42826

Отопление жилого дома

Курсовая

Архитектура, проектирование и строительство

Выбор системы отопления.28 Тепловой расчет отопительных приборов32 Гидравлический расчет системы водяного отопления38 Список литературы. Система отопления: водяная вертикальная однотрубная Вентиляция: естественная Присоединение системы водяного отопления к наружным теплопроводам: со смешением воды с помощью водоструйного элеватора. Параметры теплоносителя Т1Т2: 13070 С Располагаемая разность давлений на вводе ΔP кПа: 120 Тип отопительных приборов: РСГ2 Температура...

Русский

2013-10-31

141.94 KB

123 чел.

  Выполнил

Проверил

Пантюхина

Стадия

Лист

Листов

У

КР 2011.270109.080694.Д.О

Инв. № подп.

Взам. инв. №

Подп. и дата

   2

46

Изм.

Кол.уч.

Лист

Дата

Подпись

№ док.

Орел ГТУ АСИ

Кафедра «ГСиХ» гр. 41-ТВ

Отопление жилого дома

Тимощук

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ-УЧЕБНО-НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ КОМПЛЕКС

Кафедра: «ГСиХ»

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по дисциплине:

«Отопление»

Тема курсовой работы: «Отопление жилого дома»

Студентка:__________________________________ Тимощук В.В.

Шифр: 080694

Группа: 41-ТВ

Архитектурно-строительный институт

Преподаватель:____________________________ Пантюхина Г. И.

Работу защитил с оценкой:__________________

Орел 2011


 Содержание:

    Введение………………………………………..………………………………4

  1.  Задание и исходные данные для проектирования……………………….3
  2.  Теплотехнический расчет ограждающих конструкций…………………7

Теплотехнический расчет стены………………………………………….8

Теплотехнический расчет чердачного перекрытия…………………….10

Теплотехнический расчет перекрытия над техподпольем……………..12

Теплотехнический расчет окон и балконных дверей…………………..14

Расчет коэффициента теплопередачи ограждения……………………..14

  1.  Расчет теплопотерь помещений………………………………………….15
  2.  Выбор системы отопления……………………………………………….28
  3.  Тепловой расчет отопительных приборов………………………………32
  4.  Гидравлический расчет системы водяного отопления…………………38

Список литературы……………….………………………………………….46


  1.  Задание и исходные данные для проектирования

  1.  Район строительства: город Санкт Петербург
  2.  Наружные стены: из эффективного глиняного кирпича
  3.  Ориентация фасада: СВ
  4.  Высота техподполья: 2,0 м
  5.  Чердачное перекрытие: многопустотная ж/б плита 220 мм, керамзит γ=400  кг/м3.
  6.  Перекрытие над техподпольем: многопустотная ж/б плита 220 мм, бетон γ=600 кг/м3, цементно-песчаный раствор 20 мм, линолеум.
  7.  Система отопления: водяная вертикальная однотрубная
  8.  Вентиляция: естественная
  9.  Присоединение системы водяного отопления к наружным теплопроводам: со смешением воды с помощью водоструйного элеватора.
  10.  Параметры теплоносителя Т1-Т2: 130-70 ºС
  11.  Располагаемая разность давлений на вводе ΔP, кПа: 120
  12.  Тип отопительных приборов: РСГ2
  13.  Температура теплоносителя в системе отопления Т1-Т2: 95-70 ºС

 

Введение

В помещениях с постоянным длительным пребыванием людей и в помещениях, где по условиям производства требуется поддержание положительных температур в холодный период года, устраивается система отопления.

Система отопления является одной из строительно-технических установок здания, которая должна отвечать следующим основным требованиям:

  1.  санитарно-гигиеническим – обеспечивать необходимые внутренние температуры, регламентированные соответствующими СНиП, без ухудшения состояния воздушной среды;
  2.  экономическим – обеспечивать наименьшие приведенные затраты при уменьшении расхода металла;
  3.  строительным – предусматривать размещение отопительных элементов в увязке с архитектурно-планировочными и конструктивными решениями здания без нарушения прочности основных конструкций при монтаже и ремонте систем отопления;
  4.  монтажным – предусматривать возможность монтажа индустриальными методами с максимальным использованием унифицированных узлов заводского изготовления при минимальном количестве типоразмеров и ограниченном применении узлов и деталей  индивидуального изготовления;
  5.  эксплуатационным – характеризоваться простотой и удобством управления и ремонта, бесшумностью и безопасностью действия;
  6.  эстетическим – хорошо гармонировать с внутренней отделкой и не занимать излишних площадей.

Системы отопления подразделяются на:

  1.  местные;
  2.  центральные.

Местными системами отопления или местным отоплением называют такой вид отопления, при котором генератор тепла и нагревательный прибор конструктивно скомпонованы вместе и установлены в обогревательном помещении. Характерным примером местной системы отопления может служить комнатная отопительная печь.

