МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени ШАКАРИМА
Города семей
ЭЛЕКТРОННЫЙ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ
КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ
«Тепловые сети »
наименование
для специальности «5В071700 » – «Теплоэнергетика »
шифр наименование
Составители:
Алдажуманов Ж.К., ст.преподаватель
Ф.И.О., должность
Семей
&&&
###000-002#Содержание
1. Рабочая программа
2. Глоссарий
3. Конспект лекций
4. Практические и семинарские занятия
5. Лабораторный практикум
6. Материалы к курсовой работе (проекту), если предусмотрено по учебному плану
7. Блок контроля знаний
&&&
###000-003# Сведения об авторах ЭУМКД
Сведения об авторах ЭУМКД
| Алдажуманов Жан Касенович | |
| Ученая степень: | |
| Ученое звание: | |
| Должность: | Старший преподаватель кафедры «Техническая физика и теплоэнергетика» |
| Специализация: | |
| Контактные данные: | |
| Рабочий телефон: | +7 (7222)35-46-02 |
| Электронная почта: | jean1974@mail.ru |
| Skype: | |
| Общие сведения: | |
| Проводит лекционные, практические и лабораторные занятия по холодильной технике, теплотехнике, теплоэнергетике и др. |
&&&
###002-000#2 Рабочая программа
1. Область применения
2. Нормативные ссылки
3. Общие положения
4. Литература и ресурсы
5. Содержание дисциплины, модульное разбиение дисциплины
6. Перечень тем и содержание СРС
7. Методические рекомендации по изучению дисциплины
8. Формат курса
9. Политика курса
10. Политика выставления оценок
11. Контроль знаний студентов
12. Календарный график учебного процесса и дистанционных консультаций
&&&
###002-001#2.1 Область применения
Электронный учебно-методический комплекс по дисциплине «Тепловые сети» предназначен для студентов специальности «5В071700» – «Теплоэнергетика», обучающихся по дистанционным образовательным технологиям (ДОТ). Он знакомит студентов с содержанием курса, его актуальностью и необходимостью, политикой курса, с теми навыками и умениями, которые студенты приобретут в процессе обучения. ЭУМКД является основным руководством при изучении дисциплины по ДОТ.
&&&
###002-002#2.2 Нормативные ссылки
Настоящий электронный учебно-методический комплекс дисциплины (ЭУМКД) «Компрессоры» разработан и устанавливает порядок организации учебного процесса по данной дисциплине с использованием ДОТ в соответствии с требованиями и рекомендациями следующих документов:
ГОСО РК 5.04.019-2011. Государственный общеобязательный стандарт образования Республики Казахстан. Высшее образование. Бакалавриат. Основные положения.
Положение об электронном учебно-методическом комплексе дисциплины СГУ им. Шакарима.
&&&
###002-003#2.3 Общие положения
· Фамилия, имя, отчество преподавателя – Алдажуманов Жан Касенович, ученая степень, звание: старший преподаватель;
· Кафедра – Техническая физика и теплоэнергетика;
· Контактная информация – тел: 35-46-02, учебный корпус № 9, кабинет № 201; e-mail: jean1974@mail.ru
· Место проведения контактных занятий – аудитория № 113;
· Название дисциплины – «Тепловые сети »;
· Количество кредитов – 3;
Выписка из рабочего учебного плана
Таблица 1
| Курс | Семестр | Кредиты | ЛК, час. | СПЗ, час. | ЛЗ, час. | СРСП, час. | СРС, час. | Всего, час. | Форма итогового контроля |
| 22,5 | 67,5 | Экзамен |
2.3.1 Краткое описание содержания дисциплины.
2.3.2 Целью данного курса является усвоение студентами проектирования, исследования, конструирования, монтаж, наладка и эксплуатация теплоэнергетических установок и устройств по производству, преобразованию, передаче, распределению и потреблению тепловой энергии.
