно в помещениях количество отрицательных ионов в сотни раз меньше, чем в парках и садах. Высокая концентрация аэроионов благотворно влияет на организм человека. Некоторые современные модели кондиционеров оснащены ионизаторами воздуха.

1. Понятие кондиционирования воздуха и системы кондиционирования воздуха.

2. Основные вредности, устраняемые системами кондиционирования воздуха.

3. Источники образования факторов вредности.

4. Основные элементы системы кондиционирования.

5. Возможности современных кондиционеров.

Лекция 7

Газоснабжение

1 Природный газ в балансе топливных ресурсов.

2 Особенности газового топлива.

1 Природный газ в балансе топливных ресурсов.

Увеличение потребности в энергии вызывает серьезные трудности в энергоснабжении многих странах мира и требует постоянного поиска путей решения энергетической проблемы.

Таблица 1 Мировые ресурсы и добыча топлива

Геологические ресурсы млрд тут %

Разведанные ресурсы млрд тут %

Добыча млрд тут %

Уголь 10100 87,8 868 79,0 2,3 26,7

Нефть 1000 8,7 133 12,0 4,4 51,2

Газ 400 3,5 98 9,0 1,9 22,1

В Крыму расположено несколько газовых и газоконденсатных месторождений, имеющих пока местное значение.

В западной части Украины сосредоточены чисто газовые месторождения, которые в значительной части уже выработаны.

Под дегазацией угольных шахт в настоящее время понимают совокупность мероприятий, направленных на извлечение и улавливание метана, выделяющегося из различных источников, с изолированным отводом на поверхность или в нисходящую струю шахты. В зависимости от способа дегазации содержание метана в газовоздушной смеси находится в различных пределах.

Возможные пути использования газа дегазации шахт (метановоздушной смеси) при низкой или переменной концентрации метана в смеси, такие как смешение газа дегазации с воздухом, природным и сжиженным углеводородным (СУГ) газами, анализировались в Донецком техническом университете (ДГТУ) и в Донбасской государственной академии строительства и архитектуры (ДонНАСА).

В ДонНАСА были получены аналитические зависимости для расчета состава смеси га-за дегазации и паров СУГ для замены ею природного газа с условием, чтобы отклонение числа Воббе не превышало 5 %.

Природный газ за сравнительно короткий период времени стал незаменимым видом сырья и топлива почти во всех развитых странах мира.

Оксид углерода 10 6 3

Окислы азота 7 14 7

— использование природного газа позволяет применять в промышленности такие прогрессивные и высокотехнологические виды тепловой обработки, как нагрев с помощью горелок беспламенного сжигания и радиационных трубок. Что дает возможность значительно интенсифицировать процесс нагрева.

Вместе с тем газовому топливу присущи и отрицательные свойства: газообразное топливо взрыво- и пожароопасно.

1) Что понимают под термином – газоснабжение?

2) Какова структура запасов и структура добычи и потребления органического топлива?

3) Что такое газ «дегазации» шахт?

4) Технико-экономические преимущества газообразного топлива по сравнению с жидким и твердым топлива?

5) Технологические преимущества газообразного топлива по сравнению с жидким и твердым топлива?

Лекция 1

О специальности «Теплогазоснабжение и вентиляция»

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Источник