Центральными системами отопления называются системы, предназначенные для отопления нескольких помещений из единого теплового пункта, в котором размещается генератор тепла. В таких системах генератор вынесен за пределы отопительного помещения.

Центральная система отопления может быть районной, когда группа зданий отапливается из центральной котельной или центрального теплового пункта.

Системы отопления принято классифицировать и по преобладающему виду теплоотдачи нагревательных приборов.

Назначение систем отопления состоит в обеспечении теплом здания в холодный период года. Функцию непосредственного обогрева выполняют обогревательные приборы, являющиеся основным элементом системы отопления.

Виды и конструкции нагревательных приборов могут быть самыми разнообразными. Приборы отливаются из чугуна, выполняются из стали, бетона, керамики, фарфора, в виде панелей из бетона с заложенными в них трубчатыми нагревательными элементами и пр. Приборы различают по размерам и форме, они могут собираться из отдельных секций и элементов. В них могут подаваться различные теплоносители с различными параметрами.

Основные виды нагревательных приборов – это радиаторы, ребристые трубы, конвекторы и отопительные панели.

Различают 2 вида энергосберегающих мероприятий:

а) мероприятия, непосредственно связанные с работой систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха; повышение уровня теплозащиты зданий различного назначения, совершенствование герметизации и тепловой изоляции технологического оборудования, совершенствование технологических процессов, использование вторичных энергоресурсов для технологических нужд. Применение энергосберегающих мероприятий этого вида всегда приводит к уменьшению мощности систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха;

б) мероприятия, снижающие затраты тепловой или механической энергии при работе этих систем, повышение КПД котельных установок, автоматизация и диспетчеризация работы этих систем, совершенствование их проектных решений, использование вторичных энергоресурсов для нагрева проточного воздуха или воды и др.

При проектировании новых или реконструкции действующих систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха могут решаться 3 типа технико-экономических задач:

  1.  имеется лишь один вариант энергосберегающего решения и его составляют с точки зрения экономической эффективности с «базовым» вариантом, не предусматривавшим энергосберегающих мероприятий;
  2.  могут быть применены несколько энергосберегающих мероприятий (или одно, но с различными количествами сберегающей энергии при разных режимах работы); все они сопоставляются по величине достигаемого экономического эффекта между собой и с «базовым» вариантом; применению подлежит экономически наиболее целесообразное мероприятие;
  3.  выявляют экономически оптимальный вариант решения, т.е. лучший из всех возможных в принятых условиях.

Целью данной курсовой работы является процесс проектирования систем водяного отопления и системы вентиляции многоквартирного жилого дома. Он включает в себя следующие основные этапы:

  1.  теплотехнический расчет ограждающих конструкций здания;
  2.  расчет теплопотерь помещения;
  3.  выбор системы отопления;
  4.  конструирование систем отопления;
  5.  тепловой расчет отопительных приборов;
  6.  гидравлический расчет систем отопления.

 

  1.  Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

Исходные данные:

  1.  Место строительства – город Санкт-Петербург
  2.  Объект – жилое здание
  3.  Зона влажности – влажная (СНиП 23-02-2003, приложение В)
  4.  Влажность воздуха в помещении , расчетная температура внутреннего воздуха  (по нормам проектирования жилых зданий)
  5.  Влажностный режим помещения – нормальный (СНиП 23-02-2003, таблица 1)
  6.  Условие эксплуатации ограждающих конструкций – Б (СНиП 23-02-2003, таблица 2)
  7.  Технологические показатели и коэффициенты:
  8.  коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху –  (СНиП 23-02-2003, таблица 6)
  9.  нормальный температурный перепад -  (СНиП 23-02-2003, таблица 5)
  10.  коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции -  (СНиП 23-02-2003, таблица 7)
  11.  коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции -  
  12.  Климатические параметры:
  13.  Расчетная температура наружного воздуха (наиболее холодной пятидневки, обеспеченностью 0,92) - (СНиП 23-01-99*, таблица 1)
  14.  продолжительность отопительного периода (со средней температурой ) – (СНиП 23-01-99*, таблица 1)
  15.  средняя температура отопительного периода (со средней температурой ) -  (СНиП 23-01-99*, таблица 1)

2.1 Теплотехнический расчет стены

  1.  Определяем градусо-сутки отопительного периода:

  1.  Определяем требуемое сопротивление теплопередаче:

, где  - коэффициент (СНиП 23-02-2003, таблица 4)

  1.  Конструкция наружной стены:

  1.  Параметры материалов наружной стены:

№ слоя

Материал слоя

Плотность

Теплопроводность

Толщина слоя

R=

м2*°С/Вт

1

Силикатный кирпич

1800

0,81

0,38

0,469

2

Теплоизоляционный слой – пенополистирол ГОСТ 15588

40

0,05

0,12

2,4

3

Силикатный кирпич

1800

0,81

0,12

0,148

  1.  Определяем толщину утеплителя:

Принимаем толщину утеплителя 0,120 м =120 мм.