2.3.3 Основная задача изучения дисциплины – научить студентов:
- методам проектирования надежных и оптимальных систем теплоснабжения, тепловых сетей и сооружений на них, теплового и насосного оборудования, центральных и индивидуальных тепловых пунктов, тепловых вводов в здания;
- обоснованному выбору источников теплоты, оптимизации параметров и режимов систем централизованного теплоснабжения, включая режимы работы источников и потребителей теплоты;
- обоснованию и расчету оптимальных режимов отпуска теплоты с использованием автоматического регулирования;
-использованию современных математических методов и вычислительной техники в расчетах, а также при решении оптимизационных задач;
- автоматизировать системы теплоснабжения, тепловые пункты и осуществлять автоматическое управление технологическими процессами теплоснабжения.
2.3.5 Пререквизиты курса:
«Техническая термодинамика»,
«Механика жидкости и газа»,
«Тепломассообмен»,
«Теплоэнергетические системы и энергоснабжение»,
«Котельные установки ТЭС»,
«Паровые и газовые турбины».
2.3.6 Постреквизиты курса:
Эксплуатация основного оборудования ТЭС»,
«Режимы работы и эксплуатации ТЭС»,
«Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях».
Котельные установки и парогенераторы.
&&&
###002-004#2.4 Литература и ресурсы
2.4.1 Основная литература и ресурсы
2.4.1.1 Ионин, А.А. Теплоснабжение: учеб. для вузов / А.А. Ионин [и др.]; под ред. А.А. Ионина. – М.: Стройиздат, 1982. – 336 с.
2.4.1.2 Козин, В.Е. Теплоснабжение: учеб. пособие для вузов / В.Е. Козин [и др.]. –М.: Высш. шк., 1980. – 408 с.
Дополнительная
2.4.2.1 Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети - М.: Издательство МЭИ, 2001. - 471 с.
2.4.2.2 Манюк, В.И. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей: справ. /В.И. Манюк [и др.]. – 3-е изд. – М.: Стройиздат, 1988. – 432 с.
2.4.2.3 Хрусталев, Б.М. Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование / Б.М. Хрусталев [и др.]; под ред. проф. Б.М. Хрусталева. – Минск: Изд-во АСВ, 2007. – 784 с.
2.4.2.4 ТКП 45-4.02-89-2007. Тепловые сети бесканальной прокладки из стальных труб, предварительно термоизолированных пенополиуретаном в полиэтиленовой оболочке. Правила проектирования и монтажа. – Минск: Мин. арх. и стр-ва РБ, 2008. – 43 с.
2.4.2.5 ТКП 45-4.01-72-2007 (02250). Системы холодного и горячего водоснабжения из металлополимерных труб. Правила проектирования и монтажа. – Минск: Мин. арх. И стр-ва РБ, 2007. – 31 с.
2.4.2.6 Беляйкина, И.В. Водяные тепловые сети: справ. пособие по проектированию /И. В. Беляйкина [и др.]; под ред. Н.К. Громова, Е. П. Шубина. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 376 с.
2.4.2.7 СНиП 2.04.01-85. Внутренний водопровод и канализация зданий. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. – 56 с.
2.4.2.8 СНиП 2.04.07-86*. Тепловые сети. – М.: ЦИТП Госстроя России, 1994. – 56 с.
2.4.2.9 Копко, В.М. Теплоизоляция трубопроводов теплосетей / В.М. Копко. – Минск: Технопринт, 2002. – 160 с.
2.4.2.10 Копко, В.М. Пластинчатые теплообменники в системах централизованного теплоснабжения / В.М. Копко, М.Г. Пшоник. – Минск: БНТУ, 2005. – 199 c.
2.4.2.11 СНБ 3.01.04-02. Градостроительство. Планировка и застройка населенных пунктов. – Минск: Мин. арх. и стр-ва РБ, 2003. – 26 с.
