Рабочая программа учебной дисциплины «системы теплоснабжения потребителей и жкх» Цикл

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ (ИПЭЭф)
___________________________________________________________________________________________________________

Направление подготовки: 140100 Теплоэнергетика и теплотехника

Профили подготовки: 140104 Промышленная теплоэнергетика

140106 Энергообеспечение предприятий

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ И ЖКХ»

Цикл:	профессиональный
Часть цикла:	вариативная
№ дисциплины по учебному плану:	Б3 a №5.1
Часов (всего) по учебному плану:	144
Трудоемкость в зачетных единицах:	4	6 семестр - 4
Лекции	30 час	6 семестр
Практические занятия	15 час	6 семестр
Лабораторные работы	15 час	6 семестр
Расчетные задания, рефераты
Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего)	84 час
Экзамены		6 семестр
Курсовые проекты (работы)	1 з.е. (36 час)	8 семестр

Москва - 2010

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины является изучение структуры, теоретических и технических основ и принципов функционирования систем транспортировки, распределения и потребления тепловой энергии, требований надежной и экономичной эксплуатации этих систем при высоких термодинамических и экономических показателях эффективности.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

к самостоятельной индивидуальной работе, принятию решений в рамках своей профессиональной компетенции (ОК-7);
анализировать работу и эффективность технических систем транспортировки, распределения и потребления тепловой энергии, схемы и процессы, использовать на практике методы технических и экономических наук в профессиональной деятельности;
владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, использовать компьютер как средство работы с информацией (ОК-11);
участвовать в сборе и анализе исходных данных для проектирования систем и элементов систем транспортировки, распределения и потребления тепловой энергии с использованием нормативной документации и современных методов поиска, обработки информации, математического анализа и моделирования (ПК-1, ПК-4, ПК-8);
участвовать в разработке проектной и рабочей технической документации, оформлении законченных проектно-конструкторских работ в соответствии со стандартами, техническими условиями и другими нормативными документами (ПК-10);
контролировать соблюдение технологической дисциплины, планировать и участвовать в проведении плановых испытаний оборудования систем теплоснабжения (ПК-13, ПК-14).

Задачами дисциплины являются:

познакомить обучающихся с существующими системами транспортировки, распределения и потребления тепловой энергии и принципами их создания, проектирования, наладки, эксплуатации;
научить анализировать существующие системы транспортировки, распределения и потребления тепловой энергии, их схемы и элементы, разрабатывать и внедрять необходимые изменения в их структуре с позиций повышения эффективности и энергосбережения;
познакомить обучающихся с современным состоянием вопроса и тенденциями развития и совершенствования систем транспортировки, распределения и потребления тепловой энергии в отечественной и зарубежной практике.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилям: "Промышленная теплоэнергетика", “Энергообеспечение предприятий” направления 140100 «Теплоэнергетика и теплотехника».

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Нагнетатели и тепловые двигатели», «Котельные установки и парогенераторы», «Техническая термодинамика», “Гидрогазодинамика”, “Тепломассообмен”.

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы и для изучения дисциплин: «Энергобалансы предприятий», «Эксплуатация теплоэнергетических установок», «Энергоаудит и энергосбережение на предприятиях», курсового проекта по дисциплине «Источники и системы теплоснабжения предприятий и ЖКХ», а также программы магистерской подготовки по направлению «Теплоэнергетика и теплотехника».

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

типовые методики проведения расчетов, проектирования и подбора оборудования систем теплоснабжения с использованием нормативной документации и современных методов поиска и обработки информации (ПК-9);
основные разделы естественнонаучных дисциплин, относящихся к теории изучаемой дисциплины, и быть готовым к исследованию основных законов в профессиональной деятельности, применять методы анализа и моделирования ситуаций теоретического и экспериментального исследования (ПК-2);

Уметь:

использовать программы теплогидравлических расчетов систем теплоснабжения (ПК-1);
анализировать научно-техническую информацию, изучать отечественный и зарубежный опыт по тематике деятельности (ПК-6);
выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, и способностью привлечь для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-3);
формировать законченное представление о принятых решениях и полученных результатах в виде отчета (ПК-7);

Владеть:

навыками соблюдения экологической безопасности на производстве, участвовать в разработке и осуществлении экозащитных мероприятий и мероприятий по энерго- и ресурсосбережению на производстве (ПК-17);
способностью организации работы персонала по обслуживанию теплоэнергетического оборудования (ПК-27), составлению заявок на оборудование, запасные части, подготовке технической документации на ремонт (ПК-29), способностью к приемке и освоению вводимого оборудования (ПК-30).
навыками самообучения (ПК-23);

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единицы, 144 часа.