  1.  Определяем сопротивление теплопередаче стены:

  1.  
  2.  Температурный перепад:

  1.  Толщина стены:

Поскольку, условия соблюдаются, то принятая конструкция стены является удовлетворительной.

 

2.2 Теплотехнический расчет чердачного перекрытия

  1.  Определяем градусо-сутки отопительного периода:

  1.  Определяем требуемое сопротивление теплопередаче:

, где  - коэффициент (СНиП 23-02-2003, таблица 4)

  1.  Конструкция перекрытия:

  1.  Параметры материалов перекрытия:

№ слоя

Материал слоя

Плотность

Теплопроводность

Толщина слоя

R=

м2*°С/Вт

1

Гравий керамзитовый

400

0,125

0,1

0,833

2

Теплоизоляционный слой – минераловатные плиты (ГОСТ 9573)

200

0,08

0,24

3

3

Многопустотная ж/б плита

2500

2,04

0,22

0,1078

  1.  Определяем толщину утеплителя:

Принимаем толщину утеплителя 0,240 м = 240 мм.

  1.  Определяем сопротивление теплопередаче перекрытия:

  1.  
  2.  Температурный перепад:

  1.  Толщина перекрытия:

Поскольку, условия соблюдаются, то принятая конструкция перекрытия является удовлетворительной.

2.3 Теплотехнический расчет перекрытия над техподпольем

  1.  Определяем градусо-сутки отопительного периода:

  1.  Определяем требуемое сопротивление теплопередаче:

, где  - коэффициент (СНиП 23-02-2003, таблица 4)

  1.  Конструкция перекрытия:

  1.  Параметры материалов перекрытия над техподпольем:

№ слоя

Материал слоя

Плотность

Теплопроводность

Толщина слоя

R=

м2*°С/Вт

1

Линолеум поливинилхлоридный на тканевой основе  

1800

0,38

0,005

0,013

2

Цементно-песчаный раствор

1800

0,93

0,02

0,0215

3

Теплоизоляционный слой – пенополистерол

125

0,064

0,22

3,43

4

Бетон

600

0,26

0,1

0,3846

5

Многопустотная ж/б плита

2500

2,04

0,22

0,1078

  1.  Определяем толщину утеплителя:

Принимаем толщину утеплителя 0,220 м =220 мм.

  1.  Определяем сопротивление теплопередаче перекрытия:

  1.  
  2.  Температурный перепад:

  1.  Толщина перекрытия:

Поскольку, условия соблюдаются, то принятая конструкция перекрытия является удовлетворительной.

2.4 Теплотехнический расчет окон и балконных дверей

  1.  Определяем градусо-сутки отопительного периода:

  1.  Определяем требуемое сопротивление теплопередаче:

, где  - коэффициент (СНиП 23-02-2003, таблица 4)

Принимаем: двухкамерный стеклопакет в одинарном переплете из обычного стекла (с межстекольным расстоянием 8мм)

2.5 Расчет коэффициента теплопередачи ограждения

Коэффициент теплопередачи представляет собой мощность теплового потока, проходящего от более нагретой среды к менее нагретой через 1 поверхности стенки за 1 час при разнице температур между средами 1ºС.

Таблица 1 – Расчет коэффициентов теплопередачи ограждений

п/п

Наименование ограждения

Условное обозначение

Толщина конструкции или слоя утеплителя,     

Сопротивление теплопередаче

Коэффициент теплопередачи

1

Наружная стена

НС

0,620

3,17

0,305

2

Чердачное перекрытие

ПТ

0,560

4,14

0,24

3

Перекрытие над подвалом

ПЛ

0,565

4,16

0,24

4

Наружное окно

ДО

0,6

1,77

5

Дверь

ДВ

1,056

0,946

  1.  Расчет теплопотерь помещений

Прежде чем приступить к расчету этих теплопотерь, предварительно необходимо:

- обозначить на планах этажей все отапливаемые помещения порядковыми номерами;

- выполнить по планам этажей и разрезам здания обмеры отдельных ограждений и вычислить затем их площадь .

Помещения нумеруют слева направо по часовой стрелке. Помещениям подвала присваиваются номера 01, 02 и далее; помещения первого этажа получают номера 101, 102 и далее; номера 201, 202 и далее присваиваются помещениям второго этажа и т.д. Лестничные клетки рассматривают как одно помещение и обозначают отдельно буквами А, Б и т.д.

Тепловой баланс помещения имеет вид:

, Вт                                                  (1)

где:  – общие теплопотери помещения или тепловая мощность отопительной установки помещения, Вт;

– тепловыделения в помещениях, Вт;

– теплопотери помещения, Вт.

