Расчет расхода дизельного топлива МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Высшего образования "Национальный исследовательский МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (НИУ МГСУ) Институт строительства и архитектуры (ИСА) Кафедра: Технологии и организации строительного производства (ТОСП) Курсовая работа по дисциплине: «Основы нормативной базы в строительстве» Тема: «Расход топлива на отопление помещения в расчете на метр кубический помещения» Вариант № 8 Выполнил: Преподаватель: проф., д.т.н. Синенко С.А. г. Москва, 2016 г. Содержание Введение Расход топлива на отопление помещения в расчете на метр кубический помещения Заключение Список использованной литературы Введение При проектировании зданий и сооружений необходимо учитывать отопление помещений, в которых будут постоянно пребывать люди. Систем отопления существует много: водяные, воздушные, газовые и т.д., но примерная организация у них похожа. Основа любой системы отопления – это, конечно же, котел. Далее – трубы, по которым движется теплоноситель. Основные виды топлива: дизельное топливо, газ, твердое топливо и электричество. Кроме основных существуют и альтернативные виды топлива, которые вполне могут послужить дополнительным источником тепла. Это, например, солнечное излучение, которое преобразуется в тепло в солнечных коллекторах. Или энергия земли, которая преобразуется в тепло посредством геотермального отопления дома. В данной курсовой работе мы рассчитаем расход топлива на отопление помещения в расчете на метр кубический помещения в зависимости от рассмотренных видов топлива. Расход топлива на отопление помещения в расчете на метр кубический помещения Удельный расход тепла на отопление - количество тепловой энергии, которую необходимо подвести внутрь здания в пересчете на каждый квадратный или кубический метр для поддержания в нем нормированных параметров, комфортных для работы и проживания. Топливо — горючее вещество, дающее тепло и являющееся источником получения энергии. Удельная теплота сгорания топлива — физическая величина, показывающая, какое количество теплоты выделяется при полном сгорании топлива массой 1 кг или объёмом 1 м³. Удельная теплота сгорания измеряется в Дж/кг (Дж/м³) или калория/кг (калория/м³). Для экспериментального измерения этой величины используются методы калориметрии. Чем больше удельная теплота сгорания топлива, тем меньше удельный расход топлива при той же величине коэффициента полезного действия (КПД) двигателя. Основные виды топлива Дизельное топливо  Отопление на дизельном топливе является одним из самых востребованных, так как у большинства людей нет доступа к газовым магистралям. В комплекте такого агрегата присутствует вентиляторная горелка, которая распыляет солярку. Та, в свою очередь, соединяясь с некоторым количеством воздуха, попадает в камеру сгорания, где и происходит процесс горения. У данного вида топлива есть ряд преимуществ: оно дает много тепла, нагревая дом за маленькие сроки и требуя мало топлива. В эксплуатации оно очень удобно, для хранения не требуется специального оборудования. Приобрести его можно везде. Еще один плюс – дизельные котлы употребляют немного электроэнергии. Существуют и недостатки. Один из самых откровенных – его дороговизна. Дизельное отопление частного дома основывается на работе котла. Для выбора мощности дизельного котла нужно знать такие параметры, как: площадь дома, высота потолков, толщина утеплителя, количество окон. Аппараты, работающие на керосине, солярке или дизельном топливе, могут применяться для отопления промышленных и жилых помещений. Горючее для таких котлов содержится в специальном баке, который может быть расположен в любом, удобном для потребителя месте: · В котельной · На улице · Под землей Эта особенность и является одним из главных достоинств жидкотопливных аппаратов. Наиболее эффективным считается использование этого отопительного оборудования в негазифицированных поселках, так как расход топлива у дизельного котла не очень высокий. На отопительную систему действует большое количество различных факторов и нагрузок. Естественно, чем больше ваше жилище, тем выше будет расход дизельного котла отопления. КПД аппаратов, таких аппаратов, составляет от 90 до 95%. Но получить такой результат можно только при максимальных оборотах работы устройства. Поэтому, приобретая отопительное оборудование, не стоит выбирать его с запасом. Также следует учесть и данные из таблицы:  Мощность котла в зависимости от площади помещения Газовое отопление  Природный газ это незаменимый энергоноситель, он довольно часто применяется в разных отопительных устройствах. Наверное, самое популярное это — газовый котел. Такая система отличается более высокой экологичностью, что немаловажно в наше время. Владельцы такой системы отопления могут создать в доме теплый пол и многое другое. Что касается минусов магистрального газового отопления, то это необходимость согласования всей документации, оборудования котельной, монтажа дымохода и т. п. При эксплуатации такой системы нужно строго придерживаться правил пожарной безопасности, помня о необходимости систематического проведения профилактики. Отопительный котел, который работает на природном газе, может расходовать его с разной интенсивностью. На это влияют такие факторы, как: - Тепловая мощность устройства,
- КПД и как преобразовывается внутренняя энергия газа в тепло,
- Нагрузка на устройство. Естественно, что зимой расход газа возрастает. Расход газа возрастает и при активном потребление подогрева проточной воды.
- Большое влияние на расход газа для отопления домаможет оказывать величина теплопотерь. Неутепленные стены, плохие окна, щели в дверях, сквозняки – это все отрицательно сказывается на расходе газа, что может привести к завышенным расходам и может отразиться на семейном бюджете.
Отопление дровами  Отопление твердым топливом – самое востребованное. Оно с давних времен заняло свою позицию и не спешит ее сдавать. Нужно сказать, что твердое топливо можно разделить на три основных вида: уголь, дрова и пеллеты. Влажность древесины. Оптимальными для горения считаются дрова, пролежавшие в дровнице не меньше одного-двух лет. За это время они успевают высохнуть и приобретают влажность не меньше 15-20%. Из-за этого есть смысл закупать топливо сразу на несколько лет: со временем дрова не только не испортятся, но будут ещё лучше по качеству энергоэффективности. Сорт дерева. Это тоже очень важный вопрос: твёрдые лиственные породы, такие как береза, тис или бук, горят дольше и жарче всего, они отдают максимум тепла. Сосна или ель горят с меньшим выделением тепла, но они больше подходят для растопки, к тому же, при горении они выделяют приятный аромат за счёт эфирных масел. Желательно сочетать несколько сортов дров, чтобы избежать засорения дымохода копотью и обеспечить максимальную теплоотдачу древесины. Размеры помещения. При этом играет роль не только площадь дома, но и его высота, поэтому расход дров на отопление дома 100 м2 может быть очень разным. Обычно при расчётах за норму принимается высота помещения в 2,8 метра. Период отопления. В средней полосе России отопление требуется примерно в течение 7 месяцев с учётом не слишком ранней весны и осени. Получается, что топить печку придётся в течение 214 дней, соответственно рассчитывается количество тепла. В таблице приводятся показатели теплотворной способности (количество тепла при сгорании 1 кг дров в зависимости от их влажности): Влажность дров (%) | Теплотворность (ккал) | Примечания | | | дрова камерной сушки | | | годовалые дрова под навесом | | | | | | | | | | | | | | | свежесрубленные дрова | На расход дров при топке камина или печи также влияет плотность или твердость древесины. В таблице даны показатели плотности древесины при влажности 12%: Порода дерева | Плотность (г/см3) | Ель | 0.45 | Осина | 0.51 | Сосна | 0.52 | Ольха | 0.55 | Дуб | 0.69 | Удельная теплотворная способность различных пород древесины: Порода дерева | Массовая теплотворная способность (ккал) | Плотность сухой древесины (г/см3) | Удельная теплотворная способность (ккал) | Дуб | | 0,64 | | Береза | | 0,57 | | Сосна | | 0,42 | | Ольха | | 0,43 | | Ель | | 0,38 | | Осина | | 0,37 | | При расчете расходов Электрическое отопление Электрическая энергия позволяет использовать для обогрева дома различные виды оборудования: 1. Котлы отопления, нагревающие теплоноситель 2. Инфракрасные обогреватели, в том числе системы «теплые полы» 3. Конвекторы Характерной особенностью теплотехнических приборов, работающих от электричества, является высокий КПД: практически 100% потребляемой энергии преобразуется в тепло. Но, несмотря на высокую эффективность, стоимость единицы тепловой энергии при этом получается самой высокой, что и является основным препятствием на пути широкого использования электричества для обогрева дома Отопление с помощью электричества также очень популярно. Принцип его действия прост - электрическая энергия преобразуется в тепловую, которая, в свою очередь, и нагревает носитель тепла. Следует отметить, что приборы отопления, работающие от электричества, являются самыми удобными в применении. Их использование позволяет поддерживать заданную температуру в помещении, менять режимы работы, выбирая наиболее оптимальный режим. Работой электрического оборудования можно управлять дистанционно. К достоинствам электрического отопления можно отнести то, что сама система недорогая и простая в установке. Она очень надежна, бесшумна в работе и не требует особого помещения для котла, дымохода и какого-то специального оборудования. Также недостаток – это полная зависимость от электроэнергии.  Типичная схема монтажа отопления на электричестве Табл.1 Теплота сгорания различных видов топлива (средние значения). Топливо | Теплота сгорания | Дрова | 3200 ккал/кг | Пеллеты | 4500 ккал/кг | Антрацит | 7000 ккал/кг | Газ | 8400 ккал/м3 | Исходные данные: 1. Назначение помещение – жилая комната 90м2; 2. Длина помещения = 9м., ширина помещения = 5м., высота = 3,2м.; Объем помещения = 144м3; 3. Требуемая температура в помещении = 21◦С; 4. Тепловые потери = 70Вт/кв.м.; 5. Наличие вентиляции – Да; 6. Высота потолка = 3,2м.; 7. Перекрытие выше – междуэтажное железобетонное; 8. Перекрытие ниже – междуэтажное железобетонное; 9. Материал и толщина наружных стен – монолитный железобетон 38 см.; Длина стены 1 – 9м., длина стены 2 – 9м., длина стены 3 – 10м., длина стены – 10м.; 10. Количество окон – 2 окна; 11. Тип окон – двухкамерный стеклопакет 4-8-4-8К; Высота окна = 2,5м., длина окна = 3м.; Расчет расхода дизельного топлива Характеристика дизельных котлов Kiturami Turbo Наименование характеристики | Единица измерения | TURBO-13R | Мощность по отоплению | ккал/ч | | кВт | 15,1 | Потребление топлива в непрерывном режиме | л/ч (м³/ч) | 1,97 | Вид топлива | стандарт | дизельное топливо по ГОСТ 305 | КПД | % | 92,8 | Общий расход дизельного топлива при эксплуатации котельного оборудования, зависит от времени работы котла, затраченного для достижения и поддержания желаемого температурного режима.  Проведем расчет потребления дизельного топлива котлом Kiturami Turbo – 13R: Мощность – 13000 ккал/час Необходимое количество теплоты для обогрева помещения об Расход топлива – 1,97 л/час Теплоемкость воздуха – 0,24 Ккал/кг*град и умножаем на плотность воздуха – 1,3 кг/м3. Получаем, что для нагрева 1м3 воздуха на один градус нам необходимо 0,312 Ккал/м3*град. Объем помещения=144м3. В помещении необходимая температура = 21 градусов. Для нагрева помещения объемом 144 м3 требуется: 0,312*21*144 = 943,49 ккал Дизельный котел с мощностью 13000 ккал/час нагреет помещение за: 943,49/13000=0,072 ч = 4,35 минут Расход топлива на 60 минут = 1,97 л 1,97*4,35 / 60=0,14л Итого на обогрев помещения необходимо 0,14 л дизельного топлива. Расход газа  Согласно нормативным данным, полученным в результате практического использования отопительных систем, в нашей стране для обогрева 10 метров квадратных жилого помещения требуется около 1 киловатта энергии. Исходя из этого, помещение площадью 90 м кв. может обогреть котел мощностью 9 кВт. Для нагрева помещения объемом 144 м3 требуется: 0,312*21*144 = 943,49 ккал Для нагрева 1 м3=6,552 ккал. Газовый котел для получения 1 ккал сожжёт – 0, 119 м3 природного газа. Следовательно для получения 6,552 для обогрева 1м3 требуется: 0,119*6,552=0,78м3 природного газа. Электрическое отопление Предположим, что объем нашего частного дома равен 144 м3. Значит, для компенсации теплопотерь при условии среднестатистической теплоизоляции необходимо обеспечить выработку 9 кВт тепловой энергии. В среднем для обогрева 1 м3 строения требуется 30-35 Вт. Расчет дров Таблица необходимого количества топлива в сезон Вид топлива | Расход для получения 1 гкал | Количество топлива в сезон | Дрова | 312 кг | 6240 кг (8,7 м3) | Брикеты | 222 кг | 4440 кг | Антрацит | 143 кг | 2860 кг | Газ | 119 м3 | 2380 м3 | Для получения 1гкал требуется 312кг дров. Для нагрева помещения объемом 144 м3 требуется: 0,312*21*144 = 943,49 ккал Для нагрева 1 м3=6,552 ккал. Определим сколько килограмм дров потребуется для получения 6,552 ккал. Итого: 6,552*312/1000=2,044 кг дров. Сведем все данные в табличную форму: Тип топлива | Необходимый расход на обогрев 1м3 | Дизельное топливо | 0,14 л дизельного топлива | Газ | 0,78м3 природного газа. | Электроэнергия | 30-35 Вт. | Дрова | 2,044 кг | Заключение В данной курсовой работе рассчитан расход топлива на отопление помещения в расчете на метр кубический помещения. |