&&&
###002-005#2.5 Содержание дисциплины, модульное разбиение дисциплины
Содержание дисциплины по модулям
Таблица 2
| Наименование модуля | Наименование темы | Содержание | Литература | |
| Введение | ||||
| РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО ПОТРЕБЛЕНИЯ | Сезонная нагрузка. Расчет отпуска тепла на отопление. Определение расхода тепла на отопление по объему здания. Определение расхода тепла на отопление по площади застройки. Расчет отпуска тепла на вентиляцию. Круглогодичная нагрузка. Расчет годового отпуска тепла. График продолжительности тепловой нагрузки. Водяные системы теплоснабжения. | |||
| РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКИ | Тепловые характеристики теплообменных аппаратов. Качественное регулирование однородной нагрузки. Качественное регулирование разнородной нагрузки. Качественное регулирование по отопительной нагрузке. Графики расхода воды и температуры на ГВС. Центральное регулирование по совмещенной нагрузке отопления и ГВС. Центральное регулирование по совмещенной нагрузке закрытых систем теплоснабжения. Качественно-количественное регулирование. | |||
| ИСТОЧНИКИ ТЕПЛОНАБЖЕНИЯ | Тепловая схема водогрейной котельной. Тепловая схема паровой котельной. Тепловая схема пароводогрейной котельной. | |||
| РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ СХЕМ КОТЕЛЬНЫХ | Общие положения расчета тепловых схем котельных. Особенности расчета тепловых схем водогрейных котельных. | |||
| ВОДОПОДГОТОВКА | Использование конденсата. | |||
| ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ | Схемы и конфигурации тепловых сетей. Основные расчетные зависимости. Порядок гидравлического расчета. Пьезометрический график тепловой сети. Особенности гидравлического расчета паропроводов. Особенности расчета конденсатопроводов. Режим давления в сети и выбор схемы абонентского ввода. Гидравлический режим тепловых сетей. Сопротивление сети. Кольцевая сеть. Включение насосных подстанций в сети с двумя источниками питания. Гидравлический режим открытых систем теплоснабжения. | |||
| ОБОРУДОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ | Прокладка трубопроводов. Опоры трубопроводов. Компенсация температурных деформаций. Особенности температурной компенсации при бесканальной прокладке. Радиальная компенсация. | |||
| ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ | Подземная прокладка. Подземная бесканальная однотрубная прокладка. Подземная бесканальная двухтрубная прокладка. Подземная канальная прокладка. Тепловые потери трубопровода. Выбор толщины изоляционного слоя. | |||
| РАЦИОНАЛЬНАЯ СТРУКТУРА ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ | Основные недостатки современных тепловых сетей. Гидравлическая устойчивость сети. Нейтральные точки. Управляемость системы. Резервирование. Выбор схем подключения абонентских установок. |
&&&
###002-006#2.6 Перечень тем и содержание СРС
Перечень тем и содержание СРС
Таблица 3
| № п/п | Тема СРС | Содержание СРС | Срок сдачи (неделя) | Назначаемые баллы |
| Виды и характер испытаний водяных тепловых сетей. | Реферат | 10 неделя | ||
| Виды и ликвидация аварий в тепловых сетях. | Реферат | 15 неделя |
&&&
###002-007#2.7 Методические рекомендации по изучению дисциплины
· {советы по планированию и организации времени, необходимого на изучение дисциплины;
Рекомендуется следующим образом организовать время, необходимое для изучения дисциплины:
· изучение конспекта лекции;
· повторение лекции перед следующей лекцией;
· изучение теоретического материала по учебнику и конспекту;
· изучение основной и дополнительной литературы;
· подготовка к практическим и лабораторным занятию
&&&
###002-008#2.8 Формат курса
{Необходимо описать в каком формате будут проводиться занятия, консультации (групповые и индивидуальные).}
Дистанционный формат обучения осуществляется с применением кейсовой и сетевой технологий.