Теплопотери помещения равны:

, Вт                                           (2)

где:  – теплопотери помещения через его ограждающие конструкции;   

– теплопотери на нагревание наружного воздуха, инфильтрирующегося через наружные ограждения.

3.1 Потери тепла через отдельные ограждения в помещении

Расходы теплоты  через отдельные ограждения в помещении определяются по формуле:

 Вт                    (3)

где:  - коэффициент теплопередачи ограждения, ;

- расчетная площадь поверхности ограждения, ;

– температура внутреннего воздуха, ;

–  температура наружного воздуха, ;

– коэффициент, учитывающий положение поверхности наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху, принимаем равным 1 для стен, дверей и окон, и 0,9 для потолка;

– коэффициенты, учитывающие добавочные теплопотери через ограждение, принимаем в зависимости от ориентации здания.

Добавочные теплопотери учитывают ориентацию ограждений по сторонам света:

– северо-запад, северо-восток, север и восток – β=0,1;

– запад и юго-восток – β=0,05;

– на юг и юго-запад – β=0;

Расчетную температуру tв внутреннего воздуха в угловых помещениях жилых зданий следует принимать на 2° выше, чем в остальных помещениях. Этим учитываются добавочные теплопотери через наружные ограждения угловых помещений.

Коэффициент теплопотери  в формуле (3) ограждения определяется по выражению:

                                       (4)

где:  – сопротивление теплопередаче ограждения, ;

Коэффициент теплопотери окон определяются повыражению:

                       (5)

3.2 Потери теплоты на нагревание наружного воздуха, инфильтрирующегося через наружные ограждения

Для жилых зданий с естественной вытяжной вентиляцией расход теплоты на нагревание инфильтрирующегося воздуха через наружные ограждения определяется по формуле:

Вт                    (6)

где    – расход удаляемого воздуха, не компенсируемый приточным воздухом: 3  на 1 площади жилых помещений и кухни; ;

– удельная теплоемкость воздуха, равная 1 ;

– коэффициент, учитывающий влияние встречного теплового потока в конструкциях;

– плотность наружного воздуха, равная 1,412;

3.3 Бытовые тепловыделения

Бытовые тепловыделения в комнатах и кухнях жилых домов определяются по формуле:

                                              (7)

где:  - теплопоступления на 1м2 площади пола помещений, принимаем

;

– площадь пола помещений , .

Рассмотрим пример расчета теплопотерь для комнаты 101:

Ограждающие конструкции:

- две наружные стены (НС),

- окно (ДО)

- пол (ПЛ).

Размеры стен принимаются:

  1.  Высота стен первого этажа от уровня чистого пола 1-го этажа до уровня пола 2-го этажа (h=2,4 м).
  2.  Высота стен промежуточного этажа между уровнем чистых полов данного и вышележащего этажей (h=3).
  3.  Высота стен верхнего этажа до уровня чистого пола (до линии пересечения внутренней поверхности наружной стены с верхней плоскостью чердачного перекрытия) (h=2,0м).
  4.  Длина наружных стен неугловых помещений между осями внутренних стен, а угловых помещений от угла до оси внутренних стен.

Площадь окон, дверей по наименьшим размерам строительных проемов в свету.

Площадь полов и потолков от внутренней поверхности наружных стен до оси внутренних стен.

Ориентация ограждений, коэффициенты, учитывающие добавочные теплопотери через ограждения в зависимости от ориентации ( и размеры ограждений известны:

НС        С       0,1      13,05

НС        В      0,1       9,96

ПЛ          -           -     10,29

Угловая комната с температурой внутреннего воздуха: ;

Температура наружного воздуха: ;

Коэффициенты теплопотерь:

для стен:

;

для окон:

;

Подставляя данные в формулу (3) получим соответствующие потери теплоты через отдельные ограждения:

НС    Вт

НС    Вт

ПЛ    Вт

Суммарные теплопотери для комнаты 101 будут составлять:

Подставляя данные в формулу (6) получим соответствующие потери теплоты на нагревание воздуха, инфильтрирующегося через наружные ограждения:

Вт

Подставляя данные в формулу (7) получим соответствующие бытовые тепловыделения:

Вт

В итоге получаем:

Вт

Вт

Аналогично выполняем расчет теплопотерь для других комнат и результаты расчетов заносим в таблицу 2.

 

  1.  Выбор системы отопления

В зависимости от места расположения источника теплоты различают центральные и местные системы отопления.

По виду теплоносителя, используемого для обогрева помещений, системы отопления подразделяются на водяные, паровые и воздушные.

Системы отопления могут быть  как с естественной, так и с искусственной циркуляцией теплоносителя.

Наиболее широкое распространение в настоящее время получили насосные водяные системы отопления. Они применяются в жилых, общественных, коммунальных и промышленных зданиях.

Паровые системы отопления могут применяться при соответствующем обосновании в промышленных и коммунально-бытовых зданиях.

