Автоматизированные системы отопления

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

1.Исходные данные

Климатологическую характеристику г. Иркутск определяем по СНиП 23-01-99 [2] и данные вносим в таблицу №1

Таблица №1

Наименование и размерность	Результаты расчетов и др. данные
Фактическое термическое сопротивление наружных стен, Rст., (м 2 • °С)/Вт	4,88
То же, пола первого этажа, Rпол., (м 2 • °С)/Вт	5,53
То же, перекрытия верхнего этажа Rпт., (м 2 • °С)/Вт	5,41
То же, окна и балконной двери, Rок., (м 2 • °С)/Вт	0,54
То же наружной двери, Rн.д., (м 2 • °С)/Вт	0,81
Толщина наружной стены дн.с., м	0,87
Тоже, пола первого этажа дпол., м	0,718
То же перекрытия потолка верхнего этажа, дпт., м	0,642
Средняя за отопительный период температура наружного воздуха tср., °С	-8,5
Продолжительность отопительного периода Z, сут.	240
Толщина внутренней несущей стены дв.с. , м	0,510
То же, для перегородки дп., м	0,25
То же, пола промежуточного этажа, дпол.п.э., м	0,3
Расчетная температура наружного воздуха(холодной пятидневки) t5., °С	-36
16. Значение коэффициента n в зависимости от положения ограждения по отношению к наружному воздуху: - для пола первого этажа - для перекрытия верхнего этажа	0,6 0,9
Размеры окон и дверей, м	1,4х1,4; 1,0х1,4; 0,8х2,0.
Размер наружной двери, м	1,2х2,2

Объект строительства - девятиэтажное многоквартирное жилое здание

Расчетная скорость ветра ?н = 2,9 м/с

Жилая комната tв=20 0С

Угловая комната tв=22 0С

Кухня tв=20 0С

Лестничная клетка tв=16 0С

Окна в помещении приняты с двойным остеклением в спаренных переплетах при уплотненном пенополиуретаном притворе сопротивление воздухопроницанию светового проема составит 0,26 (•ч/кг

Добавочные потри теплоты через ограждающие поверхности в зависимости от ориентации наружных стен, окон и дверей:

Для конструкций ориентированных на север, восток, северо-восток, северо-запад, - 0.1;

Юго-восток, запад - 0.05;

Юго-запад, юг - 0.

Наименование ограждений условно обозначаются следующим образом

НС- наружная стена

Пт - потолок

Пл - пол

ДО - окно с двойным остеклением

ДД - двойная дверь

УЖК - угловая жилая комната

РЖК - рядовая жилая комната

К - кухня

ЛК - лестничная клетка

Высоту этажа принимаем 2,7м



2. Расчетные метеорологический и теплотехнические параметры

2.1 Выбор расчетных параметров наружного воздуха

Расчетные параметры наружного воздуха для г.Иркутска для проектирования водяного отопления определяем по [4,8]. Данные заносим в таблицу №2.1

Таблица№2.1

Расчетный период года	Параметр «Б»
	Расчетная температура наружного воздуха tн, °С	Расчетная скорость ветра V, м/с
Холодный	-36	2,9

Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в обслуживаемой зоне помещений жилых зданий и общежитий для холодного и теплого периода года следует принимать [1].

2.2 Расчетные величины сопротивлений теплопередаче ограждающих конструкций помещения и коэффициентов теплопередачи

2.2.1 Сопротивление теплопередаче наружных и внутренних стен, перекрытий и окон

Сопротивление теплопередаче наружных ограждений принимаем из таблицы №1 и рассчитываем коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции по формуле:

К = 1/ R0;

Для наружной стены: К =1 / 4,88 = 0,205 Вт/(0С)

Для пола: К = 1 / 5,53 =0,181 Вт/(0С)

Для потолка: К = 1 / 5,41 = 0,185 Вт/(0С)

Для балконных дверей и окон: К = 1 /0,54 = 1,85 Вт/(0С)

Для наружных дверей: К = 1 / 0,81 = 1,23 Вт/(0С)

Полученные данные заносим в таблицу №2.2 в столбик №8.

2.2.2 Определение сопротивление теплопередаче полов

Сопротивление теплопередаче полов, расположенных на грунте определяем по условным термическим сопротивлением для отдельных зон пола и согласно рис. 1

Рис.1 Разбивка поверхности пола(а) и заглубленных частей наружных стен (б) на зоны

В нашем расчете конструкции, расположенные на грунте, имеются слои материалов с коэффициентом теплопроводности л меньше 1,16 Вт/(0С), соответственно такой пол считается утепленным. В таком случае термическое сопротивление в каждой зоне прибавляют к сопротивлению Rн.у.. В связи с этим условное сопротивление теплопередаче соответствующей зоны утепленного пола равно:

Rн.у = Rн.п. + ?( ду.с./ лу.с.)



где: ду.с. - толщина, м;

лу.с.- коэффициент теплопроводности материала каждого утепляющего слоя (учитываем только те слои , у которых л <1,16 Вт/(0С),);

Rн.п - сопротивление теплопередачи неутепленного пола для Iзоны - 2,15; II зоны - 4,3; III зоны - 8,6 и IV - 14,2 Вт/(0С),

I зона Rн.у = 2,15 + (0,05/0,1 + 0,008/0,27 + 0,35/0,076) = 7,28 Вт/(0С),

II зона Rн.у = 4,3 + (0,05/0,1 + 0,008/0,27 + 0,35/0,076) = 9,43 Вт/(0С),

III зона Rн.у = 8,6 + (0,05/0,1 + 0,008/0,27 + 0,35/0,076) = 13,73 Вт/(0С),

IV зона Rн.у = 14,2 + (0,05/0,1 + 0,008/0,27 + 0,35/0,076) = 19,33Вт/(0С),

2.3 Расчет потери теплоты через ограждающие конструкции помещения

2.3.1 Определение потерь теплоты через ограждающие конструкции помещений

Произведем расчет потери теплоты, возмещаемые системой отопления, которая определяется из уравнения теплового баланса. Тепловой баланс жилого здания в целом и для каждого отапливаемого помещения находим с помощью уравнений:

для комнат жилых зданий при Qи >Qв

Qот = Qогр + Qи - Qб,

при Qи < Qв

Qот = Qогр + Qв - Qб ;



для помещений лестничных клеток

Qот = Qогр + Qи,

где:

Qогр - потеря теплоты, Вт, через ограждения здания;

Qи - расход теплоты на нагрев поступающего в помещение наружного воздуха исходя из количества инфильтрующего через неплотности наружных ограждений воздуха, Вт;

Qв - то же, исходя из санитарной нормы вентиляционного воздуха 3 /ч на 1 площади и жилых комнат, Вт;

Qб - бытовые теплопоступления, Вт.

Чтобы произвести вышеизложенные расчеты необходимо определить потери теплоты Qогр, которые определяются по формуле:

Qогр = А•К(tн - tв)•n•(1+?в),

где: А - расчетная площадь ограждающей конструкции, , см. таблицу № 2.2;

К - коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции, Вт/(0С), см. таблицу №2.2;

tн - расчетная температура наружного воздуха, 0С, для холодного периода года ,

tв - расчетная температура внутреннего воздуха помещения 0С,

в -добавочные потери теплоты в долях от основных потерь, см. таблицу №2.2;

n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху, см. таблицу №;

Произведем расчет подставив все значения напримере помещения №101 первого этажа.

Наружная стена направление северо-запад

Qогр = 26,5 0,205 • (20-(-36)) • 1 • (1+0,15+0,1) =380 Вт

Окно направление северо-восток

Qогр = 1,96 • 1,645 • (20-(-36)) • 1 • (1+0,15+0,05) =217 Вт

Балконная дверь направление северо-восток

Qогр = 1,6 • 1,645 • (20-(-36)) • 1 • (1+0,15+0,05) =177 Вт

Наружная стена направление северо-восток

Qогр = 17,21 0,205 • (20-(-36)) • 1 • (1+0,15+0,1) =237 Вт

Пол

Qогр = 21,6 0,181 • (20-(-36)) • 0,6 =131 Вт

Все полученные данные заносим в таблицу № столбец 14

Остальные помещения рассчитываем аналогично.

2.3.2 Определяем расход теплоты на нагревание воздуха, инфильтрующегося через окна здания по формуле:

? P = (H-h)•(pн - pв)•g + 0,5 • • pн • (Cн - Сз) • к



где:

Н - высота здания, м от уровня средней планировочной отметки земли до верха карниза;

h - расчетная высота, м, от уровня земли до верха окон;

g - ускорение свободного падения g = 9.81м/;

pн, pв - плотность кг/, соответственно наружного воздуха и воздуха в помещении, определяемая по формуле, p = ;

t - температура воздуха;

?н - расчетная скорость ветра м/с;

Cн,Сз - аэродинамические коэффициенты соответственно для наветренной и подветренной поверхностей ограждений здания. При расчете применяем Cн = 0,8 ,Сз = -0,6;

к - коэффициент учета изменений скоростного давления ветра в зависимости от высоты здания принимаем по СНиП 2.01.07-85? , к = 0,65.

Вычисляем плотность наружного и внутреннего воздуха, подставив соответствующие значения для угловых помещений:

Плотность наружного воздуха pн = = 1,489 кг/

Плотность внутреннего воздуха pв = = 1,19 кг/

Получив значения, плотности внутреннего и наружного воздуха производим поэтажный расчет расчетной разности давления воздуха снаружи и внутри здания на уровне верха окна угловых помещений:

? P1 = (28,65-3,85)•(1,489-1,19)•9,81+0,5••1,489(0,8-(-0,6)) • 0,9 = 78,38 Па;

? P2 = (28,65-6,85)•(1,489-1,19)•9,81+0,5••1,489(0,8-(-0,6)) • 0,9 = 69,58 Па;

? P3 =(28,65-9,85)•(1,489-1, 1,19)•9,81+0,5••1,489(0,8-(-0,6)) • 0,9= 59,35 Па;

? P4=(28,65-12,85)•(1,489-1, 1,19)•9,81+0,5••1,489(0,8-(-0,6)) • 0,9=51,43 Па;

? P5=(28,65-15,85)•(1,489-1, 1,19)•9,81+0,5••1,489(0,8-(-0,6)) • 0,9=42,93 Па;

? P6=(28,65-18,85)•(1,489-1, 1,19)•9,81+0,5••1,489(0,8-(-0,6)) • 0,9=34,40 Па;

? P7=(28,65-21,85)•(1,489-1, 1,19)•9,81+0,5••1,489(0,8-(-0,6)) • 0,9=25,92 Па;

? P8=(28,65-24,85)•(1,489-1, 1,19)•9,81+0,5••1,489(0,8-(-0,6)) • 0,9 = 17,2 Па;

? P9 = (28,65-27,85)•(1,489-1, 1,19)•9,81+0,5••1,489(0,8-(-0,6)) • 0,9=8,55 Па;

Вычисляем плотность наружного и внутреннего воздуха, подставив соответствующие значения для рядовых помещений:

Плотность наружного воздуха pн = = 1,489 кг/

Плотность внутреннего воздуха pв = = 1,21 кг/

Получив значения, плотности внутреннего и наружного воздуха производим поэтажный расчет расчетной разности давления воздуха снаружи и внутри здания на уровне верха окна рядовых помещений:

? P1 = (28,65-3,85)•(1,489-1,2)•9,81+0,5••1,489(0,8-(-0,6)) • 0,9 = 75,94 Па;

? P2 = (28,65-6,85)•(1,489-1,2)•9,81+0,5••1,489(0,8-(-0,6)) • 0,9 = 67,44 Па;

? P3 = (28,65-9,85)•(1,489-1,2)•9,81+0,5••1,489(0,8-(-0,6)) • 0,9 = 58,94 Па;

? P4 = (28,65-12,85)•(1,489-1,2)•9,81+0,5••1,489(0,8-(-0,6)) • 0,9 = 50,43 Па;

? P5 = (28,65-15,85)•(1,489-1,2)•9,81+0,5••1,489(0,8-(-0,6)) • 0,9 = 41,93 Па;

? P6 = (28,65-18,85)•(1,489-1,2)•9,81+0,5••1,489(0,8-(-0,6)) • 0,9 = 33,47 Па;

? P7 = (28,65-21,85)•(1,489-1,2)•9,81+0,5••1,489(0,8-(-0,6)) • 0,9 = 24,92 Па;

? P8 = (28,65-24,85)•(1,489-1,2)•9,81+0,5••1,489(0,8-(-0,6)) • 0,9 = 16,4 Па;

? P9 = (28,65-27,85)•(1,489-1,2)•9,81+0,5••1,489(0,8-(-0,6)) • 0,9 = 7,9 Па;

Определяем расход инфильтрующегося воздуха через неплотности в оконных проемах поэтажно по формуле

= 0,216 •

отопление потеря теплота

где:

Аок - площадь световых проемов (окон, балконных дверей и фонарей), ;

- сопротивление воздухопроницанию заполнений световых проемов (окон, балконных дверей),(•ч/кг, принимаем согласно исходных данных 0,26 .

?Р - расчетная разность давлений на наружной и внутренней поверхностях каждой ограждающей конструкции, Па.

Подставив значения, производим расчет данного показателя для угловых помещений, получаем:

G инф1 = = 30,3 кг/ч;

G инф2 = = 26,9 кг/ч;

G инф3 = = 25,0 кг/ч;

G инф4 = = 22,8 кг/ч;

G инф5 = = 20,2 кг/ч;

G инф6 = = 17,4 кг/ч;

G инф7 = = 14,4 кг/ч;

G инф8 = = 10,9 кг/ч;

G инф9 = = 6,6 кг/ч;

Подставив значения, производим аналогичный расчет данного показателя для рядовых помещений, и заносим в таблицу № 2.2

Определяем расход теплоты на нагревание инфильтрующего воздуха по формуле:

Qи = 0,28 • Gинф • Ср • (tВ-tН)•k,

где:

- расход инфультрующегося воздуха, кг/ч;

Ср - удельная теплоемкость воздуха, равная 1,005кДж/(кг0С);

tВ, tН - расчетная температура наружного воздуха и воздуха в помещении, 0С;

k - коэффициент учета влияния встречного теплового потока принимаем равный 1.

Определяем этот показатель для угловых помещений поэтажно:

Qи1 = 0,28•30,3•1,005•(20-(-36)) 1= 477 Вт;

Qи2 = 0,28•26,9•1,005•(20-(-36)) 1= 424 Вт;

Qи3 = 0,28•25,0•1,005•(20-(-36)) 1= 394 Вт;

Qи4 = 0,28•22,8•1,005•(20-(-36)) 1= 359 Вт;

Qи5 = 0,28•20,2•1,005•(20-(-36)) 1= 318 Вт;

Qи6 = 0,28•17,4•1,005•(20-(-36)) 1= 274 Вт;

Qи7 = 0,28•14,4•1,005•(20-(-36)) 1= 227 Вт;

Qи8 = 0,28•10,9•1,005•(20-(-36)) 1= 172 Вт;

Qи9 = 0,28•6,6•1,005•(20-(-36)) 1= 104 Вт;

Аналогично определяем этот показатель для рядовых помещений поэтажно и заносим в таблицу №2.2 столбец №15

Определяем расход теплоты на нагревание вентиляционного воздуха для жилых зданий по формуле:

Qв = 0,28 • Lн• св • Ср • (tВ-tН)•k,

где:

Lн - расход удаляемого воздуха, не компенсируемый подогретым приточным воздухом, ;

св - плотность воздуха в помещении, кг/

Ср - удельная теплоемкость воздуха, равная 1,005кДж/(кг0С);

tВ, tН - расчетная температура наружного воздуха и воздуха в помещении, 0С;

k - коэффициент учета влияния встречного теплового потока, принимаем равный 1.