Кейсовая модель основана на предоставлении студентам информационно-образовательных ресурсов в виде наборов учебно-методических комплексов (кейсов) с использованием различных видов носителей информации. От печатных материалов и информации на аудио- и видео-носителях до обучающих, а также прикладных и тестирующих программ.
Применение сетевой технологии позволяет обеспечить студентам доступ к учебным материалам и другим информационным ресурсам. Материалы по изучаемой дисциплине размещаются на портале дистанционного обучения. Доступ к учебным материалам обеспечивается через логин м пароль, формируемые при регистрации и зачислении на курс.
&&&
###002-009#2.9 Политика курса
{Составитель ЭУМКД, желательно в активной форме, излагает свои требования к студенту в процессе изучения дисциплины.}
Все задания обязательны для выполнения и должны сдаваться в установленные сроки. Работы, выполненные с опозданием, будут автоматически оцениваться ниже.
Итоги рубежной аттестации проставляются с учетом выполнения самостоятельных работ студента, в установленные сроки, результатов самого рубежного контроля.
Любое списывание или плагиат (использование, копирование готовых заданий и решений других студентов) будет пресекаться.
&&&
###002-010#2.10 Политика выставления оценок
Каждый студент для получения положительного рейтинга по дисциплине должен набрать определенное количество баллов. Максимальное количество баллов:
по итогам 1-рейтинга с 1 по 8 недели включительно – 300 баллов,
по итогам 2-рейтинга с 9 по 15 неделю включительно – 300 баллов.
Итого за семестр по дисциплине максимальное количество баллов – 600.
Баллы выставляются за следующие виды работ:
1. За выполнение заданий по модулям (за 1 модуль максимум 240 баллов, за 2 модуль – максимум 120 баллов, за 3 модуль 120 баллов)
2. За выполнение рубежных тестов (максимально по 60 баллов)
Курсовая работа оценивается отдельно.
Разбалловка по дисциплине представлена ниже в таблице 5.
Контрольные сроки – конец 8-недели и конец 15-недели. Своевременно не сданные задания и тесты можно сдать на 15-неделе, но если студент не успевал по неуважительной причине, баллы будут выставляться со штрафными санкциями, 60% от выставленнных преподавателем баллов.
&&&
###002-011#2.11 Контроль знаний студента
Контроль знаний студента по дисциплине осуществляется в форме:
· текущего контроля (проводится окончании каждого модуля)
· рубежного контроля в виде тестирования (8 и 15 недели)
· итогового контроля – (проводится один раз в конце семестра (экзамен и защита курсовой работы (проекта), в соответствии с ГОСО специальности).
Студент, допускается к итоговому контролю по дисциплине, если за семестр его суммарный рейтинговый балл больше или равен 50%. Итоговый балл рассчитывается по результатам 1 и 2 рейтингов и экзамена. Удельный вес указанных форм контроля составляет сумму: 30% от результатов 1-рейтинга+30% от результатов 2-рейтинга студента+ 40% от результатов экзамена по дисциплине.
Итоговая оценка по дисциплине определяется по шкале (Таблица 4).