Воздушные системы отопления наиболее удобны для больших помещений. Их применяют в производственных и общественных зданиях, сельскохозяйственных сооружениях, используя рециркуляцию воздуха или совмещая отопление с общеобменной приточной вентиляцией.

Присоединение насосных систем водяного отопления зданий к тепловым сетям осуществляется в тепловых пунктах.

Существуют три схемы присоединения систем водяного отопления к тепловым сетям:

- независимая схема;

- зависимая схема со смешением воды;

- зависимая прямоточная схема.

Выбор той или иной схемы определяется прежде всего как температурой горячей воды в тепловых сетях, так и температурой, с которой воду можно подавать в отопительные приборы.

В соответствии с требованиями санитарных норм в жилых и общественных зданиях температура воды, подаваемой в отопительные приборы, в большинстве случаев не должна быть выше 95 °С. При централизованном теплоснабжении горячая вода в тепловых сетях, как правило, имеет температуру 130 или 150 °С.

Системы водяного отопления большинства жилищно-коммунальных зданий (80-85%) в настоящее время присоединены и продолжают присоединяться к тепловым сетям по зависимой схеме со смешением воды с помощью водоструйного элеватора. При этом водоструйные элеваторы применяет только в зданиях не выше девяти этажей.

Зависимая схема присоединения системы отопления к тепловым сетям с использованием смесительного насоса применяется при недостаточной разности давлений теплоносителя в тепловом пункте или для осуществления местного качественного регулирования теплоотдачи отопительных приборов.

Зависимая прямоточная схема, обычно, находит применение в том случае, если вода в тепловой сети имеет температуру 95 °С. Вода с такой температурой обычно поступает от местной водогрейной котельной.

Зависимая прямоточная схема является самой простой и дешевой. По независимой схеме к тепловым сетям, как правило, присоединяются верхние зоны системы отопления в высотных зданиях.

В общем случае система водяного отопления включает в себя следующие элементы: тепловой пункт (или теплогенератор), магистральные теплопроводы, распределительные теплопроводы (стояки и ветви), подводки, отопительные приборы, расширительный бак, воздухосборники или воздушные краны, запорно-регулирующую арматуру.

По схеме соединения распределительных теплопроводов с отопительными приборами системы водяного отопления различает:

- однотрубные;

- двухтрубные;

- бифилярные.

В зависимости от положения распределительных трубопроводов системы водяного отопления бывают:

- вертикальные (со стояками)

- горизонтальные (с ветвями).

По месту расположения магистральных теплопроводов  (магистралей) системы водяного отопления различают:

- с верхней разводкой;

- с нижней разводкой;

- с опрокинутой циркуляцией воды.

По направлению движения воды в подающей и обратной магистралях системы водяного отопления бывают:

- с тупиковым (встречным)

- с попутным (в одном направлении) движением воды в магистралях.

В настоящее время преимущественное распространение получили насосные однотрубные и бифилярные системы водяного отопления.

Вертикальные однотрубные системы рекомендуются для зданий, имеющих три этажа и более.

Однотрубные системы с верхней разводкой устраивают в зданиях с чердаками. В этом случае удаление воздуха из системы осуществляется централизовано вне помещений.

Однотрубные системы с нижней разводкой (с П-образными стояками) применяют в бесчердачных зданиях с техническими подпольями и подвалами. Удаление воздуха из этих систем осуществляется через воздушные краны, устанавливаемые в пробках верхних радиаторов и в верхних точках стояков с конвекторами.

Однотрубные системы с опрокинутой циркуляцией воды устраивают преимущественно в зданиях повышенной этажности (десять этажей и более), в зданиях с обогреваемыми чердачными помещениями (с "теплыми" чердаками) или верхними техническими этажами. В таких системах рекомендуется применять отопительные приборы с греющими элементами из стальных труб (например, конвекторы).

В вертикальных однотрубных системах водяного отопления стояки (как и приборные узлы) применяются трех типов: проточные, с замыкающими участками и проточно-регулируемые.

Системы отопления с проточными стояками являются наиболее экономичными. Они применяются в тех случаях, когда индивидуальное регулирование теплоотдачи отопительных приборов не обязательно. В жилых зданиях проточные стояки могут устанавливаться в лестничных клетках и в ванных. В жилых комнатах этих зданий проточные стояки можно предусматривать при установке в них конвекторов с воздушными регулирующими клапанами.

Системы отопления с проточно-регулируемыми стояками предусматриваются в тех случаях, когда необходимо индивидуальное регулирование теплоотдачи отопительных приборов.

Стояки с замыкающими участками применяют вместо проточно-регулируемых, в тех случаях, когда требуется уменьшить потери давления в приборных узлах, несмотря на относительное увеличение площади нагревательной поверхности приборов.

Горизонтальные однотрубные системы рекомендуется применять в протяженных зданиях, в зданиях с ленточным остеклением, в зданиях, у которых  каждый этаж имеет различное технологическое назначение иди свой тепловой режим.