№ п/п	Раздел дисциплины. Форма промежуточной аттестации (по семестрам)	Всего часов на раздел	Семестр	Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)				Формы текущего контроля успеваемости (по разделам)
№ п/п		Всего часов на раздел	Семестр	лк	пр	лаб	сам.	Формы текущего контроля успеваемости (по разделам)
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	_{Назначение, состав и общая классификация систем теплоснабжения промышленных предприятий и жилых районов. Теплоносители систем теплоснабжения.}	10	6	4	2	-	4	Тест на знание терминологии
2	_{Регулирование отпуска теплоты в системе теплоснабжения предприятий и жилых районов. Методы регулирования тепловой нагрузки. Центральное качественное регулирование.}	25	6	8	4	3	10	Контрольная работа и оценки контрольной недели
3	_{Тепловые сети водяных и паровых систем теплоснабжения. Классификация, параметры, схемы, конфигурация и оборудование. Расчет на прочность.}	16	6	6	1	1	8	Контрольный опрос. Оценки контрольной недели
4	_{Центральные и индивидуальные тепловые пункты. Схемы, режимы, особенности работы и области применения.}	17	6	2	2	3	10	Контрольная работа
5	_{Гидравлический и аэродинамический расчеты тепловых сетей. Пьезометрические графики, гидравлическиережимы и выбор насосного оборудования.}	27	6	8	4	7	8	Контрольная работа Оценки контрольной недели
6	_{Теплоизоляционные материалы и теплоизолирующие конструкции трубопроводов тепловых сетей и оборудования систем теплоснабжения. Тепловой расчет, выбор параметров тепловой изоляции.}	11	6	2	2	1	6	Контрольный опрос
	Зачет	2					2	Письменный
	Экзамен	36					36
	Итого:	144		30	15	15	84

4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1. Лекции:

1. Назначение, состав и общая классификация систем теплоснабжения промышленных предприятий и жилых районов. Теплоносители систем теплоснабжения

_{Особенности развития систем теплоснабжения в СССР и РФ. Назначение, состав и общая классификация систем теплоснабжения промышленных предприятий и жилых районов. Размеры городов, климатические параметры (ГСОП) и их влияние на структуру систем теплоснабжения. Теплоносители систем теплоснабжения. Их достоинства и недостатки. Требования к качеству и параметрам теплоносителей. Классификация водяных систем централизованного теплоснабжения предприятий и жилых районов.}

2. Регулирование отпуска теплоты в системе теплоснабжения предприятий и жилых районов. Методы регулирования тепловой нагрузки. Центральное качественное регулирование

_{Регулирование отпуска теплоты в системе теплоснабжения предприятий и жилых районов. Методы регулирования тепловой нагрузки. Центральное качественное регулирование отопительной тепловой нагрузки в водяных системах отопления здания. Состав оборудования систем отопления зданий. Графики изменения температур расхода сетевой воды при качественном регулировании отопительной тепловой нагрузки для жилых, общественных, административно бытовых и производственных зданий. Центральное качественное регулирование отопительной тепловой нагрузки в системах воздушного отопления здания. Схема системы воздушного отопления здания. Регулирование разнородной тепловой нагрузки в водяных системах централизованного снабжения. Оценка качества и фактических режимов потребления тепловой энергии в водяных системах централизованного теплоснабжения.}

3. Тепловые сети водяных и паровых систем теплоснабжения. Классификация, параметры, схемы, конфигурация и оборудование. Расчет на прочность

_{Тепловые сети водяных и паровых систем теплоснабжения. Их классификация и параметры. Возврат конденсата в паровых системах теплоснабжения. Трубопроводы, арматура, оборудование тепловых сетей. Схемы и конфигурации тепловых сетей. Компенсация температурных удлинений. Расчет на прочность элементов тепловых сетей.}
4. Центральные и индивидуальные тепловые пункты. Схемы, режимы, особенности работы и области применения.

