Отопление жилого здания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Вологодский государственный технический университет»

Кафедра теплогазоснабжения и вентиляции

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Дисциплина: «Системы теплопотребления производственных зданий»

Наименование темы: «Отопление жилого здания»

Выполнила: Рычкова А.О.

Группа: СТЭ-31

Проверил: Корюкин С.И.

Вологда 2013 г.

ВВЕДЕНИЕ

В данном курсовом проекте необходимо запроектировать систему отопления жилого пятиэтажного здания в городе Краснодар. Рассмотреть вопросы, связанные с расчетом, монтажом и эксплуатацией системы водяного отопления с нижней разводкой магистралей. В настоящей курсовой работе рассчитана местная система отопления трёхэтажного жилого здания.

В настоящей курсовой работе рассчитана местная система отопления трёхэтажного жилого здания.

1. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ НАРУЖНЫХ ОГРАЖДЕНИЙ

1.1 РАСЧЕТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ВОЗДУХА

В соответствии с заданием на проект из СНиП 23-01-1999(2003) “Строительная климатология” выписываю климатические данные района строительства: расчетную температуру наружного воздуха для проектирования отопления tн.о= -19°С, среднюю температуру наружного воздуха за отопительный период tн.ср=2°С, продолжительность отопительного периода nо=149 сут/год. Расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления tн.о принимается равной температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92.

Температура внутреннего воздуха tвн для жилых зданий согласно СНиП 2.08.01-89 принимается в зависимости от расчетной температуры наружного воздуха для проектирования отопления. В районах с температурой наиболее холодной пятидневки tн.о=-19°С и выше в жилых комнатах принимается tвн=20°С. Для угловых жилых помещений температура внутреннего воздуха принимается на 2°С выше указанных значений. Температура внутреннего воздуха принимается: для кухонь, туалетов, коридоров tвн=18С, для лестничной клетки tвн=16С.

1.2 Определение сопротивлений теплопередачи наружных ограждений

Фактическое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций Rо должно быть не менее требуемого значения Rсгтреб.

Rоттреб принимается равной большему значению одной из двух величин: сопротивления Rсгтреб, определяемого исходя из санитарно-гигиенических условий по формуле, и сопротивления Rэнтреб, принимаемого по условиям энергосбережения по таблице 1 в зависимости от градусо-суток (ГСОП), вычисляемых по формуле

Rсгтреб=(tвн-tн.о)n/(внtн)

ГСОП = (tвн - tот.п)zот.п

где tвн - расчетная температура внутреннего воздуха, С; tн.о - расчетная температура наружного воздуха, С; n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху; для наружных стен и покрытий n = 1,0; для чердачных перекрытий n = 0,9; для перекрытий над неотапливаемыми подвалами n = 0,6; вн- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, вн= с7,5; с- коэффициент, учитывающий единицы измерения тепловой мощности Q, в кДж/ч, с = 4,19; tн- нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции; tот.п, zот.п - средняя температура С, и продолжительность, сут, отопительного периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8С.

Применяем тройное остекление, так как ГСОП = 2682 °С*сут

1.3 ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ НАРУЖНОЙ МНОГОСЛОЙНОЙ СТЕНЫ ЖИЛОГО ЗДАНИЯ

Рис.1. Наружная многослойная стена

1. Ограждающая конструкция жилого здания, состоящая из четырёх слоёв: раствора цементно-песчаного толщиной =0,02 м; кирпича силикатного на цементно-песчаном растворе толщиной =0,38 м; слоя утеплителя из пенополистерола =40 толщиной =0,1 м; облицовки из гранита толщиной =0,15 м.

2. Район строительства - г. Краснодар.

3. Влажностный режим помещения - нормальный.

4.Согласно прил.1, г. Краснодар находится в сухой зоне влажности, влажностный режим нормальный, следовательно, рассчитываемая ограждающая конструкция будет эксплуатироваться в условиях А.

5. Значение теплотехнических характеристик и коэффициентов в формулах:

= -19 с обеспеченностью 0,92;

= 2;

=149 сут;

=20;

=0,93;

=0,87;

=0,05;

=3,49 ;

=8,7 ;

=4,0 ;

=1,0;

=23 ;

Выполнение расчета:

1. Первоначально определяем требуемое сопротивление теплопередаче по формуле:

2. Рассчитаем градусо-сутки отопительного периода по формуле:



3. Величина сопротивления теплопередаче ограждения с учётом энергосбережения с учётом прил. Б равна

4.Сравнивая сопротивления теплопередаче ограждения, принимаем для дальнейших расчетов большее значение, т.е.

5. На основании условия и формулы определяем предварительную толщину утеплителя из плиты минераловатной:

Принимаем общую толщину утеплителя.

6. Уточняем общее фактическое сопротивление теплопередаче для всех слоёв ограждения по выражению:

Таким образом, условие теплотехнического расчёта выполнено, так как .

7. Коэффициент теплопередачи для данной ограждающей конструкции определяем по уравнению:



Толщина стены 0,52м

1.5 ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ НАРУЖНОГО ПОКРЫТИЯ ЖИЛОГО ЗДАНИЯ

1. Ограждающая конструкция, совмещенное многослойное покрытие - железобетонная плита шириной 1,4 м объемным весом =2500 и толщиной =0,25 м; битумная мастика =0,003 м; плита минераловатная ЗАО «Минеральная вата» с =125 и =0,34 м; раствор цементно-песчаный толщиной =0,05 м; гидроизоляция - рубероид с =600 и =0,009 м.

Рис.2. Конструкция покрытия жилого здания с неоднородным элементом.

2. Район строительства - г. Краснодар.

3. Влажностный режим помещения - нормальный.

4. Согласно прил.1, г. Краснодар находится в сухой зоне влажности, влажностный режим нормальный, следовательно, рассчитываемая ограждающая конструкция будет эксплуатироваться в условиях А.

5.Значение теплотехнических характеристик и коэффициентов в формулах:

= -19 с обеспеченностью 0,92;

= 2;

=149 сут;

=20;

=1,92 ;

=0,27 ;

=0,064 ;

=0,76 ;

=0,17 ;

=8,7 ;

=3,0 ;

=1,0;

=23 ;

Выполнение расчета:

1. Расчитаем требуемое общее термическое сопротивление теплопередаче покрытия:.

2. Определим градусо-сутки отопительного периода по формуле:

.

3. Величина сопротивления теплопередаче ограждения с учетом энергосбережения с учетом прил.2 равна

4.Сравнивая сопротивления теплопередаче ограждения, принимаем для дальнейших расчетов большее, т.е. .

5.Находим термическое сопротивление теплопередаче железобетонной конструкции многопустотной плиты по формуле. Для упрощения круглые отверстия - пустоты плиты диаметром 150 мм - заменяем равновеликими по площади квадратными со стороной:

,

.

6. Термическое сопротивление теплопередаче плиты вычисляем отдельно для слоев, параллельных А-А, Б-Б и В-В и перпендикулярных, Г-Г, Д-Д и Е-Е движению теплового потока.

7.Термическое сопротивление плиты , , в направлении, параллельном движению теплового потока, вычисляем для трех характерных сечений (А-А, Б-Б,В-В).

В сечении А-А (два слоя железобетона суммарной толщиной =0,116 м с коэффициентом теплопроводности и воздушная прослойка =0,134 м с термическим сопротивлением ) термическое сопротивление составит:

.

В сечении Б-Б (слой железобетона =0,25 м с коэффициентом теплопроводности ) термическое сопротивление составит:

.

В сечении В-В (два слоя железобетона суммарной толщиной =0,184 м с коэффициентом теплопроводности и воздушная прослойка =0,066 м с термическим сопротивлением ) термическое сопротивление составит:

Затем получим следующее по уравнению:

.

Площадь слоев в сечении А-А равна .

Площадь слоев в сечении Б-Б равна .

Площадь слоев в сечении В-В равна .

Термическое сопротивление плиты , , в направлении, перпендикулярном движению теплового потока, вычисляют для трех характерных сечений (Г-Г, Д-Д, Е-Е).

Для сечения Г-Г и Е-Е (два слоя железобетона):

==0,058+0,058=0,116 с .

.

Для сечения Д-Д термическое сопротивление составит:

.

Площадь воздушных прослоек в сечении Д-Д равна .

Площадь воздушных прослоек в сечении Д-Д равна .

Площадь слоев из железобетона в сечении Д-Д равна .

Термическое сопротивление воздушной прослойки в сечении Д-Д с =0,134 м равно .

Термическое сопротивление воздушной прослойки в сечении Д-Д с =0,066 м равно .

Термическое сопротивление слоя железобетона в сечении Д-Д =0,066 с :

.

Затем определяем величину

Полное термическое сопротивление железобетонной конструкции плиты определяется из уравнения:

.

8. На основании условия и формулы определяем предварительную толщину утеплителя:

Принимаем общую толщину утеплителя

9. Уточняем общее фактическое сопротивление теплопередаче для всех слоев ограждения по выражению:



Таким образом, условие теплотехнического расчета выполнено, так как .

10. Коэффициент теплопередачи для данной ограждающей конструкции определяем по уравнению:

.

1.6 ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИИ ПОЛОВ НАД ПОДВАЛОМ ЗДАНИЯ

Рис.3. Конструкция пола над подвалом здания

1.Многослойная конструкция: железобетон с =2500 и =0,22 м; раствор цементно-песчаный толщиной =0,03 м; утеплитель - перлитопластбетон с =200 толщиной =0,08 м; паркет из дуба толщиной =0,02 м

2.Район строительства - г. Краснодар.