Бифилярные системы с горизонтальными пофасадными ветвями наиболее часто применяются в производственных и сельскохозяйственных зданиях.

Вертикальные насосные двухтрубные системы с нижней разводкой могут применяться в зданиях, имеющих более двух-трех этажей и в зданиях, состоящих из разноэтажных частей.

Двухтрубные системы с верхней разводкой можно устраивать в малоэтажных зданиях (один - два этажа), особенно при естественной циркуляции воды. Такие системы используются для квартирного отопления при радиусе действия по горизонтали не более 15 м.

Вертикальные системы отопления многоэтажных зданий рекомендуется применять с тупиковым движением воды в магистральных теплопроводах. При такой схеме движения воды сокращается длина и уменьшается диаметр магистралей.

Принимаем: центральную систему отопления с водяным теплоносителем, используемым для обогрева помещения. Систему отопления с естественной циркуляцией теплоносителя.

Схему присоединения системы водяного отопления к тепловым сетям применяем без смешения воды по прямоточной схеме.

По схеме соединения распределительных теплопроводов с отопительными приборами систему водяного отопления принимаем однотрубную.

В зависимости от положения распределительных трубопроводов систему водяного отопления принимаем вертикальную (со стояками).

По месту расположения магистральных теплопроводов (магистралей) систему водяного отопления принимаем с верхней разводкой.

  1.  Тепловой расчет отопительных приборов

Цель теплового расчета отопительных приборов - это определение площади их наружной поверхности, обеспечивающей передачу необходимого количества теплоты от теплоносителя в помещения.

Тепловой расчет приборов проводят после того как определены теплопотери помещений, выбрана система отопления и тип отопительных приборов, проведено их размещение в помещениях.

Тепловой расчет отопительных приборов выполняют в следующей последовательности:

  1.  Рассчитывается теплоотдача открыто проложенных в пределах помещения труб стояка и подводок, к которым непосредственно присоединены приборы:

 Вт                                    (8)

где:  и  – теплоотдача 1 вертикальных и горизонтальных труб, принимается исходя из диаметра и положения труб, а также разности температур теплоносителя при входе его в рассматриваемое помещение, Вт/м;

 и  – длина вертикальных и горизонтальных труб в пределах помещения, м;

  1.  Определяем необходимую теплопередачу прибора в рассматриваемом помещении:

Вт                                     (9)

где:  – теплопотребность помещения, принимается из расчета теплопотерь помещений, Вт

  1.  Подсчитываем тепловую нагрузку всего стояка:

 Вт                                          (

  1.  Находится расход теплоносителя через стояк:

где:  - удельная массовая теплоемкость воды, равная 4,187 ;

– расчетная температура горячей воды, поступающей в систему отопления (по заданию), ;

– расчетная температура охлажденной воды, уходящей из системы отопления (по заданию), ;

– поправочные коэффициенты, принимаемые соответственно 1,035 и 1,02;

  1.  Определяем среднюю температуру воды  в отопительном приборе для однотрубной системы отопления:

где:  – суммарная теплопотребность части помещения обслуживаемой стояком, которая расположена до понижения с рассматриваемым прибором (по ходу движения воды), Вт;

– коэффициент затекания воды в отопительный прибор, принимаемый по таблице 3.9.3 Староверова. В процессе выполнения гидравлического расчета  уточняется, при несовпадении принятого и расчетного значений расчет повторить.

– поправочные коэффициенты, принимаемые соответственно 1,035 и 1,02;

– суммарное понижение температуры воды на участке подающей магистрали от теплового пункта до рассматриваемого стояка, определяется из выражения:

где:  - длина рассматриваемого участка, м;

  1.  Определяем расход теплоносителя  через отопительный прибор:

                                          (14)

  1.  Вычисляем поверхностную плотность теплового потока отопительного прибора:

где:  – номинальная плотность теплового потока, Вт/м (для отопительных приборов типа МС 140-96  Вт/м);

 - показатели степени и поправочный коэффициент, принимаемые соответственно 1; 0,3; 0;

– расход теплоносителя через отопительный прибор, ;

– температурный напор для рассматриваемого отопительного прибора, определяемый по формуле:

                                           (16)

где:  – расчетная температура внутреннего воздуха в помещении, ;

  1.  Определяем расчетную площадь наружной поверхности отопительного прибора:

                                          (17)

где:  - теплоотдача отопительного прибора, Вт;

– плотность теплового потока отопительного прибора, Вт/м;

  1.  Определяем количество секций чугунных радиаторов:

                                          (18)

где:  - площадь наружной поверхности одной секции чугунного радиатора,  (для отопительных приборов типа РСГ2 );

Рассмотрим пример расчета отопительных приборов для комнат 101:

Вт

 Вт                                    

Вт                                     

 Вт

 

 

.

