КУРСОВАЯ РАБОТА

На тему: Отопление гражданского здания

Каширин Н. П.

Владимир 2009

Содержание

1. Выборка исходных данных

1.1 Климат местности

1.2 Теплотехнические характеристики материала

2. Теплотехнический расчёт наружной стены

3. Теплотехнический расчет кровли

4. Теплотехнический расчет полов

5. Теплотехнический расчет заполнения оконных проемов и дверей

6. Определение коэффициента теплопередачи

7. Определение теплопотерь здания

8. Проектирование отопительных приборов

9. Гидравлический расчет системы отопления

10. Расчет отопительных приборов

11. Расчет элеватора

Заключение

1. Выборка исходных данных

Температуру внутреннего воздуха в жилых комнатах примем равной: t_в = 20 С

1.1 Климат местности

Местом строительства является город Кострома. (Европейская часть России, Брянская область.) Тип здания - жилое.

Характеристики климата:

t_н - среднемесячная температура воздуха;

e_н - упругость водяного пара;

A_tн- максимальная амплитуда

Средняя температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92:

t_x5= -35 С.

Средняя температура отопительного периода, которая охватывает дни, когда t 8 С: t_от= -3,9С.

Продолжительность периода влагонакопления (с t < 0): Z₀= 154 сут.

Продолжительность отопительного периода: (с t < 8): Z_от= 239 сут.

П - повторяемость направлений ветра;

V - скорость ветра;

Географическая широта - 58 с.ш.

Интенсивность солнечной радиации, поступающей в июле:

- на фасад западной поверхности I_max=634 Вт/м²; I_ср=196 Вт/м².

-на горизонтальную поверхность I_max= 796 Вт/м²; I_ср=325 Вт/м².

I_max - максимальная интенсивность;

I_ср - средняя интенсивность солнечной радиации.

В летнее время фасад западной ориентации прогревается сильнее остальных фасадов, так как на нём максимум солнечной радиации совпадает по времени с максимальной температурой воздуха на улице, поэтому этот фасад проверяем на теплоустойчивость.

1.2 Теплотехнические характеристики материала

Характеристики материалов зависят от их эксплуатационной влажности, на которую влияют влажность воздуха в помещении и на улице.

-температура внутреннего воздуха - t_в =20 С.

-относительная влажность воздуха в помещении - ц_в=50 - 60 .

-влажностный режим помещения - нормальный.

-зона влажности - нормальная.

-условия эксплуатации ограждающей конструкции - Б.

2. Теплотехнический расчёт наружной стены

Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций

Приведённое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций R₀ следует принимать не менее требуемых значений R, определяемых из условия энергосбережения и комфортных условий.

1. Из условий энергосбережения:

ГСОП = ( t_в - t_от ) Z_от = ( 20 + 3,5 )239 = 5616,5 (Ссут.)

где t_в - температура внутреннего воздуха. (С);

t_от - средняя температура отопительного периода. (С);

Z_от - продолжительность отопительного период. (сут);

Методом интерполяции находим, что R = 2,695 (м²ч/Вт);

2. Из условий комфортности:

R = = = 1,58 (м²ч/Вт)

где n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху;

t_в - температура внутреннего воздуха. (С);

t_н = t_x5- средняя температура наиболее холодной пятидневки (С);

Д t_н - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой ограждающей конструкции (С);

б_в - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м²С) .

3. Определяем сопротивление теплопередаче R₀ , (м²С)/Вт, ограждающей конструкции по формуле:

R₀ = = + R_к +

где R_к - термическое сопротивление ограждающей конструкции,

(м²С)/Вт;

б_н - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей поверхности, Вт/(м²С).

Определяем термическое сопротивление R_к , (м²С)/Вт, многослойной ограждающей конструкции по формуле:

R_к = R₁ + R₂ + R₃ + R_в.п

где R₁, R₂, R₃ - термическое сопротивление отдельных слоёв ограждающей конструкции;

R_вп - термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки.

Определяем термическое сопротивление R , (м²С)/Вт, слоя многослойной ограждающей конструкции по формуле:

R =

где д - толщина слоя, м;

л - расчётный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м²С).

Следовательно,

R_к = + + = + +

R₀ = + R_к + = + + + + = 1,047 +

д₂ = ( R₀ - 1,047 )0,03

Исходя из того, что R₀ R выбираем значение 1,58 (м²ч)/Вт, тогда

д₂ = ( 1,58 - 1,047 )0,03 = 0,16 м.

То есть толщина слоя утеплителя (пенополиуретана) наружной стены равна 0,16 м.

Определение тепловой инерции ограждения.

Тепловую инерцию D ограждающей конструкции определяем по формуле:

D = R₁ S₁ + R₂ S₂ + R₃ S₃ = 5,68 + 0,35 + 5,68 = 6,92

где R₁, R₂, R₃ - термическое сопротивление отдельных слоёв ограждающей конструкции, (м²С)/Вт;

S₁, S₂, S₃ - расчётные коэффициенты теплоусвоения материала отдельных слоёв ограждающей конструкции, Вт/м²С.

( D < 7, следовательно, ограждение имеет среднюю инерционность.)

Проверка теплоустойчивости ограждения.

• Под теплоустойчивостью ограждения понимают его способность сохранять относительное постоянство температуры на своей внутренней поверхности при периодически тепловых воздействиях. Эти воздействия со стороны улицы формирует солнце. Своего максимального значения достигают летом. теплопередача отопление элеватор проектирование

Так как место строительства имеет среднюю температуру июля (t_нVII=17,8 С) меньше, чем 21С, то нет необходимости проводить проверку теплоустойчивости ограждения.

Проверка внутренней поверхности ограждения на выпадение росы.

Исходя из заданной влажности ц_в определяем упругость водяных паров в воздухе помещения e_в:

e_в = = = 1286 (Па).

где E_в - максимальная упругость водяных паров, отвечающая заданной температуре внутреннего воздуха ( при t_в = 20С E_в = 2338 Па. ).

Далее по значению e_в ( используя табличные данные ) методом интерполяции находим точку росы t_р : e_в = 1286 Па;

10 С - 1227 Па 1С - 84 Па

11 С - 1311 Па Дt_р - ( 1286 - 1227) Па

Дt_р = 0,702 С.

следовательно, при e_в = 1286 Па t_р = Дt_р +10 = 0,275 +10 = 10,702С.

Температура на внутренней поверхности ф_в равна

ф_в = t_в - = 20 - = 15,99 (С).

Так как ф_в > t_р , то процесса выпадения росы происходить не будет.

Проверка на выпадение росы в толще ограждения.

Определяем сопротивление паропроницанию каждого слоя R_п = и конструкции в целом R_п = = 10,87 (м²ч/Вт); R_п = = 22,86 R_п = = 6,52 (м²ч/Вт)

R_п = = 10,87+22,86+6,52= 40,25 (м²ч/Вт).

где д - толщина слоя ограждающей конструкции, м;

м - расчётный коэффициент паропроницаемости материала слоя ограждающей конструкции, мг/м.

Находим максимальную упругость водяных паров Е, отвечающую температуре на внутренней поверхности ограждения ф_в, при t_н = t_н (января месяца):

ф_в = t_в - = 20 - = 17,68 С.

Далее по значению ф_в ( используя табличные данные ) методом интерполяции определяем упругость водяных паров Е: ф_в = 17,68 С.

17 С - 1937 Па 1 С - 126 Па

18 С - 2063 Па 0,68 С - ДЕ

ДЕ= 85,68 Па.

следовательно, при ф_в = 17,52 С Е= Д Е + 1937 = 85,68 + 1937 = 2022,68 Па.

3. Теплотехнический расчет кровли.

На чердаке проектируемого здания предполагается установка отопительного оборудования. Таким образом для максимально рационального использования тепла, поступающего от разводящей сетей отопительных трубопроводов в пространстве чердачного помещения, следует предусмотреть возможность использования свободного пространства чердака. Для данных нужд температура в чердачном помещении должна поддерживаться такая же как и во всем доме. tч = tв = 20 ° С.

Форма и размеры кровли:

Выбираем конструкцию кровли:

1. Выбираем конструктивную схему кровли:

2. Учитывая, что в г. Брянске нормальная зона влажности (Б) (в соответствии с прил. 1.2 СНиП II-3-79):

- Защитно-декоративный слой представляет собой листы металлочерепицы марки НС57-750-0,6 (ГОСТ 24045-94), выполненные из холодно-катанного оцинкованного стального профиля, толщиной 0,6 мм. Ввиду незначительной толщины данный слой при расчете на теплопроводность учитываться не будет.

В качестве материала для кровельного слоя легкого бетона принимается:

- пемзобетон (ГОСТ 25820), плотностью 800 кг/м3 , толщиной слоя д1 = 50 мм; л1 = 0,26 Вт/м°С

В качестве материала для теплоизоляционного слоя примем:

- плиты из экструдированного пенополистирола марки "Флурмат 200", плотностью 25 кг/м3, л2 = 0,029 Вт/м°С

Для предотвращения выпадения росы в толще кровли предусматривается слой пароизоляции в виде полиэтиленовой пленки д1' = 0,16 мм., (в соответствии с прил. 11 СНиП II-3-79*)

В качестве материала для несущего слоя легкого бетона примем:

- туфобетон (ГОСТ 25820), плотностью 1200 кг/м3, толщиной слоя д3 = 100 мм; л3 = 0,47 Вт/м°С

Расчет толщины утеплителя:

дут = (2,677 / 1 - (1/23 + 0,05/0,26 + 0,1/0,47 + 1/8,7))*0,029

дут = 60 мм.

Определение сопротивления теплопередаче расчетной кровли:

R0 = 1/бв + Rk + 1/ бн ,

где бв - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции;

Rk = УRi , где Ri - термическое сопротивление i-того слоя

бн - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции;

бв = 8,7 Вт/м2°С, в соответствии со СНиП II-3-79

бн = 23 Вт/м2°С, в соответствии со СНиП II-3-79

Ri = дi/лi

R0 = 2,63 (м2*°С)/Вт

Условие R0>R0тр.энерг. не более чем на 10 % - выполняется

Итоговая конструкция кровли:

4. Теплотехнический расчет полов:

В проектируемом здании пол первого этажа располагается над подвалом.

Расчет сопротивления теплопередаче пола:

1. Определение требуемого сопротивления теплопередаче пола, отвечающего санитарно-гигиеническим и комфортным условиям:

,

где n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху по табл. 3*;

tв - расчетная температура внутреннего воздуха, С, принимаемая согласно ГОСТ 30494-96 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений;

tн - расчетная зимняя температура наружного воздуха, С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 23-01-99(2003):

tн - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемых по табл. 2*;

в - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по табл. 4*.

n = 0,9,

tв= 20°C,

tн = -35°C,

tн = 2,0°C,

в = 8,7 Вт/(м2°C)

Rтр0 = 0,9*(20+35)/(2,0*8,7) = 2,84 м2°C/Вт

Определяем конструкцию пола

В качестве материала для внутреннего слоя принимается:

- Доски из сосны и ели поперек волокон (ГОСТ 9463-72*), плотностью 500 кг/м3 , толщиной слоя д1 = 30 мм; л1 = 0,18 Вт/м°С

В качестве материала для 2-го внутреннего и 2-го наружного слоя принимается:

- Цементно-песчаный раствор, плотностью 1800 кг/м3 , толщиной слоя д2 = 50 мм; д6 = 30 мм л2 = 0,93 Вт/м°С

Для предотвращения выпадения росы в толще пола предусматривается 2 слоя пароизоляции в виде рубероида (ГОСТ 10923-82) плотностью 1600 кг/м3, д3 = 3 мм ., д5 = 3 мм (в соответствии с прил. 11 СНиП II-3-79*), л3 = 0,17 Вт/м°С

В качестве материала для теплоизоляционного слоя примем:

- плиты минераловатные полужесткие на синтетическом связующем (ГОСТ 9573-96), плотностью 350 кг/м3, д4 = 50 мм, л4 = 0,11 Вт/м°С

В качестве материала для несущего слоя примем:

- железобетон, плотностью 2400 кг/м3, толщиной слоя д7 = 220 мм; л7 = 2,04 Вт/м°С

3. Определим сопротивление пустотной панели.

Для упрощения расчётов заменим круглые отверстия на равновеликие квадратные:
;

R_пар=

A_II=6al=60,111=0,66м²

А_I=(1,5 - 0,66) 1=0,84 м²

R_I=
R_II=

R_пар=.

R_пер= R_I+Ш+ R_II

Слои I и Ш - железобетон, слой II - бетон, воздух.

Для слоя II найдём :

==

R_пер=

R==.

ГСОП= 5616,5 ⁰С*сут, R₀^тр= 2,84 м2°C/Вт

R₀^тр= n(t_в - t_н)/? t_н*б_в , R₀^тр = 0,9*(20+26)/(2,0*8,7) = 2,84 м2°C/Вт

R^тр_{0 факт} ==2,531

R^тр_{0 факт} =2,531.

5. Теплотехнический расчет заполнения оконных проемов и дверей

Определение приведенного сопротивления теплопередаче заполнения оконных проемов:

Rтр энерг0 определяется в соответствие с таблицей 1б* СНиП II-3-79* в зависимости от значения ГСОП путем линейной интерполяции:

ГСОП = 4000 °C*сут - Rтр энерг0 = 0,45 м2°C/Вт

ГСОП = 6000 °C*сут - Rтр энерг0 = 0,60 м2°C/Вт

ГСОП = 5616,5 °C*сут - Rтр энерг0 = 0,57 м2°C/Вт

В соответствии с прил. 6 СНиП II-3-79* и полученным значением сопротивления теплопередаче определяем тип заполнения оконного проема:

В качестве заполнения оконного проема примем двухкамерный стеклопакет из обычного стекла с межстекольным расстоянием 6 мм R0 = 0,51 м2°C/Вт

Определение приведенного сопротивления теплопередаче наружных дверей:

При расчете двери несущие стальные слои учитываться не будут, т.к. имеют незначительную толщину и большой коэффициент теплопроводности.

В качестве материала для теплоизоляционного слоя наружной двери принимается:

- Пенопласт ПХВ-1 (ТУ 6-05-1179-75), плотностью 100 кг/м3 , толщиной слоя д1 = 30 мм; л1 = 0,052 Вт/м°С

Между наружной и внутренней дверями находится замкнутая воздушная прослойка д2 = 520 мм., R2=0,15 м2°С/ Вт.

В качестве материала для внутренней двери принимается:

- Доски из сосны и ели поперек волокон (ГОСТ 9463-72*), плотностью 500 кг/м3 , толщиной слоя д3 = 50 мм; л3 = 0,18 Вт/м°С

R0дв = 0,03/0,052 + 0,15 + 0,05/0,18 = 1,005 м2°С/ Вт

В соответствии со СНиП II-3-79* R0дв > 0,6R0тр; 0,6R0тр = 0,792

Условие соответствия приведенного сопротивления теплопередаче значению требуемого приведенного сопротивления теплопередаче выполняется.

6. Определение коэффициента теплопередачи:

Значение коэффициента теплопередачи определяется по формуле К = 1/R0 для каждой из ограждающей конструкций.

Определяем значение К для наружных стен:

Кнс = 1/1,58 = 0,633 Вт/(м2°С)

Определяем значение К для кровли:

Ккр = 1/2,63 = 0,38 Вт/(м2°С)

Определяем значение К для пола:

Кпл = 1/2,531 = 0,395 Вт/(м2°С)

Определяем значение К для окон:

Кок = 1/0,51 = 1,96 Вт/(м2°С)

Определяем значение К для наружной двери:

Кдв = 1/1,005 = 0,99 Вт/(м2°С)

Сводная таблица значений К и R для всех ограждающих конструкций:

7. Определение теплопотерь здания:

Определяем теплопотери из каждого помещения здания:

Т.к. проектируемое здание предполагается расположить над подвалом, то потери тепла с первого и второго этажей будут складываться из теплопотерь через наружные ограждающие конструкции (стены, окна, входная дверь), с чердака - через кровлю.

Теплопотери через внутренние поверхности (межкомнатные стены, двери) не учитываются, так как рассчитывать их следует только при разности температур в соответствующих помещений более 5 градусов. следует рассчитывать только при разности температур в соответствующих помещениях более 5 градусов. В проектируемом здании таких помещений нет.

1. Производим нумерацию помещений. Каждой комнате присваивается соответствующий номер. Нумерация начинается с комнаты, расположенной в левом верхнем углу, дальнейшая нумерация производится по ходу часовой стрелки. Присвоение номеров производим по следующему шаблону ###, где первая цифра - номер этажа, начиная с 1-го, остальные цифры - номер комнаты, начиная с 01.

2. В соответствии с назначением помещения присваиваем каждому помещению индекс и определяем параметры микроклимата в них (в соответствии с ГОСТ 30494-96):

- ЖЛ - жилая комната: температура воздуха 20 °С

- К - кухня: температура воздуха 18 °С

- В - вестибюль с лестничной клеткой 16 °С

3. В соответствии с типом конструкции, через которую происходит потеря тепла присваиваем каждому типу конструкции индекс. Для всех элементов, входящих в каждый из типов конструкций соответствуют определенные характеристики (поправочный коэффициент "п", коэффициент теплопередачи "К" (см. п.6.6 настоящей курсовой работы)):

- НС - наружная стена,

- Пл - пол,

- ОК - окно,

- Дв - дверь,

- КР - кровля.

4. Для каждой поверхности, где определяется теплопотеря, измеряем линейные размеры и площадь. Для стен, содержащих окна, двери, площадь следует определять с учетом площади поверхности данных конструкций.

5. Определяем тепловой поток через поверхность в соответствии с формулой:

Q_осн = nkА(t_в-t_н)

n - коэффициент, учитывающий расположение поверхности по отношению к наружному воздуху, определяется в соответствии со СНиП II-3-79*

k - коэффициент телопередачи поверхности (см. п.6.6. I части курсовой работы)

A - площадь поверхности, м2

tв - температура воздуха внутри помещения, град. С (в соответствии с ГОСТ 30494-96)

tн - температура воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92, град С (в соответствии со СНиП 23-01-99(2003)

Тепловой поток через пол над неотапливаемым подвалом определяется в соответствии с формулой:

Q_пол = q*A_пол

Где q = 17,5 Вт/м²

6. Определяем значения добавочных коэффициентов:

в1 - добавочный коэффициент, учитывающий расположение наружной поверхности по отношению к сторонам света; Определяется в соответствии со СНиП 2-04-05-91

в2 - добавочный коэффициент, учитывающий продуваемость наружных ограждений при двух и более наружных стенах; Определяется в соответствии со СНиП 2-04-05-91(см. рисунок)

в4 - добавочный коэффициент, учитывающий врывание холодного воздуха через двери и окна. Определяется в соответствии с о СНиП 2-04-05-91

в3 - прочие добавки в соответствии со СНиП 2-04-05-91

Определяем общую потерю теплоты через поверхность по формуле:

Q = Q_осн*(1+У в)

7. Определяем теплопотери засчет инфильтрации. Инфильтрация - проникновение наружного в воздуха в помещении через неплотности в ограждающих конструкциях. Они учитываются в процентах от основных теплопотерь.

Q_инф = 0,3*Q

8. Определяем суммарную потерю теплоты из комнаты.

Q_общ = Q_инф + Q

9. Определяем суммарную теплопотерю с каждого этажа и из всего здания. Результаты расчетов сведены в таблицу 1.(см. приложение)

Удельная тепловая характеристика:

Удельная тепловая характеристика используется для теплотехнической оценки конструктивно-планировочных решений данного здания, сравнивая ее со средними значениями для аналогичных зданий.

,

Также эту характеристику используют для определения ориентировочных затрат на отопление здания:

Q_{отопления} = q_уд·б_·V(t_в - t_н)

8. Проектирование отопительных приборов

Проектирование системы отопления производится в соответствии с требованиями СНиП 2.04.05-91 "Отопление, вентиляция, кондиционирование", с учетом требований ПБ 12-529-03 "Правила безопасности систем газораспределения и газопотребления", ПБ 10-574-03 "Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов", "Правила пожарной безопасности".

Выбираем систему отопления:

В качестве системы отопления выбрана 1-но трубная вертикальная с верхней разводкой система водяного отопления. Для обеспечения заданной температуры теплоносителя предусматривается установка водоструйного элеватора (см. расчет п.).

В системах с верхней разводкой распределительная подающая магистраль прокладывается на чердаке. При прокладке подающей магистрали на чердаке с наклонной кровлей трубопровод должен быть отнесён от наружных стен на расстояние не менее 1 м.

Уклоны горизонтальных трубопроводов выбраны таким образом, чтобы упростить опорожнение системы, а также помочь удалению воздуха из системы. В связи с этим уклоны магистралей направлены к элеватору, а уклоны подводок - к стоякам, при этом всюду уклон принимается i = 0,003.

Удаление воздуха из системы производится про помощи воздушных кранов, установленных в

верхние пробки отопительных приборов верхнего этажа.

В качестве трубопроводов выбраны трубы стальные электросварные прямошовные (ГОСТ 10704-75*).

В проектируемом жилом здании предусматриваем установку чугунных радиаторов марки МС 140-98:

- номинальная плотность теплового потока 725 Вт/м²

- Коэффициент теплоотдачи прибора 10,36 Вт/(м²*К)

- Площадь поверхности одной секции 0,24 м²

Отопительные приборы размещают под окнами, если это невозможно - у наружных или внутренних стен.

Такое расположение отопительных приборов даёт возможность подключать прибор к стояку напрямую. Присоединение приборов к стояку принимается одностороннее с длиной подводок 0,35 м.

Присоединение радиаторов к стоякам и горизонтальным веткам по ходу движения воды

сверху - вниз.

Запорно-регулировочная арматура:

Для отключения, гидравлической регулировки и возможности пуска или ремонта отдельных частей системы предусматривается установка запорно-регулирующей арматуры на ответвлениях магистральных трубопроводов и на каждом стояке. Также для самостоятельного регулирования температуры в помещениях предусматриваются регулировочная арматура на входе в каждый отопительный прибор В качестве запорной арматуры применяют при температуре воды до 100 °С пробковые краны или вентили.

Теплоизоляция распределительных и подводящих трубопроводов:

Для уменьшения потерь теплоты системы отопления трубопроводы подающей и обратной магистрали, участки стояков, расположенные на чердаке и тамбурах подлежат тепловой изоляции. Тепловая изоляция выполняется из несгораемых материалов.

9. Гидравлический расчет системы отопления:

Перед началом расчета выбираем главное циркуляционное кольцо:

· Для тупиковой схемы:

Через наиболее удаленный нагруженный стояк - для однотрубной системы или через нижний прибор этого стояка - для двухтрубной системы.

· Для схемы с попутным движением теплоносителя:

Через наиболее нагруженный средний стояк - для однотрубной системы или через нижний прибор этого стояка - для двухтрубной системы.

Далее главное циркуляционное кольцо разбиваем не расчетные участки. Критерием деления на участки является постоянство расхода (G - const). Участки нумеруются по ходу движения теплоносителя.

Гидравлически расчет системы отопления будем проводить методом удельных линейных потерь давления. Метод заключается в нахождении потерь давления и сравнения их с располагаемым давлением. Потери давления в системе должны составлять примерно 0.9 Др_р.

Преимущества данного метода в том что отдельно определяются потери давления по длине и на местных сопротивлениях.

Последовательность гидравлического расчета:

1. Составляем аксонометрическую схему системы отопления

2. Выбираем главное циркуляционное кольцо

3. Разбиваем главное циркуляционное кольцо на расчетные участки

4. Для предварительного выбора диаметра труб определяется вспомогательная величина - среднее значение удельных потерь давления:

,

Где - располагаемое (расчетное) давление в системе отопления

- длина главного циркуляционного кольца

5. Определяем расход теплоносителя на каждом участке:

,

Где Q - тепловая нагрузка на участке

С - теплоемкость воды (с=4.19)

t_г, t_о - параметры системы отопления

6. По величине R_ср, расходу G и допустимым скоростям v_доп (v_доп ? 1,5м/с) движения с помощью таблиц определяем диаметр трубы, реальное R и фактическую скорость v.

7. Определяем потери давления на трение(по длине)

8. Определяем местные потери давления (по справочнику находим о и вычисляем динамическое давление или берем по таблицам в зависимости от скорости)

9. Находим общие потери давления на участке

10. Сравниваем потери давления в системе с располагаемым давлением

>,

11. Далее рассчитываем 1-2 второстепенных кольца

Все расчеты сводятся в таблицу 2

Построение эпюры циркуляционного давления:

Эпюра циркуляционного давления строится после выполнения гидравлического расчета. На графике показывают напор в подающих и обратных линиях теплопроводов. Роль эпюры при разработке гидравлических систем теплоснабжения очень велика, так как она позволяет наглядно показать допустимые границы давления и фактические их значения во всех элементах системы. Желательно чтобы располагаемый напор, т.е. разность гидродинамических напоров в подающей о обратной линиях сети был равен или даже несколько превышал суммарную потерю напора в абонентских установках и тепловой сети. В противном случае приходится устанавливать на тепловых пунктах насосные установки, что усложняет эксплуатацию и снижает надежность системы теплоснабжения.

10. Расчет отопительных приборов

Расчет отопительных приборов сводится к определению площади их поверхности:

, м²

где - тепловая мощность котла, Вт

- расчетная плотность теплового потока прибора, Вт/м²

- коэффициент, учитывающий увеличение фактической площади сверх расчетной

- коэффициент, учитывающий дополнительные потери тепла прибором, находящимся около наружного ограждения

,

где - теплопотери помещения

- теплоотдача трубопроводов системы отопления

- коэффициент зависящий от способа прокладки труб

где - теплоотдача 1м вертикальных и горизонтальных труб(берется по таблицам и справочникам)

- длина вертикальных и горизонтальных труб

Необходимую теплопередачу прибора определяют по формуле:

Q_пр = Q_п ,

где Q_пр - требуемая теплопередача отопительного прибора, Вт;

Q_п - теплопотери через ограждающие конструкции помещения, Вт.

Определение расхода теплоносителя:

Расход теплоносителя G, кг/ч, в системе, ветви или в стояке системы отопления следует

определять по формуле:

G = 3,6Qв₁в₂,/(cДt)

где Q - расчетный тепловой поток, Вт, обеспечиваемый теплоносителем системы, ветви или

стояка;

с - удельная теплоемкость воды, равная 4,187 кДж/(кг С).

Дt - разность температур, С, теплоносителя на входе и выходе из системы, ветви или

стояка;

в₁ - коэффициент, зависящий от номенклатурного ряда приборов, при верхней разводке

системы отопления = 1,04 - для первого этажа,

= 1 - для второго этажа;

в₂ - коэффициент, зависящий от типа установки прибора и типа прибора, 1,15

Площадь поверхности отопительного прибора рассчитывается по формуле:

F = Qв₁в₂,/(К(t_ср-t_в)

где Q - теплоотдача прибора в помещение, Вт;

К - коэффициент теплоотдачи прибора, Вт/м*град С;

t_ср - средняя температура теплоносителя в отопительном приборе, град С;

t_в - расчетная температура воздуха в помещении, С.

Определение предварительного числа секций:

Предварительное (расчётное) число секций определяется по формуле

n' = F_пр в₄ /f ,

где F_пр - площадь поверхности отопительного прибора, м ;

f - площадь одной секции отопительного прибора, м ;

в₄ - коэффициент, учитывающий число секций в приборе

Определение расчётной плотности теплового потока:

Расчетная плотность теплового потока приборов рассчитывается по формуле

q = Q/s

где Q - суммарные теплопотери через ограждения помещения, Вт;

S - полезная площадь помещения здания, м .

Вычисляем установочное число секций.

Все расчеты сведены в таблицу.

11. Расчет элеватора

Водоструйные элеваторы предназначены для снижения температуры воды, поступающей из тепловой сети в систему отопления, до необходимой температуры путем ее смешивания с водой, прошедшей систему отопления. Подключение с помощью элеватора применяется в зависимых схемах. Примерно 85 % тепловых пунктов оборудовано элеваторами.

Для того, чтобы подобрать элеватор необходимо определить диаметр камеры смешивания (диаметр горловины):

,

- проводимость системы, .

,

- расход теплоносителя в системе отопления,;

- потери давления в системе отопления, Па.

,

м.

Выбираем элеватор №1 с м.

Затем определяется диаметр сопла:

,

- коэффициент смешивания.

,

.

м.

Заключение

В курсовой работе была рассчитана система отопления трехэтажного жилого здания, расположенного в г.Кострома. Расчётная температура самой холодной пятидневки составляет -35 °С. В теплотехническом расчёте наружных ограждающих конструкций были определены такие теплотехнические характеристики ограждающих конструкций, как: толщина теплозащитного слоя, сопротивление теплопередаче, коэффициенты теплопередачи.

Расчётная мощность системы отопления складывается из потерь тепла ограждающими конструкциями и потерь тепла на инфильтрацию. Согласно расчету она составляет 45607 Вт. В данном здании была разработана однотрубная система отопления, с верхним расположением подающей магистрали. Прокладка труб открытая. В качестве отопительных приборов были приняты чугунные секционные радиаторы и был произведён их тепловой расчёт. Гидравлический расчет основывался на методе удельных линейных потерь давления. Потери давления в системе складываются из потерь давления на трение и на местные сопротивления. Потери давления не должны превышать расчётного давления. В гидравлическом расчёте рассчитаны общие потери давления системы и подобраны диаметры трубопроводов. Кроме того в курсовом проекте был подобран водоструйный элеватор.

Размещено на Allbest.ru