Шкала оценок в буквенном эквиваленте, в баллах и процентах
Таблица 4
| Оценка по буквенной системе | Цифрой эквивалент баллов | Процентное содержание | Оценка по традиционной системе |
| А | 4,0 | 95 – 100 | Отлично |
| А– | 3,67 | 90 – 94 | |
| В+ | 3,33 | 85 – 89 | Хорошо |
| В | 3,0 | 80 – 84 | |
| В– | 2,67 | 75 – 79 | |
| С+ | 2,33 | 70 – 74 | Удовлетворительно |
| С | 2,0 | 65 – 69 | |
| С– | 1,67 | 60 – 64 | |
| D+ | 1.33 | 55 – 59 | |
| D | 1,0 | 50 – 54 | |
| F | 0 – 49 | Неудовлетворительно | |
| I | NA | - | Незаконченный |
| P | - | прошел | Прошел дисциплину |
&&&
###002-012#2.12 Календарный график учебного процесса и дистанционных консультаций
Календарный график учебного процесса и дистанционных консультаций
по дисциплине «Тепловые сети»
Таблица 5
| № п/п | Недели | Итого 1-рейтинг | ||||||||
| Вид контроля | ЗМ1 (пз1) | ЗМ1 (лб1) | ЗМ1 (пз2) | ЗМ1 РК1 | баллов | |||||
| Баллы | ||||||||||
| Консультации | OF | OL | OL | OF | OF | OL | OF | OF | ||
| № п/п | Недели | Итого 2-рейтинг | ||||||||
| Вид контроля | ЗМ2 (реф1) | ЗМ2 | ЗМ3 (пз3) | ЗМ3 (лб3) | ЗМ3 | РК2 | баллов | |||
| Баллы | ||||||||||
| Консультации | OL | OL | OF | OF | OL | OF | OF |
Обозначения: ЗМ-задание по модулю; ОС-он-лайн семинар; РК-рубежный контроль; OL- он-лайн консультация; OF-офф-лайн консультация
&&&
$$$002-000-000$3.2 Лекции
&&&
$$$002-001-000$3.2.1 Лекция №1. Введение.
{Вопросы лекции}
1 Введение.
&&&
$$$002-001-001$3.2.1.1
{Конспект лекции}
Различают два вида теплоснабжения – централизованное и децентрализованное. При децентрализованном теплоснабжении источник и потребитель тепла находятся близко друг от друга. Тепловая сеть отсутствует. Децентрализованное теплоснабжение разделяют на местное (теплоснабжение от местной котельной) и индивидуальное (печное, теплоснабжение от котлов в квартирах).
В зависимости от степени централизации системы централизованного теплоснабжения (ЦТС) можно разделить на четыре группы:
1. групповое теплоснабжение (ТС) группы зданий;
2. районное – ТС городского района;
3. городское – ТС города;
4. межгородское – ТС нескольких городов.
Процесс ЦТС состоит из трех операций – подготовка теплоносителя (ТН), транспорт ТН и использование ТН.
Подготовка ТН осуществляется на теплоприготовительных установках ТЭЦ и котельных. Транспорт ТН осуществляется по тепловым сетям. Использование ТН осуществляется на теплоиспользующих установках потребителей.
Комплекс установок, предназначенных для подготовки, транспорта и использования теплоносителя называется системой централизованного теплоснабжения.
Различают две основные категории потребления тепла.
1. Для создания комфортных условий труда и быта (коммунально-бытовая нагрузка).
Сюда относят потребление воды на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение (ГВС), кондиционирование.
2. Для выпуска продукции заданного качества (технологическая нагрузка).
По уровню температуры тепло подразделяется на:
- низкопотенциальное, с температурой до 150 0С;
- среднепотенциальное, с температурой от 150 0С до 400 0С;
- высокопотенциальное, с температурой выше 400 0С.
Коммунально-бытовая нагрузка относится к низкопотенциальным процессам.
Максимальная температура в тепловых сетях не превышает 150 0С (в прямом трубопроводе), минимальная – 70 0С (в обратном).
Для покрытия технологической нагрузки как правило применяется водяной пар с давлением до 1.4 МПа.
В качестве источников тепла применяются теплоподготовительные установки ТЭЦ и котельных. На ТЭЦ осуществляется комбинированная выработка тепла и электроэнергии на основе теплофикационного цикла. Раздельная выработка тепла и электроэнергии осуществляется в котельных и на конденсационных электростанциях. При комбинированной выработке суммарный расход топлива ниже, чем при раздельной.
&&&
$$$002-001-100$Лекция №1 Вопросы для самоконтроля
1 Виды системы теплоснабжения
2 Категории потребления тепла
&&&
$$$002-002-000$3.2.2 Лекция №2. ПОТРЕБЛЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ
{Вопросы лекции}
1Сезонная нагрузка.