Аналогично выполняем расчет отопительных приборов для других комнат  и этажей и результаты расчетов заносим в таблицу 3.

6. Гидравлический расчет системы водяного отопления

Задача гидравлического расчета состоит в обоснованном определении и выборе экономичных диаметров труб с учетом принятых перепадов давлений и расходов теплоносителя. Перед началом выполнения гидравлического расчета необходимо вычертить схему системы отопления в аксонометрической проекции. На схеме указывается расположение запорной арматуры, компенсаторов, воздухосборников и другого вспомогательного оборудования, создающего сопротивление движению воды. Если система отопления подсоединяется к наружным сетям через смесительную установку или теплообменник, то на схеме необходимо показать их обвязку с арматурой.

На каждом приборе необходимо поставить его тепловую нагрузку. После этого необходимо определить и поставить нагрузку у стояков, предварительно их пронумеровав. Затем по схеме в системе отопления выявляют циркуляционные кольца и выделяют среди них основное и второстепенное кольца. Эти кольца разбивают на расчетные участки. Расчетные участки нумеруют, начиная от теплового пункта до удаленного стояка подающей магистрали и затем от расчетного стояка по обратной магистрали до теплового пункта. Расчетный участок – это отрезок трубопровода постоянного диаметра, в пределах которого расход теплоносителя не изменяется.

На схеме системы отопления выявляют ее основное и второстепенное циркуляционные кольца. В качестве основного циркуляционного кольца в вертикальной однотрубной системе с попутным движением воды в магистралях принимается кольцо через один из средних наиболее нагруженных стояков и наиболее удаленных от теплового пункта. Второстепенные циркуляционные кольца - это те кольца, которые проходят через промежуточные (нехарактерные) стояки системы отопления.

Гидравлический расчет системы водяного отопления начинают с вычисления расчетного циркуляционного давления по формуле:

, Па                                            (19)

где:  – расчетное циркуляционное давление, Па;

– давление, создаваемое циркуляционным насосом, Па;

  естественное циркуляционное давление, Па;

Давление, создаваемое циркуляционным насосом определяем по формуле:

Па                                           (20)

где:  - длина всего циркуляционного кольца, м;

Естественное давление определяем по формуле:

, Па                                       (21)

где:   - естественное циркуляционное давление, возникающее в расчетном кольце системы вследствие охлаждение воды в отопительных приборах, Па;

– естественное циркуляционное давление, возникающее в расчетном кольце вследствие охлаждения воды в трубах, Па;

Значение величины  определяется по формуле:

где:  - среднее приращение плотности при понижении ее температуры на 1,   (при  );

- ускорение свободного падения, ;

- тепловая нагрузка стояка, Вт;

– тепловая нагрузка i-го прибора, Вт;

- вертикальное расстояние от условного центра охлаждение воды в приборе до центра его нагревание в системе, м;

– расчетная температура, соответственно, горячей и обратной воды, ;

Значение величины  определяется по формуле:

где:  – температура воды, соответственно, в начале и конце i-того участка, ;

В насосных системах допустимо не учитывать давление, если оно составляет менее 0,10∙.

6.1 Гидравлический расчет системы водяного отопление по удельной линейной потери давления

  1.  На расчетных участках основного циркуляционного кольца определяют расход воды по формуле:

где:  - тепловая нагрузка участка, определяется путем суммирования тепловых нагрузок последующих участков, Вт;

  1.  Вычисляют среднее ориентировочное значение удельной линейной потери на трение:

где:  - длина всего циркуляционного кольца, м;

- расчетное циркуляционное давление, Па;

  1.  По полученным значениям  и , используя таблицы приложения определяем условный диаметр труб  на участках и по значению расходов воды определяем скорость движения воды в них . Внутренний диаметр труб на участках основного циркуляционного кольца и скорость движения воды в них также можно найти по формулам:

где:  - средняя плотность воды на участке, ;

– коэффициент гидравлического трения;

Далее по полученным данным также по приложениям или по формуле (29) определяем удельную линейную потерю давления и вычисляют произведение , где  - длина расчетного участка.

При подборе диаметра труб необходимо иметь ввиду, что скорость движения воды в вертикальных трубопроводах рекомендуется принимать не менее 0,2-0,25 м/с, а в наклонных и горизонтальных - не менее 0,10-0,15 м/с и не более 1,2 м/с.

  1.  Потери давления в местных сопротивлениях участка определяются по формуле:

где:  - сумма коэффициентов потерь давления в местных сопротивлений на участках (крестовинах, тройниках, отводах, задвижках и т.д.)

  1.  Общие потери давления в основном циркуляционном кольце равны:

При расчете основного кольца необходимо предусматривать запас давления на неучтенные потери в размере до 10% расчетного циркуляционного давления:

Запас (невязка) циркуляционного давления вычисляется по формуле:

Пример:

  Выбираем основное циркуляционное кольцо, проходящее через стояк №11. Кольцо делится на 21 участок.