Подставляем в формулу значения, полученные данные заносим в таблицу №

Qв101 = 0,28•3•20,81•1,2•1,005(22-(-36))•1 = 407Вт;

Qв102 = 0,28•3•12,1•1,2•1,005(20-(-36))•1 = 229 Вт;

Qв103 = 0,28•3•19,14•1,2•1,005(20-(-36))•1 = 362 Вт;

Qв104 = 0,28•3•19,08•1,2•1,005(20-(-36))•1 = 360 Вт;

Qв105 = 0,28•3•17,3•1,2•1,005(20-(-36))•1 = 327 Вт;

Qв106 = 0,28•3•18,1•1,2•1,005(22-(-36))•1 = 354 Вт;

Qв107 = 0,28•3•18,1•1,2•1,005(22-(-36))•1 = 354 Вт;

Qв108 = 0,28•3•24•1,2•1,005(20-(-36))•1 = 454 Вт;

Qв109 = 0,28•3•13,68•1,2•1,005(20-(-36))•1 = 257 Вт;

Qв101 = 0,28•3•13,68•1,2•1,005(20-(-36))•1 = 257 Вт;

Qв111 = 0,28•3•16,93•1,2•1,005(20-(-36))•1 = 320 Вт;

Qв112 = 0,28•3•16,93•1,2•1,005(20-(-36))•1 = 320 Вт;

Qв113 = 0,28•3•12,83•1,2•1,005(20-(-36))•1 = 243 Вт;

Qв114 = 0,28•3•9,6•1,2•1,005(22-(-36))•1 = 188 Вт;

Qв115 = 0,28•3•9,0•1,2•1,005(20-(-36))•1 = 170 Вт;

Qв116= 0,28•3•9,0•1,2•1,005(20-(-36))•1 = 170 Вт;

Производим аналогичный расчет на других этажах и заносим данные в столбец №13 таблицу№16

Определив расчетную тепловую мощность системы отопления здания, вычисляем удельную тепловую характеристику здания, Вт/0С:

q =

где:

V - объем отапливаемого помещения по наружному объему, равен 14613 ;

- расчетная разность температур между средней температурой воздуха и отапливаемых помещений и температурой наиболее холодной пятидневки, 0С;



q = = 0,21 Вт/0С;

Далее определяем расход теплоты за отопительный период на отопление здания, который определяется по формуле:

Qгод = 3600•Qот 24•Z•,

где:

Qот - отопительная нагрузка здания, Вт;

- температура наружного и внутреннего воздуха, 0С;

tср.оп - температура средняя за отопительный период. равна - 8,50C ;

Z - продолжительность отопительного периода, равна 240 суток.

Подставляем все значения в формулу:

Qгод = 3600 • 166370 24•217• = 1760 ГВт.

На основании показателя расход теплоты за отопительный период определяем необходимое количество топлива по формуле:

B = ,

где:

- низшая теплотворная способность топлива природного газа равна 33530 кДж/; для каменного угля 22830 кДж/

- коэффициент полезного действия котельной установки при сжигании газа равен 89-95%; при сжигании каменного угля 82-85%.

Для природного газа:

B = = 55,25 • .

Для каменного угля:

B = = 907 • .



Заключение

Данный курсовой проект написан на тему: «Автоматизированные системы отопления». Целью курсового проекта является изучение принципиальных схем автоматизированных узлов управления в зависимости от давления в подающих и обратных трубопроводах тепловых сетей и в зависимости от схемы присоединения системы отопления к тепловому пункту.

Был произведен гидравлический расчет автоматизированной двухтрубной системы отопления с верхней разводкой, который позволил более глубоко освоить проектирование систем отопления, а также изучить методы поддержания температуры воды, подаваемой в систему отопления, выбрать наиболее приемлемый вариант поддержания требуемой температуры воды в зависимости от температуры наружного воздуха.

Данный курсовой проект, также, позволил изучить тепловой расчет отопительных приборов, в котором определялась площадь внешней поверхности каждого прибора, необходимый для обеспечения теплового потока от теплоносителя в помещение.

Размещено на Allbest.ru

...