2 Расчет отпуска тепла на отопление.
3 Определение расхода тепла на отопление по объему здания.
4 Определение расхода тепла на отопление по площади застройки.
5 Расчет отпуска тепла на вентиляцию.
6 Круглогодичная нагрузка.
7 Расчет годового отпуска тепла.
8 График продолжительности тепловой нагрузки.
9 Водяные системы теплоснабжения.
&&&
$$$002-002-001$3.2.2.1
{Конспект лекции}
1. РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО ПОТРЕБЛЕНИЯ
Тепловую нагрузку можно разделить на сезонную и круглогодичную. Изменение сезонной нагрузки зависит главным образом от климатических условий – температуры наружного воздуха, его влажности, скорости ветра, солнечной радиации и т.п. Основную роль играет изменение температуры наружного воздуха. Сезонная нагрузка имеет сравнительно постоянный суточный график и переменный годовой. К сезонной нагрузке относят нагрузки отопления, вентиляции (зимние нагрузки), кондиционирования (летняя нагрузка). К круглогодичной нагрузке относятся нагрузка горячего водоснабжения (ГВС) и технологическая нагрузка. График технологической нагрузки зависит от характера производства. График нагрузки ГВС зависит от благоустройства зданий, состава населения, графика рабочего дня, режима работы коммунальных предприятий. Технологическая и нагрузка ГВС слабо зависят от времени года.
1.1. Сезонная нагрузка.
Цель отопления – поддержание температуры внутреннего воздуха в помещении на заданном уровне. Температура воздуха в помещении зависит от назначения помещения, а в промышленных зданиях от характера выполняемых работ. Значения температуры воздуха в помещениях принимаются согласно [1,2]. В частности,
- для жилых зданий - от 18 до 20 0С;
- для промышленных зданий - от 16 до 20 0С;
- для общественных зданий - от 14 до 25 0С.
1.1.1. Расчет отпуска тепла на отопление.
Для поддержания температуры воздуха в помещении постоянной необходимо обеспечить равенство теплопотерь и теплопритоков. Потери тепла обусловлены теплопередачей через ограждения, на которых перепад температур более 5 0С - Qт, а также инфильтрацией, Qинф - затрат тепла на нагрев воздуха, поступающего извне через неплотности ограждений.
,
- коэффициент инфильтрации.
В производственных помещениях тепло расходуется также на нагрев материалов и транспортных средств, поступающих извне - Qмт.
Приток тепла в помещения осуществляется через отопительные установки - Qо и от внутреннего тепловыделения - Qвт.
В общем случае баланс тепла можно записать в виде
.
Для жилых и общественных зданий:
Qмт = Qинф = Qвт = 0, тогда Qо = Qт.
Для производственных помещений:
Qо = Qт (1 + 
) + Qмт - Qвт
в производственных помещениях может составлять 25...35 % от Qо
Здесь: b – постоянная инфильтрации, b =(35…40) 10-2;
|
g - ускорение свободного падения;
L - высота проема в который поступает воздух;
Тн - температура наружного воздуха, К;
Тв - температура воздуха в помещении, К;
W - скорость ветра, м/с.
Потери тепла теплопередачей рассчитываются по уравнению
, или
, (1.1)
где:
n - поправка на температурную разность. Учитывается для пола 1-го этажа и потолка верхнего (n 
1);
|
- коэффициент, учитывающий добавки на ориентацию относительно сторон света, этажность здания, скорость ветра, размещения помещения в здании. Приводится в СНиП.
где 
- поправка, учитывающая ориентацию по сторонам света.
Формулой (1.1) пользуются при проектировании систем отопления конкретного здания, то есть по результатам расчетов определяется количество отопительных приборов, устанавливаемых в помещениях.
При проектировании источников тепла потребность тепла на отопление может быть определена по укрупненным показателям.
1.1.1.1. Определение расхода тепла на отопление по объему здания.
|
где: