Розрахунок потреби палива зроблений відповідно до "Інструкції з нормування витрати тепла й палива для стаціонарних установок залізничного транспорту", затвердженої наказом Укрзалізниці № 117-Ц від 25.04.03р.
Питома витрата на мийні машини нормують на 1т деталей, що відчищаються. Норми витрати теплоти встановлюють у залежності від типу мийної машини, її допоміжного устаткування (головним чином вентиляційної установки) і режиму експлуатації кожної машини даного типу (цілодобово, одна чи дві зміни).
Витрата теплоти, Гкал/період (Гдж/період), на мийну машину розраховуеться за формулою:
Q річ.заг.= k*qG*G(5.1)
де Q — витрата теплоти на мийну машину за місяць, квартал (у залежності від плану ремонту).
k — коефіцієнт, що враховує зміну витрат теплоти в зимовий час. У літню пору k=1, під час опалювального сезону k=1,1;
qG — питома витрата теплоти, яка приходиться на 1т деталей,що відчищаються, qG=0,08 Гкал/т (табл. Ж1)
G — вага деталей, що підлягають очищенню в мийній машині з кожної ремонтуємої одиниці рухомого складу, т;
Таблиця 5.2 Деталі підлягаючі очистці
| ТР-3 | ел-з | ЧС 2,7 | 18од | 986,4т |
| ТР-2 | ел-з | ЧС 2,7 | 25од | 70,0т |
| ТР-1 | ел-з | ЧС 2,7 | 293од | 293т |
Згідно формули (5.1) розраховуемо необхідну кількість тепла:
Q річ.заг= k*qG*G=1,1*0,08*(986,4+70,0+293)=118,75 Гкал
6. РОЗРАХУНОК ПРОМЕНЕВОГО ОБІГРІВУ ДЛЯ ЦЕХІВ
В даному розділі пропонується зробити перевод виробничих цехів локомотивного депо з конвективного опалення на променеве опалення. Нище наведен опис променевого опалення.
Мета опалення - забезпечення приємного відчуття тепла, що по визначенню Бедфорда є: "суб'єктивне відчуття людини, що засновано на комплексному впливі".
Суб'єктивне відчуття складається з декількох, частково селективних і частково аддитивних ефектів. Такими є, наприклад, температура повітря, швидкість, одяг та ін. Серед домінуючих ефектів перебувають випромінювання навколишніх площин, що дає основу радіаційного опалення. Значення радіаційних умов з погляду опалення очевидно, якщо враховувати основні способи тепловіддачі тіла людини, тому що опалення повинне компенсувати ці тепловтрати, тобто підтримувати в рівновазі відчуття комфорту.
Основні шляхи тепловтрат людини: конвекція, кондукция, випромінювання й випар. Частка кондуктивных тепловтрат невелика, її можна розглядати одночасно з конвективними тепловтратами. Відношення трьох способів тепловіддачі в опалювальному просторі при нормальних обставинах звичайно таке:
- конвекція 30 - 35 %
- випромінювання 40 - 45%
- випар 20 - 25%
Видно, що найбільш характерний фактор тепловтрат - випромінювання. Тепловтрати випромінюванням виникають, коли оточення - у першу чергу контурні розміри будинку - більш холодні чим тіло людини. Якщо збільшити середню температуру оточення (напр., за рахунок випромінювачів високої температури), то тепловтрати за рахунок випромінювання падають і можна домогтися відчуття тепла, не збільшуючи температури повітря. У такий спосіб ефект опалення досягається так, що температура повітря, а значить і тепловтрати в просторі не міняються, у той час як по відчуттю людини, що перебуває в цьому просторі, температура в просторі перебування збільшилася.
Якщо тепловіддача опалювальних пристроїв містить компоненту випромінювання, то людині, що перебуває в просторі, здається, що температура оточення вище, ніж якби це ж корисне тепло передавалося конвекційним способом. Температура, що знаходиться в опалювальному просторі здається вище при опаленні за допомогою випромінювання, називається температурою відчуття або вихідною температурою або іноді результуючою температурою, а значення температури, обмірюване традиційним образом за допомогою термометра називається температурою повітря. Різниця двох значень температур визначає збільшення відчуття тепла за рахунок випромінюючого опалення. Цей ефект визначає принцип використання випромінюючих тіл для опалення.
Умова застосовності співвідношення: температура випромінюючого тіла повинна бути не менш 150°С (423К), а температура оточення - нормальна температура приміщення.
Принципи вибору розмірів
Температура відчуття
У випадку опалення випромінюванням, люди що перебувають в опалювальному просторі оцінюють температуру в цьому просторі (температуру відчуття) завжди вище температури повітря. Для визначення температури відчуття поряд з іншими методами застосовують наступне співвідношення:
tr = tl+0,072*i(6.1)
де tr -температура відчуття в °С,
tl - температура повітря в °С,
i - інтенсивність випромінювання у Вт/м2.