_{Центральные и индивидуальные тепловые пункты. Принципиальная схема теплового пункта с одноступенчатым параллельным присоединением подогревателей ГВС. Схема теплового пункта с двухступенчатым последовательным присоединением подогревателей ГВС. Схема теплового пункта для водяной закрытой системы теплоснабжения с двухступенчатым смешанным присоединением подогревателей ГВС. Области применеиия этих схем и особенности работы.}
5. Гидравлический и аэродинамический расчеты тепловых сетей. Пьезометрические графики, гидравлическиережимы и выбор насосного оборудования

_{Основные задачи и методики гидравлического расчета водяных тепловых сетей. Построение пьезометрического графика для водяной тепловой сети. Расчетные и нерасчетные режимы эксплуатации тепловых сетей. Современные информационно-расчетные программные комплексы для расчета и анализа тепловых сетей. Выбор сетевых и подпиточных насосов для водяных тепловых сетей. Параллельное и последовательное соединение сетевых и подпиточных насосов. Определение затрат электроэнергии на транспортировку сетевой воды. Аэродинамический расчет паровой тепловой сети (паро- и конденсатопроводов)}

6. Теплоизоляционные материалы и теплоизолирующие конструкции трубопроводов тепловых сетей и оборудования систем теплоснабжения. Тепловой расчет, выбор параметров тепловой изоляции

_{Теплоизолирующие конструкции теплопроводов тепловых сетей и оборудования систем теплоснабжения. Выбор способа прокладки тепловых сетей, основы выбора трассы, материала и геометрических параметров тепловой изоляции. Тепловой расчет тепловых сетей. Тепловые потери. Современные типы изоляции тепловых сетей.}
4.2.2. Практические занятия

Определение тепловых нагрузок для различных потребителей теплоты. Методы определения годового расхода теплоты промышленными и коммунально-бытовыми потребителями. Расчетный метод определения годового расхода теплоты промышленными и коммунально-бытовыми потребителями. Графический метод определения годового расхода теплоты промышленными и коммунально-бытовыми потребителями.
Местное подрегулирование тепловой нагрузки горячего водоснабжения для водяных открытых систем теплоснабжения.
Местное подрегулирование тепловой нагрузки горячего водоснабжения для водяных закрытых систем теплоснабжения.
Местное подрегулирование вентиляционной тепловой нагрузки.
Гидравлический расчет водяных двухтрубных тепловых сетей. Выбор насосов и определение затрат энергии на транспортировку теплоносителя.
Гидравлический режим водяных двухтрубных сетей. Построение пьезометрических графиков.
Расчет тепловых потерь трубопроводов тепловых сетей.
Прочностной расчет тепловых сетей. Расчет компенсации температурных удлинений участков тепловой сети.

4.3. Лабораторные работы

№1. Изучение схемы, оборудования и режима работы учебно-экспериментального центрального теплового пункта МЭИ, измерение рабочих параметров теплоносителей, проведение балансовых тепловых расчетов оборудования центрального теплового пункта по результатам измерений.

№2. Исследование, построение и сопоставление температурных графиков водяных тепловых сетей с зонами излома. Местное подрегулирование нагрузки на ГВС.

№3. Расчет и рациональный выбор (дискретная оптимизация по гидравлическому сопротивлению, стоимости) пластинчатых теплообменников системы отопления на ЭВМ. Расчет и рациональный выбор пластинчатых теплообменников системы горячего водоснабжения на ЭВМ (одноступенчатая параллельная, двухступенчатая смешанная схемы).

№4. Исследование и анализ теплогидравлических режимов тепловой сети на базе математического моделирования системы теплоснабжения населенного пункта в программных комплексах Теплоэксперт, ГРАСТ.
4.4. Расчетные задания
«Расчетные задания» учебным планом не предусмотрены
4.5. Курсовые проекты и курсовые работы
Система теплоснабжения жилого микрорайона города _______ от источника теплоснабжения (котельная, ТЭЦ).

Курсовой проект включает в себя расчет тепловых нагрузок для каждого потребителя теплоты, вычисление годового расхода теплоты для всех потребителей (графическим и расчетным способом), расчет и построение графиков температур и расходов сетевой воды, разработку принципиальной схемы системы теплоснабжения, расчет регулирования отпуска теплоты для систем отопления жилых и общественных зданий, определение основных показателей качества потребления тепловой энергии, расчет местного подрегулирования отпуска теплоты для систем горячего водоснабжения для жилых и общественных зданий, определение расходов сетевой воды в подающем и обратном трубопроводе тепловой сети, вычисление средневзвешенной температуры сетевой воды в обратном трубопроводе тепловой сети, гидравлический расчет водяной тепловой сети и построение пьезометрического графика (расчетный и летний режим работы), выбор сетевых и подпиточных насосов, определение абсолютных и удельных затрат на транспортировку теплоносителя. Графический материал – схема теплового пункта жилого микрорайона, температурные графики и графики расхода сетевой воды, пьезометрический график и схема системы теплоснабжения жилого микрорайона.

Курсовой проект выполняется в 8 семестре.
5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Лекционные занятия проводятся в форме лекций с использованием компьютера с демонстрацией конструкций элементов систем теплоснабжения и их схем. Перечень демонстрируемого материала и сами материалы представлены в УМК. Студентам передается раздаточный материал на электронном и бумажном носителе. Предусматривается самостоятельное выполнение отдельных иллюстраций.

Практические и лабораторные занятия проводятся с использованием необходимых информационных материалов: нормативной документации, баз данных по оборудованию систем теплоснабжения, справочников, специализированного программного обеспечения и компьютерной симуляции, а также действующего оборудования учебно-экспериментального теплового пункта в натурных условиях. Материалы подготавливаются студентами с использованием компьютерной техники в электронном виде.

Самостоятельная работа включает подготовку к практическим занятиям, лабораторным работам, контрольным работам и опросам, зачету в письменной форме.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Для текущего контроля успеваемости используются тесты, контрольные опросы и работы, оценки по контрольным неделям.

Аттестация по дисциплине – зачет и экзамен.

В приложение к диплому вносится оценка за 6 семестр.
7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебное пособие для вузов - 9-е издание перераб. - М.: Изд-во МЭИ, 2009 - 472 с.: ил.
Манюк В.И., Каплинский Я.И., Хиж Э.Б., Манюк А.И., Ильин В.К. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей: Cправочник – М.: .Книжный дом Либроком, 2009.
Сафонов А.П. Сборник задач по теплофикации и тепловым сетям. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 232 с.

б) дополнительная литература:

СНиП 2.04.01-85*. Внутренний водопровод и канализация зданий / Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2000. – 60 с.
СНиП 23-01-99*. Строительная климатология / Госстрой России.– М.: ГУП ЦПП, 2005. -70с.
СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование / Госстрой России. М.: ГУП ЦПП, 2004 – 54 с.
СНиП 41-02-2003. Тепловые сети / Госстрой России. М.: ГУП ЦПП, 2004 – 37 с.
СНиП 41-03-2003. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов / Госстрой России. М.: ГУП ЦПП, 2004 – 25 с.
СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий / Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2004. -26 с.
СП 41-101-95. Проектирование тепловых пунктов / Минстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 1997. – 79 с.
СП 41-103-2000. Проектирование тепловой изоляции и трубопроводов / Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2001. – 41 с.
Борисов Б. Г., Борисов К. Б. Отопление промышленных предприятий.–М.: Издательство МЭИ, 1997. – 68 с.
Борисов К. Б., Шелгинский А. Я. Системы обеспечения жилых, общественных и промышленных зданий водой питьевого качества. М.: Издательство МЭИ, 2002.  112 с.
Ефимов А.Л., Косенков В.И., Сынков И.В. Отопление промышленных, общественных и жилых зданий. – М.: Издательский дом МЭИ, 2010.
Зингер Н.М. Гидравлические и тепловые режимы теплофикационных систем. М.: 1976.
Теплоэнергетика и теплотехника. Общие вопросы: Справочник / Под общ. ред. чл.-корр. РАН А.В. Клименко и проф. В.М. Зорина. – 3-е изд. перераб. и доп. – М.: Издательство МЭИ, 1999. – 528 с.
Промышленная теплоэнергетика и теплотехника: Справочник / Под общ. ред. чл.-корр. РАН А.В. Клименко и проф. В.М. Зорина. – 3-е изд. перераб. и доп. – М.: Издательство МЭИ, 2004. – 632 с.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и интернет ресурсы:

Программные комплексы для выполнения гидравлических расчетов систем теплоснабжения ГРАСТ, Теплоэксперт, Zulu.

www.rosteplo.ru, www.abok.ru, www.ntsn.ru, www.cenef.ru, www.combienergy.ru, www.energosovet.ru, http://minenergo.gov.ru, www.expert.ru., esco-ecosys.narod.ru

б) другие:

материалы лекций в электронном виде (схемы, изображения конструкции элементов систем теплоснабжения, графики, диаграммы, таблицы).

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами (проектором и экраном) для представления материалов лекций в электронной форме. Для проведения лабораторных работ имеется компьютерный класс с необходимым специальным программным обеспечением. При проведении лабораторных работ используется учебно-экспериментальный тепловой пункт МЭИ (корпус “C”).

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 140100 «Теплоэнергетика и теплотехника» и профилям: 140104 «Промышленная теплоэнергетика», 140106 «Энергообеспечение предприятий».
ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н., доцент Яворовский Ю.В.

"СОГЛАСОВАНО":

Зам. директора Института проблем энергетической эффективности

к.т.н., доцент Захаров С.В.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Промышленных теплоэнергетических систем

д.т.н., профессор Рыженков В.А.