Для 1 участка:

Q=78236,8 ВТ, выписываем из таблицы 2.

вычисляем по формуле (19) и получаем  Па.

G= кг/ч, вычисляем по формуле (24)

Rср=39,09 Па/м, вычисляем по формуле (25).

По таблицам подбираем диаметр 50, скорость 0,278 м/с , R=22 Па/м.

Местные потери на 1 участке:

Отвод 90° - 0,5

Тройник – 5,525

Местные потери и потери на трение суммируются.

В конце считаем невязку, она должна быть не более 15%.

  Выбираем второстепенное циркуляционное кольцо, проходящее через стояк №10.

Кольцо делится на 26 участков.

Для 4 участка:

Q=28295,8 ВТ выписываем из таблицы 2.

вычисляем по формуле (19) и получаем  Па.

G=810,5 кг/ч, вычисляем по формуле (24)

Rср=39,4 Па/м, вычисляем по формуле (25).

По таблицам подбираем диаметр 40, скорость 0,162 м/с, R=10 Па/м.

Местные потери на 4 участке:

Тройник – 1,96

Местные потери и потери на трение суммируются.

В конце считаем невязку, она должна быть не более 15%.

Результаты заносим в таблицу 4.

Расчет основного циркуляционного кольца:

  Q главного стояка определяется как сумма Qст. всех стояков.

Q=76236,8 Па;

Расход воды на главном стояке определяется:

Расчет второстепенного циркуляционного кольца:

  Рассчитываем второстепенное циркуляционное кольцо до наиболее загруженного стояка.

  Вычисляем циркуляционное давление для рассматриваемого стояка.

Запас (невязка) циркуляционного давления:

В результате расчета должно выполняться:

Все условия выполняются.

Результаты гидравлических расчетов основного и второстепенного циркуляционных колец заносим в таблицу 4.

Список литературы:

1. СНиП 11-3-79", Строительная теплотехника/Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986.-32 с.

2. СНиП 2.04.05-91*, Отопление, вентиляция и кондиционирование/ Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1987.-64 с.

3. СНиП 2.01.01-99, Строительная климатология и геофизика/Госстрой России. -М.: Стройиздат, 2000.-136 с.

4. Еремкин А.И, “Отопление и вентиляция жилого здания”,- А.И. Еремкин. Издательство АСВ, Москва 2003-129с.

5. Тихомиров К.В, Теплотехника,  теплогазоснабжение  и вентиляция. Тихомиров К.В. Сергеенко  Э.С.  учебник для вузов.- 4-е изд., перераб. и доп.-М.: Стройиздат, 1991.-480 с.

6. В.Н. Богославский, А.Н. Сканави, Отопление: учебник для вузов.-М.: Стройиздат, 1991.-735с.





 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

53973. Основные этапы развития научных представлений о культуре. Актуальность культурологических исследований 37.5 KB
  Традиция исследования феномена, называемого культурой, насчитывает многие столетия. В философии Древнего Мира значительное место занимает рассмотрение проблем морали, религии, искусства, бытия личности; в античной философии появился термин «культура».
53974. Lesen 256 KB
  Wir beginnen unsere Stunde. Aber ich möchte sagen, dass wir heute eine ungewöhnliche Stunde haben. Wir haben heute viele Gäste. Das sind Deutschlehrer und ich möchte meine geehrte Kolegen herzlich in unserer Schule begrüßen. Unser heutiges Thema heißt...
53975. Lesen. Unsere beliebten Buchhelden 65.5 KB
  Heute sprechen wir zum Thema „Lesen. Unsere beliebten Buchhelden“. Wir werden lesen; hören, verschiedene Testaufgaben machen, über unsere beliebten Buchhelden erzählen.
53976. Леся Українка – геніальна донька українського народу. Життя і творчість великої поетеси. Л.Українка «Давня весна» 1.03 MB
  Ми будемо говорити про життєвий і творчий шлях письменниці, яку знає і шанує весь світ. Саме ім’я Леся Українка – наче символ України. Воно викликає в нас світлі почуття радості від зустрічі з талановитою людиною, яка настільки любила свій народ, що взяла собі псевдонім Українка.
53977. Career Prospects 54 KB
  Think about the generations and to say we want to make it a better place for our children and our children's children. So that they know it's a better world for them; and think if they can make it a better place.
53978. Mother’s Day 64.5 KB
  Tape recorder, cassette, large sheet of plain paper for each group, card in a form of sun, photos of kids and their mothers, poster with the quiz, pictures of famous people, cards with sayings and proverbs.
53979. Розвиток мовлення. Переказ 57.5 KB
  Мета: вчити учня розповідати в усній і писемній формі про те, що бачив, про що читав, що знає, добирати для розповіді найбільш вдалі слова, удосконалювати навички використання іменників різних відмінків у зв’язному мовленні.