Отопление жилого здания

Размещено на http://www.allbest.ru

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Владимирский государственный университет

им. А.Г. и Н.Г. Столетовых

Кафедра: «Теплогазоснабжение, вентиляция и гидравлика»

Пояснительная записка к курсовому проекту

на тему: «Отопление жилого здания»

по дисциплине: «Отопление»

Выполнил:

студент группы ТГВ-110

Автономов С.П.

Принял:

доцент кафедры ТГВиГ

Гаврилов М.В.

Владимир 2013

Содержание

1. Исходные данные для проектирования

2. Определение тепловых потерь помещений

3. Расчет отопительных приборов

4. Гидравлический расчет системы отопления

5. Выбор водоструйного элеватора

Список используемой литературы



1. Исходные данные для проектирования

Район строительства: г. Ульяновск.

Тип здания: жилое.

Количество этажей: 3.

Высота этажа: 3 м.

Средняя температура отопительного периода, которая охватывает дни со среднесуточными температурами : .

Расчетная зимняя температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92: . расчет отопление жилой здание

Нормативный температурный перепад между температурами внутреннего воздуха и поверхности ограждающей конструкции: .

Продолжительность отопительного периода: сут.

Коэффициент, принимаемый в зависимости по отношению от положения ограждающей конструкции (ОК) и наружного воздуха: принимаем

В качестве проектируемой системы отопления выбрана двухтрубная система с верхней разводкой, тупиковая с параметрами теплоносителя и =70.

Располагаемое давление в системе отопления примем 5000 Па.

Система присоединена к сети через нерегулируемый водоструйный элеватор марки ВТИ Мосэнерго.

В качестве отопительного прибора используем чугунный секционный радиатор марки МС - 140 - 98.

2. Определение тепловых потерь

Основные (трансмиссионные) теплопотери ОК рассчитываются по формуле:

где:

- - температура воздуха внутри помещения, ;

- - температура воздуха снаружи, ;

- n - коэффициент, принимаемый в зависимости по отношению от положения ограждающей конструкции (ОК) и наружного воздуха:
;

- А - расчетная площадь ОК, ;

- k - коэффициент теплопередачи ОК, .

К добавочным теплопотерям относятся:

1. Теплопотери на ориентацию по отношению к странам света. Учитываются при помощи коэффициента в:

север - в=0,1

запад - в=0,05

восток - в=0,1

юг - в=0

2. Наличие двух и более наружных стен в помещении. Для жилых зданий учитываются повышением расчетной температуры воздуха помещения на 2

Полные теплопотери через ОК вычисляются по формуле:

;

Также учитываем затраты тепла на подогрев инфильтрующегося воздуха. Берутся как 30% от основных теплопотерь через ОК.

Теплопотери всего помещения определяют как сумму полных теплопотерь и теплопотерь на инфильтрацию каждой ОК.

Рассчитываем теплопотери в следующих помещениях:

жилая комната (ЖК), кухня (К), ванная комната (ВК), лестничная клетка (А), санузел (СУ), Коридор.

Введем обозначение ОК:

НС - наружная стена, ДН -дверь наружная, ДО - окно (двойное остекление), ЧП -чердачное перекрытие, ВС - внутренняя стена, ВС2 - внутренняя стена (перегородка).

Расчетные температуры внутреннего воздуха помещений:

ЖК = 20 К =18 , СУ=25 , угловая ЖК = 22 , А = 16 , коридор = 18 .

В данном курсовом проекте принимаем, что пол находится над неотапливаемым подвалом, поэтому теплопотери через него вычисляем по формуле:

* q,

где q - плотность теплового потока, для жилых зданий q = 17,5 .

Значение термического сопротивления и коэффициента теплопередачи каждой ОК берем из курсовой работы по дисциплине: «Строительная теплофизика»:

Наименование ОК		k
Наружная стена	3,033	0,33
Перегородка	0,63	1,59
Внутренняя стена	0,961	1,04
Чердачное перекрытие	73,56	0,014
Окна	1,996	0,501
Дверь наружная	1,998	0,5

Рассчитаем тепловые потери жилой комнаты первого этажа ( №101):

Так как комната угловая то = 22 .

1.Теплопотери через НС.

Размеры, м: 5,93

Площадь, : 17,7

Коэффициент теплопередачи k: 0,3

Основные теплопотери, Вт:

Добавочные теплопотери на ориентацию с запада : 0,05

Полные потери, Вт:

Теплопотери на инфильтрацию, Вт:

2.Теплопотери через НС.

Размеры, м: 3.2*3-2,25

Площадь, : 7,35

Коэффициент теплопередачи k: 0,33

Основные теплопотери, Вт:

Добавочные теплопотери на ориентацию с севера : 0,1

Полные потери, Вт:

Теплопотери на инфильтрацию, Вт:

3.Теплопотери через ДО.

Размеры, м: 1,51,5

Площадь, : 2,25

Коэффициент теплопередачи k: 2,27

Основные теплопотери, Вт:

Добавочные теплопотери на ориентацию с севера : 0,1

Полные потери, Вт:

Теплопотери на инфильтрацию, Вт:

4. Теплопотери через ВС2.

Размеры, м: 5,93

Площадь, : 17,7

Коэффициент теплопередачи k: 1,59

Основные теплопотери, Вт:

Полные потери, Вт:

Теплопотери на инфильтрацию, Вт:

5. Теплопотери через Пол.

Размеры, м: 5,93,2

Площадь, : 18,88

Плотность теплового потока q, : 17,5.

Основные теплопотери, Вт:

Полные потери, Вт:

Теплопотери на инфильтрацию, Вт:

Суммарные теплопотери помещения определяются как сумма полных теплопотерь и теплопотерь на инфильтрацию отдельной ОК.

Суммарные теплопотери помещения, Вт: 1335,8

Аналогично рассчитываются теплопотери для остальных помещений. Расчет тепловых потерь всех помещений здания занесен в Таблицу 1. (Приложение 1).

Определяем теплопотери всего здания как сумму теплопотерь всех помещений:

.

Определим удельную тепловую характеристику здания по формуле:



;

где:

- - теплопотери всего здания, Вт;

- - объем здания по наружным размерам, ;

- - преобладающая температура воздуха в помещениях, .

= 0,19 .

Полученная величина не превышает допустимую для данных типов зданий (0,49 ), что подтверждает правильность теплотехнических решений.

3. Расчет отопительных приборов

Расчет отопительных приборов сводится к определению площади их поверхности. Площадь отопительного прибора определяется по формуле:

А_пр=;

где:

- А_пр - площадь отопительного прибора, ;

- тепловая мощность отопительного прибора, Вт;

- - расчетная плотность теплового потока отопительного прибора, ;

- - коэффициент, учитывающий дополнительные потери тепла прибором, установленным у наружного ограждения;

- - коэффициент, учитывающий увеличение реальной площади по сравнению с расчетной.

где:

- - теплопроводность трубопроводов, Вт;

- - коэффициент, зависящий от способа установки.

=+

где:

- , - теплоотдача 1 м. горизонтальной и вертикальной трубы, ;

- - длина горизонтальной и вертикальной трубы, м.

;

где:

- - номинальная плотность теплового потока прибора,;

- - температурный напор, ;

- - расход теплоносителя через прибор, кг/ч;

- n,p,- экспериментальные значения показателей степени;

- с - коэффициент, учитывающий схему присоединения отопительного прибора и изменение показателя степени р.

;



где:

- - температура воздуха помещения,;

- - температура теплоносителя на входе, ;

- - температура теплоносителя на выходе, .

G=;

Число секций радиатора определяется по формуле:

;

где:

- - площадь секции, ;

- - коэффициент, учитывающий число секций в радиаторе;

- - коэффициент, учитывающий способ установки радиатора.

Рассчитаем число секций чугунного секционного радиатора марки МС - 140 - 98, расположенного в жилой комнате первого этажа ( №101) под окном без ниши:

1.Температура воздуха помещения , : 22;

2.Температура теплоносителя на входе , : 95;

3.Температура теплоносителя на выходе , : 70;

4.Теплопотери помещения, Вт: 1335,8;

5.Коэффициенты: ;

6.Теплопроводность трубопроводов , Вт: 249,94

7.Теловая мощность отопительного прибора , Вт: ;

8.Расход теплоносителя через прибор G, кг/ч: G = ;

9.Температурный напор , : = 60,5;

10. Коэффициенты: n = 0,3; р = 0,02; с = 1,039;

11.Расчетная плотность теплового потока отопительного прибора , :

= 592,6;

12.Площадь отопительного прибора А_пр, : А_пр= = 1,96;

13. Число секций отопительного прибора = 8,4

14.Установочное число секций отопительного прибора 9.

Аналогично рассчитывается число секций отопительного прибора для остальных помещений. Расчет отопительных приборов, установленных в помещениях, занесен в Таблицу 3 (Приложение 3).

4. Гидравлический расчет системы отопления

Последовательность расчета:

1.Перед началом расчета составляем аксонометрическую схему системы отопления. На полученной схеме выбираем главное циркуляционное кольцо: в нашем случае оно проходит через нижний отопительный прибор стояка №10, как наиболее удаленного нагруженного.

2.Разбиваем главное циркуляционное кольцо на расчетные участки, нумеруя их по ходу движения теплоносителя. Критерием участка является постоянство расхода теплоносителя.

3.Определяем среднее значение удельных потерь давления на трение главного циркуляционного кольца по формуле:

;



где:

- - среднее значение удельных потерь давления на трение, Па/м;

- - располагаемое давление системы, Па;

- - сумма длин всех участков главного циркуляционного кольца, м.

4.Определяем расход теплоносителя на участке по формуле:

G=;

5.По величине и G находим по специальным таблицам диаметр труб на участке, фактические удельные потери давления на трение и фактическую скорость теплоносителя. Максимально допустимая скорость теплоносителя не должна превышать 1,5 м/c.

6. Находим потери давления на трения на участке по формуле:

;

7.Находим местные потери давления на участке по формуле:

Z = ?о;

где:

- ?о - сумма коэффициентов местных сопротивлений;

- - плотность теплоносителя, кг/;

- - скорость теплоносителя, м/с.

8.Определяем потери давления главного циркуляционного кольца как сумму потерь давления на трение и местных потерь все участков. Затем сравниваем их с располагаемым давлением. Невязка не должна превышать 10%.

9.Затем увязываем второстепенные кольца, проходящие через стояки №9 и №8. Невязка не должна превышать 15%. Для них сравниваем только участки, не входящие в главное циркуляционное кольцо.

Рассчитаем потери давления на участке № 1 главного циркуляционного кольца:

1.Среденее значение удельных потерь давления на трение всего кольца , Па/м: = 54,6;

2.Расход теплоносителя на участке G, кг/ч: G = = 860,9;

3.По данным, рассчитанным выше находим:

диаметр участка d, мм: 25;

фактические удельные потери давления Па/м:

скорость движения теплоносителя , м/с: 0,451.

4.Потери давления на трение, Па: = 1254

5.Сумма коэффициентов местных сопротивлений о:

внезапное сужение - о = 0,5;

отвод - о = 1;

?о = 1,5.

6.Местные потери давления Z, Па: Z = 1,5 = 147,26;

7.Суммарные потери давления на участке , Па: .

Аналогично рассчитываются потери давления на каждом участке и в каждом второстепенном кольце. На основании гидравлического расчета главного циркуляционного кольца и второстепенных колец строим эпюру падения давления. Гидравлический расчет системы отопления занесен в Таблицу 2 (Приложение 2).

Как видно из таблицы при увязке второстепенных колец невязка в них превышает 15% при минимальных диаметрах труб. Увеличим местные потери в каждом стояке путем установки дроссельной шайбы.

Стояк №9:

Невязка - 68,8%,

Требуемые потери давления на шайбе - 69 Па,

Расход теплоносителя через стояк - 58,35 кг/ч,

Диаметр шайбы - d_ш= 3,5* = 3,5* = 4,7 мм

Принимаем диаметр шайбы равным 5 мм.

Стояк №8:

Невязка - 71,2%,

Требуемые потери давления на шайбе - 38 Па,

Расход теплоносителя через стояк - 46,12 кг/ч,

Диаметр шайбы - d_ш= 3,5* = 3,5* = 3,8 мм

Принимаем диаметр шайбы равным 5 мм.

5. Выбор водоструйного элеватора

1.Определим коэффициент смешивания по формуле:

U = ;

где:

- - температура сетевой воды, ;

- - температура воды на входе в систему отопления,

- - температура воды на выходе из системы отопления,



U =

2.Определим расход в системе отопления:

G = 222,5 кг/ч.

3.Определим проводимость системы отопления:

;

где:

- - потери давления в системе отопления, Па.

= 3,3

4.Определим размер диаметра при камере смешивания:

= 0,16 ;

= 0,16 = 0,3 мм.

По значению диаметра камеры смешивания выбираем элеватор №1 с = 15мм.

5.Определим диаметр сопла:

= ;

= = 4,7 мм.

Диаметр сопла принимаем 5 мм.



Список используемой литературы

1. Богословский В.Н., Щеглов В.П., Разумов Н.Н. Отопление и вентиляция: Учеб. для вузов. - 2-е изд. - М.: Стройиздат, 1980. - 295 с.

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

3. Внутренние санитарно-технические устройства: В 2 ч. Ч I: Отопление, водопровод, канализация: Справочник проектировщика. Под ред. И.Г. Староверова. 4-е изд. - М.: Стройиздат, 1990. - 430 с.

4. СНиП 2.01.01 - 82. Строительная климатология и геофизика. - М.: Стройиздат, 1983. - 136 с.

5. СНиП 41-01-2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха/ Госстрой России. - М.: Государственный Комитет Российской Федерации По Строительству И Жилищно-Коммунальному Комплексу (Госстрой России), 2004. - 64 с.

Размещено на Allbest.ru

...