3.Влажностный режим помещения - нормальный.

4.г. Вологда находится в сухой зоне влажности, влажностный режим нормальный, следовательно, рассчитываемая ограждающая конструкция будет эксплуатироваться в условиях А.

5.Значение теплотехнических характеристик и коэффициентов в формулах:

=-19 с обеспеченностью 0,92;

= 2;

=149сут;

=20;

=1.92 ;

=0,76 ;

=0,06 ;

=0,18 ;

=8,7 ;

=2,0 ;

=0,75;

=12 ;

Выполнение расчета:

1. Задаемся конструкцией перекрытия над подвалом и определяем требуемое термическое сопротивление по уравнению:

2.Определим градусо-сутки отопительного периода по формуле:

3. Величина сопротивления теплопередаче ограждения с учётом энергосбережения с учётом прил.2 равна

4.Сравнивая сопротивления теплопередаче ограждения, принимаем для дальнейших расчетов большее значение, т.е

5.На основании условия и формулы определяем предварительную толщину утеплителя:

Принимаем общую толщину утеплителя.

6. Уточняем общее фактическое сопротивление теплопередаче для всех слоёв ограждения по выражению:

Таким образом, условие теплотехнического расчёта выполнено, так как .

7.Коэффициент теплопередачи многослойного перекрытия над подвалом определяем по формуле:

1.7 ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СВЕТОВОГО ПРОЕМА ЗДАНИЯ

1. Здание жилое.

2. Район строительства - г. Краснодар.

3. Значение теплотехнических характеристик и коэффициентов в формулах:

=-19 с обеспеченностью 0,92;

=149сут;

=20;.

Выполнение расчета:

1.Определяем с учетом прил.2 для световых проемов требуемое сопротивление теплопередаче по формуле.

2.По значению выбираем конструкцию окна с приведенным сопротивлением теплопередаче , , при условии .

Таким образом, по прил.3 принимаем окно с однокамерным остеклением из стекла с твердым селективным покрытием с фактическим сопротивлением теплопередаче .

Для принятой конструкции светового проёма коэффициент теплопередаче определяется по уравнению:

.

1.8 ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ НАРУЖНОЙ ДВЕРИ ЗДАНИЯ

1.Здание жилое.

2.Район строительства - г. Вологда.

3. Значение теплотехнических характеристик и коэффициентов в формулах:

=-32 с обеспеченностью 0,92;

=231 сут;

= -4,1;

=8,0 ;

=4,0 ;

=1;

Выполнение расчета:

1.Фактическое общее сопротивление теплопередаче наружных дверей можно найти из выражения:

.

Коэффициент теплопередачи наружных дверей вычисляется аналогичным способом по уравнению:

.

водоструйный многослойный система отопление

2. ТЕПЛОВАЯ МОЩНОСТЬ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ

2.1 Определение расчётных тепловых потерь через наружные ограждения

При определении потерь теплоты помещениями учитываются основные и добавочные потери теплоты через ограждения Qосн, расход теплоты на нагревание инфильтрующегося в помещение наружного воздуха Qинф, бытовые тепловыделения в жилые комнаты и кухни Qбыт.

Основные и добавочные потери теплоты через ограждающие конструкции помещений определяются по формуле

Qосн=F/Rо(tвн-tн.о)(1+)n

где F - расчетная площадь ограждающей конструкции, м2; Ro - сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции; tвн - расчетная температура внутреннего воздуха помещений; tн.о - температура наружного воздуха для проектирования отопления; n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху; - коэффициент, учитывающий добавочные потери теплоты в долях от основных потерь.

Если в наружной стене имеются окна, балконные двери или входная дверь, то при определении площади наружной стены необходимо вычесть суммарную площадь световых проемов и дверей. Линейные размеры ограждений следует определять с точностью до 0,1м. Площадь ограждений определяется с точностью до 0,1 м2.

Добавочные потери теплоты через ограждающие конструкции помещений принимаются в долях от основных потерь:

в помещениях любого назначения для наружных вертикальных и наклонных стен, дверей и окон, обращенных на север, восток, северо-восток и северо-запад - в размере 0,1;на юго-восток и запад - 0,05; в угловых помещениях дополнительно по 0,05 на каждую стену, дверь и окно, если одно из ограждений обращено на север, восток, северо-восток и северо-запад и 0,1 в других случаях;

при наличии 2-х и более стен, когда происходит наложение температурных полей и на стыке - 0,05;

на врывание холодного воздуха через наружные двери (за исключением балконных дверей) - 4,05.

2.2 Определение общих тепловых потерь с учётом инфильтрации и теплопоступлений в помещении

Потери теплоты на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха необходимо определять, учитывая два вида поступлений воздуха в помещения:

1. Потери через неплотности в наружных ограждениях в результате действия теплового и ветрового давления Qинф1, Вт;

2. Потери вследствие дебаланса между нормируемыми величинами воздухообмена по притоку и вытяжке Qинф2, Вт.

За расчетные потери теплоты на инфильтрацию наружного воздуха следует принимать большее из полученных значений Qинф1 и Qинф2.

Потери теплоты на инфильтрацию наружного воздуха через неплотности в наружных ограждениях жилых зданий Qинф1 определяются по формуле :

Qинф1= 0,24сG(tвн-tн.о)k

где с - коэффициент, учитывающий единицы измерения потерь теплоты Q, равный 4,19; G -количество инфильтрующегося воздуха, кг/ч, через ограждающие конструкции помещения; k - коэффициент, учитывающий влияние встречного теплового потока; k= 0,7 для стыков панелей стен и окон с тройными переплетами.

В курсовом проекте количество инфильтрующегося воздуха в помещение через неплотности наружных ограждений можно определить по величине нормативной воздухопроницаемости Gн для окон и балконных дверей жилых зданий

G = GнF

где Gн - нормативная воздухопроницаемость для окон и балконных дверей, Gн= 6 кг/(м2ч); F - расчетная площадь окон и балконных дверей в м2.

Количество теплоты, необходимое для нагревания инфильтрующегося воздуха, поступающего в жилые комнаты при естественной вытяжной вентиляции Qинф2 определяется по формуле

Qинф2= 0,24сLвн(tвн-tн.о) k

где вн - плотность воздуха в помещении, кг/м3; L - количество удаляемого воздуха, м3/ч; для жилых зданий удельный нормативный расход принимается равным 3 м3/ч на 1м2 площади жилых помещений, т. е.

L=3 Fплз

где Fплз- полезная площадь пола жилой комнаты, м2.

Общие потери теплоты помещениями уменьшаются на величину теплового потока, регулярно поступающего от электрических приборов, освещения и людей; при этом тепловой поток, поступающий в комнаты и кухни жилых домов принимается из расчета 8,6 ккал/ч (10 Вт) на 1 м2 пола:

Qбыт= 10Fпл, Вт

Потери теплоты помещением определяются по формуле :

Qпом= Qосн+ Qинф- Qбыт., Вт

Результаты расчета приводим в таблице 1.

Таблица 1

№ помещения	Наименование и t,	Наименование	Ориентация по сторонам света	Размер, м	Площадь, м2	Коэффициент теплопередачи ограждения K,	Расчетная разность температур t,	Потери на ориентацию по сторонам света	Коэффициент (1+??)	Основные теплопотери, Q0,Вт	Основные и добавочные теплопотери Q,Вт	Теплопотери помещения
114	Жилая комната t=18 C	НС	Ю	2,5*3,85	9,63	0,35	37	0	1	38	98	436
		ОТ	Ю	1,5*1,4	2,1	0,7	37	0	1	54	54
		ПЛ		4,4*2,5	11	0,23	27,75		1	70	70
214	Жилая комната t=18 C	НС	Ю	2,5*3,3	8,25	0,35	37	0	1	80	80	418
		ОТ	Ю	1,5*1,4	2,1	0,7	37	0	1	54	54
		ПЛ		3,8*3,3	11	0,23	27,75		1	70	70
314	Жилая комната t=18 C	НС	Ю	2,5*3,6	9	0,35	37	0	1	89	89	427
		ОТ	Ю	1,4*1,5	2,1	0,7	37	0	1	54	54
		ПЛ		5*3,1	14	0,204	27,75		1	70	70
		НС	Ю	3,75*3,85	14,4	0,35	41	0	1	150	150	1371
113	Жилая комната, угловая t=22 C	НС	В	6,5*3,85	25	0,35	41	0,1	1,1	329	362
		БД	Ю	0,8*2,2	1,76	0,23	41	0	1	131	131
		ОТ	Ю	1,5*1,4	2,1	0,7	41	0	1	60	60
		ПЛ		3,3*5,7	18,8	1,8	30,8		1	128	128
213	Жилая комната, угловая t=22 C	НС	Ю	3,75*3,3	12,4	0,35	41	0	1	122	122	1287
		НС	В	6,5*3,3	21,5	0,35	41	0,1	1,1	133	146
		БД	Ю	0,8*2,2	1,76	1,8	41	0	1	131	131
		ОТ	Ю	1,4*1,5	2,1	0,7	41	0	1	60	60
		ПЛ		3,3*5,7	18,8	0,23	30,8		1	128	128
313	Жилая комната, угловая t=22 C	НС	Ю	3,75*3,6	13,5	0,35	41	0	1	138	138	1712
		НС	В	6,5*3,6	23,4	0,35	41	0,1	1,1	295	325
		БД	Ю	0,8*2,2	1,76	1,8	41	0	1	131	131
		ОТ	Ю	1,4*1,5	2,1	0,7	41	0	1	60	60
		ПЛ		3,3*5,7	18,8	0,23	30,8		1	517	517
115	Кухня,t=18	НС	Ю	2,7*3,85	10,4	0,35	37	0	1	107	107	331
		ОТ	Ю	1,4*1,5	2,1	0,7	37	0	1	54	54
		ПЛ		2,7*1,9	5,13	0,23	37		1	37	37
215	Кухня,t=18	НС	Ю	2,7*3,3	8,9	0,35	37	0	1	88	88	323
		ОТ	Ю	1,5*1,4	2,1	0,7	37	0	1	54	54
		ПЛ		2,7*1,9	5,13	0,23	37		1	37	37
15	Кухня,t=18	НС	Ю	2,7*3,6	9,7	0,35	37	0	1	99	99	413
		ОТ	Ю	1,5*1,4	2,1	0,7	37	0	1	54	54
		ПТ		2,7*1,9	5,13	0,23	37		1	127	127
	Лестничная клетка	ОТ	Ю	1,4*1,5	2,1	1,67	35	0,1	1,1	123	135	3181
		ОТ	Ю	1,4*1,5	2,1	1,67	35	0,1	1,1	123	135
		ПТ	Ю	2,5*4,6	11,5	0,72	35		1	290	290
		НС	Ю	10,75*4,6	49,45	035	35	0,1	1,1	606	666
		НД	Ю	1,8*2,0	3,6	1,21	35	4,05	5,05	153	770
		ПЛ1		2,5*4,6	11,5	0,72	35		1	290	290
114	Жилая комната	436	795	110	1121	1,02	1,04	1189
214	Жилая комната	418	795	110	1103	1,02	1,04	1170
314	Жилая комната	427	795	110	1112	1,02	1,04	1178
113	Угловая комната	1371,8	539,6	188	1123,4	1,02	1,04	1192	3451	119
213	Угловая комната	1286,7	539,6	188	1638,3	1,02	1,04	1740
313	Угловая комната	1711,5	539,6	188	2063,1	1,02	1,04	2189
115	Кухня	331,4	132,8	51,3	435	1,02	1,04	438	1334	46
215	Кухня	322,7	132,8	51,3	381	1,02	1,04	427
315	Кухня	413,4	132,8	51,3	441	1,02	1,04	525
101	Лестничная клетка	3181	795	115	3561	1,02	1,04	3778	2453	100

3. КОНСТРУКТИВНАЯ РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ

При конструировании системы отопления следует руководствоваться указаниями главы 3 СНиП 2.04.05-91*.

Тепловой пункт, где располагается узел ввода тепловой сети, размещается в подвале центральной части здания. Систему отопления следует проектировать с тупиковой разводкой магистралей. Магистральные трубопроводы системы отопления с нижней разводкой прокладываются в подвале на кронштейнах вдоль наружных стен здания. Магистрали должны быть покрыты тепловой изоляцией. Для спуска воды из системы в нижних точках магистралей следует устанавливать спускники.

Отопительные приборы в жилых зданиях располагаются под окнами (в кирпичных зданиях обычно в нишах). В угловых помещениях необходимо устанавливать приборы вдоль обеих наружных стен. В лестничных клетках в зданиях до двенадцати этажей отопительные приборы устанавливаются под лестничным маршем первого этажа. Если невозможно разместить все отопительные приборы при входе, то часть их ( 20-30% общей поверхности) может быть перенесена на площадку между первым и вторым этажами.

В однотрубных системах отопления стояк располагают на расстоянии 150 50 мм от откоса оконного проема, а длину подводок к приборам принимают 360...400 мм.

В угловых помещениях стояки прокладываются в наружных углах, так как теплоотдача стояков устраняет переохлаждение и конденсацию влаги на внутренних поверхностях стен. Отопительные приборы лестничных клеток следует присоединять к отдельным стоякам системы отопления. Эти стояки выполняются по однотрубной проточной схеме. В однотрубной системе отопления с верхней разводкой главный стояк должен располагаться таким образом, чтобы все ветви системы имели примерно одинаковую тепловую нагрузку и небольшую протяженность.

На подводках к отопительным приборам для регулирования теплоотдачи устанавливается регулирующая арматура (трехходовые краны или краны двойной регулировки).

Если в помещении имеются два отопительных прибора, то регулирующий кран устанавливается только на одном из них. Регулирующие краны у отопительных приборов не устанавливаются в местах, где может замерзать вода, например, в лестничных клетках.

4. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРОЕКТНЫЙ РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ

В задачи гидравлического расчета системы отопления входят определение диаметров трубопроводов, определение потерь давления и увязка циркуляционных колец, которая заключается в том, чтобы обеспечить по каждому стояку расчетный расход воды.

Для проведения гидравлического расчета необходимо составить расчетную аксонометрическую схему системы отопления, на которой указываются тепловые нагрузки отопительных приборов, тепловые нагрузки и номера стояков, тепловые нагрузки, длина и номера участков магистралей. Под участком понимается часть трубопровода, в пределах которой расход теплоносителя и диаметр трубы остаются неизменными. При тупиковом движении воды в магистралях основное циркуляционное кольцо назначается через наиболее удаленный от теплового пункта или наиболее нагруженный стояк.

Располагаемый перепад давлений в системе отопления с механическим побуждением складывается из насосного и гравитационного естественного напора. По СНиП 2.04.05-91* допускается не учитывать естественное давление от охлаждения воды, если оно составляет менее 10% располагаемого давления.

В зданиях с числом этажей до 9 величина естественного давления обычно не превышает 10% располагаемого давления. Кроме того, с повышением температуры наружного воздуха понижается температура воды в системе отопления и естественное давление уменьшается.

В зданиях высотой до 9-ти этажей при элеваторном присоединении системы отопления располагаемое давление обычно принимают до 1000 кг/м2 (10 кПа).

Гидравлический расчет трубопроводов системы отопления можно выполнять различными способами, в частности, методом удельных потерь давления, методом динамических давлений или методом характеристик сопротивления.

Гидравлический расчет трубопроводов системы отопления начинают с последнего по ходу горячей воды стояка. Вначале в таблицу вписывают номера участков, тепловые нагрузки на участках и их длины.

Выполняем гидравлический расчет трубопроводов системы отопления 1 и 4 ветви методом характеристик сопротивления [4, с. 207].

4.1 Гидравлический расчет системы отопления 1 и 4 ветви методом характеристик сопротивления

Определяем расходы воды по стоякам согласно формуле (11):

.

.

.

Учитывая, что ,

.

.

Расчетное циркуляционное давление для ОЦК системы вычисляют по формуле

.

Далее рассчитываем средние ориентировочные удельные потери давления на трение для подбора диаметров стояка и всех магистральных участков:

Па/м

Па/м

Определяем средние ориентировочные удельные потери давления на трение по формулам (18) и (19):

.

.

Далее для подбора диаметров используем величину :

.

Рассчитываем для всех участков магистрали:

.

.

.

.

.

Подбираем диаметры согласно найденным значениям .

.

.

.

.

.

.

В зависимости от принятого диаметра участка магистрали находим его характеристику сопротивления по формуле:

Где - удельное динамическое давление в трубе на участке при внутреннем диаметре и расходе 1 кг/ч, принимаемое по [4, табл.71].

- приведенный коэффициент гидравлического трения, принимаемый по [4, табл.71].

- сумма КМС на участке, рассчитываемая по [3, табл.11.10-11.20; табл.10.8 и 10.9].

Рассчитываем действительные потери давления в ОЦК по известным значениям расхода воды Gуч и полной характеристики сопротивления стояка S по формуле:

По результатам расчетов построим график распределения сопротивлений по длине ОЦК (приложение 4).

Для увязки ОЦК должны быть выполнены следующие условия:

1. Гидравлический баланс ОЦК общий в практическом виде:

2. Условие гидравлической устойчивости:

Далее производим увязку остальных стояков.

Находим располагаемые потери давления:

.

Расходы в стояках:

.

.

Рассчитываем среднее ориентировочное значение R для подбора диаметров стояка по формуле (16):



Рассчитываем среднее ориентировочное значение R по формуле (16):

,

.

Рассчитываем для всех стояков:

.

.

Подбираем диаметры согласно найденным значениям :

.

.

Увязка стояка лестничной клетки.

При увязке стояка лестничной клетки находится по упрощенной формуле:

Где ;

- высота расположения центра охлаждения воды в этаже стояке над центром нагревания воды в ТУ(4,с.184).

- разница плотностей.

Находим по формуле (22):

Эту разницу надо учесть при расчете , ее следует отложить на графике давлений (приложение 4).

Находим и :

.

.

Подбираем диаметр .

Рассчитываем действительные потери давления в ОЦК по известным значениям расхода воды Gст и полной характеристики сопротивления стояка Sст аналогично, как и для ОЦК по формуле (21).

,

Где

,

Где

,

Где

Рассчитываем невязку по формуле (17):

Если невязка превышает допустимые пределы, то необходимо сконструировать составной стояк из труб различных диаметров.

Если сконструировать составной стояк невозможно, то для увязки давлений устанавливают дроссельные диафрагмы (шайбы). Диаметр шайбы должен быть не менее 3 мм и определяется по формуле:

В данной курсовой работе дроссельная диафрагма установлена на стояке 3 аксонометрической ветви 1.

Вычисляем диаметр шайбы по формуле (23):

.

Так же диафрагмы устанавливаются на Ст2, Ст17, Ст15, Ст14 и на лестничной клетке.

Расчеты приведены в таблице 2

Таблица 2 Гидравлический расчет ветви 1

?ррасп=7100 Па
Ст1	2670	100	40	73	73,0	10	3,6	144	26	26,5	4499	4500
4.-5	7450	260	5,5	42	6,2	20	1,8	9,9	1,5	3,19	36	246
4'-5'												246
3.-4	11450	400	3,5	42	2,9	25	1,4	4,9	1,5	1,23	11,0	181
3'-4'			5,5					7,7				181
2.-3	17780	620	5	42	1,2	32	1	5	3,5	0,39	3	127
2'-3'												127
1.-2	36450	1271	4	42	0,3	40	0,8	3,2	2	0,23	1,2	193
1'-2'			5					4			1	223
0.-1	72180	2522	2	42	0,1	50	0,55	1,1	0,5	0,082	0,13	83
0'-1'			5					2,75			0,27	169
											Всего	6277
Гидравлический расчет ветви 4
?р расп=7200 Па
Ст 18	2670	100	40	72	72	10	3,6	144	40,8	26,5	4900	4900
5.-6	7450	260	4	47	6	20	1,8	7,2	1	3,19	26	177
5'-6'												177
4.-5	9910	340	6	47	4	20	1,8	10,8	1,5	3,19	39,2	454
4'-5'			5,5					9,9			36,4	420
3.-4	13910	480	3,5	47	2	25	1,4	4,9	1,5	1,23	8	181
3'-4'			3					4			7	162
2.-3	17430	610	2	47	1	32	1	2	3	0,39	1,95	73
2'-3'			1,5					1,5			1,76	65
1.-2	35730	1251	4	47	0,33	40	0,8	3,2	2	0,23	1,20	187
1'-2'			5					4			1,38	216
0.-1	72180	2522	2	47	0,08	50	0,55	1,1	0,5	0,082	0,13	83
0'-1'			1					0,55			0,09	55
											Всего	7149
Увязка стояков ветви 1 и 4 ( ?ррасп=4700Па)
Ст2	4780	170	22	107	37,0	15	2,7	59	40,6	10,6	1060,0	3063
dд=7мм
?ррасп=5000Па
Ст3	4000	140	22	114	58	15	2,7	59,4	40,6	10,6	1060	2077,6
	dд=6мм
?ррасп=5300 Па
Ст4	6330	220	22	120	25	15	2,7	59,4	40,6	10,6	1060	5130,4
?ррасп=5100 Па
Ст17	4780	170	22	116	40	15	2,7	59	40,6	10,6	1060	3063
	dд=7мм
?ррасп=5700 Па
ЛК	2460	100	6	414	414	10	3,6	21,6	24	26,5	1208,4	1208,4
	dд=4мм
?ррасп=6200 Па
Ст15	4000	140	22	141	72	15	2,7	59	40,6	10,6	1060	2077,6
	dд=6мм
?ррасп=6500 Па
Ст14	3520	130	22	148	87	15	2,7	59	40,6	10,6	1060	1791,4
dд=7мм

5. РАСЧЕТ ПОВЕРХНОСТИ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

Поверхность нагрева отопительных приборов в однотрубных системах отопления рассчитывается с учетом температуры теплоносителя на входе в каждый прибор ,количество теплоносителя, проходящего через прибор ,и величины тепловой нагрузки прибора .

Рассмотрим расчет поверхности нагревательных приборов Ст1. Принимаем тип отопительного прибора М-90.

Определяем по табл.76[4] суммарное понижение расчетной температуры воды на участках подающей магистрали от начала системы до рассматриваемого стояка:

Рассчитываем общее количество воды, циркулирующей по стояку по формуле (13.15) [4]:

,

Где - коэффициент принимаемый по табл. 63 [4].

-коэффициент принимаемый потабл.64 [4].

Рассчитываем расход воды, проходящей через каждый прибор с учетом коэффициента затекания ? [3,табл.9.3] по формуле (13.20) [4]:

Определяем температуру воды на входе в каждый отопительный прибор по ходу движения теплоносителя с учетом по уравнениям (13.16-13.19) [4]:

, , ,

Определяем среднюю температуру воды в каждом отопительном приборе по ходу движения теплоносителя по формулам (13.21-13.23) [4]:

,

, , .

Далее рассчитываем средний температурный напор в каждом отопительном приборе по ходу движения теплоносителя по формуле (13.24):

Определяем плотность теплового потока для каждого отопительного прибора по ходу движения теплоносителя по формулам (13.27-13.29) [ерем]:

Где -номинальная плотность теплового потока, полученная при стандартных условиях, принимаемая по табл.77 [4];

- показатели для определения теплового потока отопительного прибора, принимаемые по [3,табл 9.2, с.44].

Рассчитываем по формуле (24):

Рассчитываем полезную теплоотдачу труб стояка, подводок к отопительным приборам, проложенным в помещении по формуле (13.30-13.32) [4]:

для первого прибора

при

Аналогично рассчитываем для всех остальных приборов.

Далее определяем требуемую теплоотдачу отопительного прибора в рассматриваемом помещении с учетом полезной теплоотдачи проложенных в помещении труб по формулам (13.33-13.35) [4]:

Где - теплопотери в i-м помещении;

- поправочный коэффициент, учитывающий долю теплоотдачи теплопроводов, принимаемый по [4, с.231].

Рассчитываем по формуле (25):

, , .

Определяем расчетную наружную площадь отопительного прибора по ходу движения теплоносителя по формулам (13.36-13.38) [4]:

, , .

Расчетное число секций чугунных радиаторов находят по формуле:

,

где fсек- поверхность одной секции радиатора, м2; 3 - коэффициент, учитывающий количество секций в приборе; 4 - коэффициент, учитывающий способ установки отопительного прибора; при открытой установке 4=1.

Коэффициент учета числа секций в приборе определяется по формуле:

.

6. ПОДБОР ВОДОСТРУЙНОГО ЭЛЕВАТОРА

В системах теплоснабжения от районной котельной или ТЭЦ для уменьшения расхода сетевой воды и удешевления тепловых сетей температуру воды повышают до 150С. Для понижения температуры сетевой воды до допустимой температуры воды в системе отопления применяется элеватор (водоструйный насос). Понижение температуры происходит при смешении высокотемпературной воды из тепловой сети 1 с обратной водой tо=70°С, подмешиваемой элеватором.

Определяем коэффициент смешивания по формуле (11.8) [4,стр143]:

.

Рассчитываем расход воды, поступающей из тепловой сети, по уравнению:

.

Определяем количество смешанной воды, поступающей в систему отопления по формуле (11.10) [4]:

.

Вычисляем видимость системы отопления по формуле (11.12) [4]:

.

Рассчитываем сопротивление системы отопления по формуле (11.13):

По номограмме (рис.49) [4] для и и принимаем элеватор №1 с и и в таблице № 1 приводим его характеристики.

Таблица 3. Характеристики элеватора

Номер элеватора	1
Диаметр горловины, мм	15
Длина элеватора, мм	425

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате разработки курсового проекта мной были приобретены навыки проектирования системы отопления.

В курсовом проекте выполнено:

- теплотехнический расчет наружных ограждений: выбор расчетных параметров наружного и внутреннего воздуха, определение сопротивления теплопередаче наружных ограждений;

- тепловая мощность системы отопления: расчетные тепловые потери через наружные ограждения, расчет общих потерь теплоты с учетом инфильтрации и теплопоступлений в помещение;

- гидравлический расчет системы отопления;

- расчет отопительных приборов;

- подбор водоструйного элеватора.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. СНиП 41-01-2003. Строительные нормы и правила. Отопление, вентиляция и кондиционирование: Введены 1.01.92/Минземстрой России.-М.: ГУП ЦПП, 1998. - 72 с.

2. СНиП 23-01-1999. Строительные нормы и правила. Строительная климатология: Введены 1.07.79/Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 1998 29 с.

3. Внутренние санитарно-технические устройства. В 3 ч. Ч. 1. Отопление/В.Н. Богословский, Б.А. Крупнов, А.Н. Сканави и др.; Под ред. И.Г.Староверова и Ю.И. Шиллера.-4-е изд., перераб. и доп.-М.: Стройиздат, 1990. -344 с.: ил.-(Справочник проектировщика).

4. Тепловой режим зданий: учебн. пособие /Еремкин А.И., Королева Т.И.-М.:Издательство АСВ,2000-368с.

5. Гидравлический расчет системы водяного отопления : метод. пособие / Корюкин С.И.- Вологда ВоГТУ,2013-63с.

6. Теплоснабжение района города: Методическое пособие к курсовым и дипломным проектам по теплоснабжению/ Корюкин С.И. - Вологда: ВоГТУ, 2013. - 45с.

7. Расчёт поверхности нагревательных приборов в системах водяного отопления: методическое пособие по выполнению курсовых и дипломных проектов / Корюкин С.И. - Вологда: ВоГТУ, 2013. - 50 с.

Размещено на Allbest.ur

...