ККД випромінювання
Під відношенням випромінювання розуміють відношення переданого випромінюванням тепла до внесеного у випромінювач тепла. ККД - відсоткове вираження цього відношення. Якщо у випромінюючий прилад вноситься, наприклад, енергія еквівалентна 22 кВт, а прилад віддає у вигляді тепла випромінювання 14,3 кВт, то відношення випромінювання буде 14,3/22 = 0,65, а ККД випромінювання 65%.
ККД випромінювання можна визначити з відношення тепла випромінювання й корисного тепла (вихідного). Різниця між внесеним і корисним теплом - втрати на димові гази, які визначаються теплотехнічним (тепловим) ККД.
Абсорбційні втрати
Теплове випромінювання нагріває не повітря, а, проникаючи крізь нього, безпосередньо предмети й людину. Трьохатомні гази (СО2, Н2О), а також пил поглинають частину випромінювання, у першу чергу залежно від відстані до випромінювача. Це визначає втрати на абсорбцію, величина якої практично 3-6%.
Втрати на розсіювання
Випромінювання від випромінюючого тіла подібно світлу поширюється прямолінійно, тобто крапку, з якої спостерігач бачить випромінююче тіло, що випромінює тіло також "бачить" тобто опромінює спостерігача. Таким чином, якщо від обмежуючих площин конструкції будинку видно випромінююче тіло, мабуть, що певна частина випромінювання потрапить на ці площини.
Менш очевидна частка вторинного випромінювання, що падає на ці обмежуючі поверхні. Частина випромінювання відбивається від тіл, а відбите випромінювання знову потрапить на деяке тіло, звідки його частина знову відіб'ється. Процес нагадує загасаючу систему. Найбільш корисна частина тепла, що випромінюється, - тепло, поглинене підлогою (яке є причиною характерної "теплої" підлоги), людиною й навколишніми тілами. Втрати на розсіювання, у першу чергу - частка, що попадає на обмежуючі конструкції будинку випромінювання. Величина її залежить, в основному, від розташування випромінювачів, геометрії простору й емісійна, тобто відбивна здатність оточення.
Випромінювання, що попадає на обмежуючі поверхні, важається втратами з погляду випромінювання, але не з погляду конвекції. Це втрати на розсіювання. Втрати тим більше, чим менше емісійний фактор оточення.
Якщо відносна висота простору більша (висота більше 1/3 ширини в одному з напрямків), то це також збільшує втрати на розсіювання.
На практиці втрати на розсіювання становлять 15 - 20%. У крайніх випадках можливе відхилення на кілька відсотків. У більш низьких павільйонах втрати на розсіювання можуть опуститися до 10%, і навпаки - для високих і вузьких павільйонів -досягти 25%.
Добавки від оточення
При опаленні більших просторів потрібно окремо врахувати трансмісійні (крізь обмежуючі конструкції) і фільтраційні втрати, за рахунок циркуляції повітря (напр., відсмоктування машинами, ворота, що відкриваються часто, або вікна, отвори в конструкції, та ін.).
Несприятливі теплотехнічні обставини, як наприклад, необхідність швидкого розігріву, ефект тяги, більша внутрішня висота, низьке значення К (фактор передачі тепла) вимагають доповнень до розрахунків трансмісійних втрат конструкції будинку, що означає введення додаткових теплових потужностей.
Для традиційного конвекційного опалення значення добавок досягає значення 1,1 -1,6. Те ж саме для опалення випромінюванням з урахуванням обставин дорівнює половині цього значення. Таким чином, величина добавок залежно від місцевих умов 1,05 -1,3.
Добавки від розміщення випромінюючих тіл
Потужність установлюваних приладів випромінювання вибирається відповідно з розрахунками. Для висоти до 5 м це не вимагає обліку добавок. Для висоти більше 5 м внесену потужність потрібно збільшувати на 3-5% на кожний метр.
Причина цього складається в збільшенні втрат на розсіювання, а також у тім, що частка конвекції тіл випромінювання використовується все в меншому ступені для безпосереднього опалення робочого простору.
При визначенні добавок у першу чергу потрібно враховувати розташування приладу й ККД випромінювання. Якщо ККД випромінювання напр., 40-50%, а число апаратів поблизу обмежуючої стінки велике, то добавка може досягати 5%/м (вище 5 м).
Розташування темновых випромінювачів
Відстань між випромінювачами
Горизонтальне розташування
При горизонтальній підвісці добре опалювальну зону можна одержати так, випромінювач подумки покладемо на підлогу й від нього по обидва боки (тобто паралельно трубі) відміряємо 80% висоти підвіски, а потім на початку й наприкінці в напрямку труби відкладемо половину підвіски й намалюємо отриманий прямокутник. (Якщо вибрати 100% висоти підвіски, то й у цьому випадку одержимо задовільний результат. Для оцінки розмірів, що перевищують цей вибір, потрібний індивідуальний підхід.)