Энергообеспечение индивидуального дома с усадьбой в п. Томинском Сосновского района с разработкой систем отопления и вентиляции

Проект системы отопления и вентиляции индивидуального жилого дома. Расчет теплового баланса здания. Выбор схемы системы отопления, типов и мощности отопительных приборов. Расчет систем отопления, водоснабжения, вентиляции. Анализ схем электроснабжения.

Рубрика Строительство и архитектура
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 08.10.2017
Размер файла 590,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ

ДЕПАРТАМЕНТ НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ И ОБРАЗОВАНИЯ ФГОУ ВПО «ЧЕЛЯБИНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АГРОИНЖЕНЕРНАЯ АКАДЕМИЯ»

ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЕ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ДОМА С УСАДЬБОЙ В П. ТОМИНСКОМ СОСНОВСКОГО РАЙОНА С РАЗРАБОТКОЙ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ И ВЕНТИЛЯЦИИ

Дипломный проект

(Выпускная квалификационная работа)

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

ТВГС.ЭОИД.00.000 ПЗ

Дипломник Ю.И. Куликова
Руководители:
к.т.н., доцент О.С. Пташкина-Гирина
Старший преподаватель Р.И. Булгакова

2010

Реферат

В дипломе спроектированы система отопления и вентиляции индивидуального жилого дома. Произведён расчёт теплового баланса здания, выбрана схема системы отопления, тип и мощность отопительных приборов и теплогенератора. Приведена схема размещения магистралей, стояков и других элементов системы. Произведён гидравлический расчёт систем отопления и водоснабжения. Рассчитана система вентиляции, выбраны диаметры воздуховода. Произведён анализ схем электроснабжения, проверена пропускная способность ВЛ от ТП до проектируемого жилого дома и качество напряжения на потребителе. Выбрана защитная аппаратура, сечение электропроводки. Рассмотрены вопросы безопасности труда при монтаже и эксплуатации котлов, перечислены меры электробезопасности. Приведена технико-экономическая оценка проекта.

отопление вентиляция жилой дом здание водоснабжение

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Технико-экономическое обоснование темы дипломного проекта

1.1 Технико-экономическое обоснование темы проекта

1.2 Выбор автономного источника теплоснабжения

2. Исходные данные для проектирования

3. Теплотехнический расчет наружных ограждений

3.1 Теплотехнический расчет наружных стен

3.2Теплотехнический расчет пола и стен подвального этажа

3.3 Теплотехнический расчет пола первого этажа

3.4 Теплотехнический расчет пола второго этажа

3.5 Теплотехнический расчет световых проемов

3.6 Теплотехнический расчет наружных дверей

3.7 Составление балансов тепла по помещениям

3.7.1 Расчет теплопотерь наружными ограждениями помещений

3.7.2 Определение бытовых тепловыделений

3.7.3 Составление балансов тепла по помещениям

3.8 Расход тепла на горячее водоснабжение

4. Система отопления

4.1 Тип системы отопления

4.2 Выбор и размещение отопительных приборов

4.3 Гидравлический расчет системы отопления

5. Выбор автономного источника теплоснабжения

5.1 Выбор котла

5.2 Выбор расширительного бака

5.3 Автоматика котла

6 Выбор и расчет системы вентиляции

6.1 Определение воздухообмена в помещениях

6.2 Выбор системы вентиляции (вытяжка)

6.3 Расчет системы вентиляции

6.4 Выбор системы вентиляции (приток)

6.4 Расположение дымоходов

7. Электроснабжение жилого дома

7.1 Определение расчетной электрической нагрузки на вводе

7.2 Выбор сечения проводов наружной сети 0,38 кВ и 0,22 кВ

7.2.1Определение расчетных нагрузок на участках ВЛ 0,38 кВ 0,22 кВ

7.2.2Определение рабочего тока в линиях

7.2.3Выбор сечения провода

7.3 Расчет токов короткого замыкания

7.3.1Исходная схема для расчета токов к.з.

7.3.2Схема замещения для расчета токов к.з.

7.3.3Результирующие сопротивления до точек к.з.

7.3.4 Расчет токов к.з.

7.3.5 Определение мощности к.з.

7.4 Выбор оборудования подстанции ТП1

7.5 Защита линии 0,38 кВ и 0,22

8. Безопасность труда

8.1 Общая характеристика

8.2 Защитные мероприятия

8.3 Расчет заземляющего устройства

8.4 Безопасность труда при монтаже и эксплуатации газового котла

8.5 Устройство защитного отключения

9. Технико-экономический расчет

9.1 Составление сметы капитальных вложений

9.2 Технико-экономическое сравнение

10. Экология

Заключение

Литература

ВВЕДЕНИЕ

Системы теплоснабжения в нашей стране развивались длительное время централизованно, на основе строительства теплоэлектроцентралей, районных и квартальных котельных. При этом постоянно совершенствовался наиболее трудоемкий и ответственный процесс - сжигание топлива, что позволяло экономить топливо. Вместе с тем централизованное теплоснабжение требует прокладки разветвленной сети подземных теплопроводов, резко удорожающей строительство и усложняющей эксплуатацию систем. Централизованное теплоснабжение неприемлемо для индивидуальных домов в сельской местности по ряду причин, в том числе из-за значительной удаленности от теплоэлектроцентралей. В силу этого наиболее рациональными системами для множества частных жилых домов следует считать местные системы теплоснабжения.

Источником тепловой энергии для теплоснабжения индивидуальных домов в большинстве случаев является собственный котел, работающий на газообразном или жидком топливе. Для приготовления воды на горячее водоснабжение используются индивидуальные водонагреватели, теплообменники или котлы со встроенными в них змеевиками.

Современная система теплоснабжения должна быть автоматизирована. Автоматизация диктуется жизненной необходимостью и требованиями строительных норм и правил (СНиП) [2]. Автоматизация решает несколько задач:

а) обеспечение в различные периоды времени стабильных, комфортных или пониженных температур воздуха в отапливаемых помещениях на уровнях, заданных самим потребителем;

б) поддержание требуемой температуры горячей воды в системе горячего водоснабжения;

в) экономия тепловой энергии или топлива, а также средств, расходуемых на их оплату, которая достигается путем максимального использования для отопления «бесплатных» теплопоступлений в помещениях от людей, освещения, солнечной радиации, электрических приборов, снижения температуры воздуха во временно эксплуатируемых помещениях, а также температуры горячей воды в системе горячего водоснабжения при ее длительном бездействии;

г) упрощение эксплуатации системы теплоснабжения. Автоматизированная система не требует вмешательства человека для ее управления;

д) охрана окружающей среды за счет исключения выбросов в атмосферу продуктов сгорания сэкономленного топлива.

Если дом предназначен для постоянного проживания, то в нем должен быть предусмотрен комплекс удобств, обеспечивающий жильцам нормальные условия жизнедеятельности. К комплексу удобств относятся система отопления, система вентиляции, горячее и холодное водоснабжение, газификация и электрификация дома.

Системы отопления и вентиляции должны обеспечить поддержание нормального для жизнедеятельности микроклимата. Особое внимание уделяется обеспечению теплового режима в периоды резких похолоданий. Создание требуемого режима помещения важно не только для благоприятного пребывания в нем человека, но также необходимо для сохранения самого здания и расположенных в нем материальных ценностей.

Водоснабжение дома является неотъемлемой частью нормальных условий хозяйственной деятельности. Горячее водоснабжение необходимо для комфортного ведения хозяйства и для гигиены человека.

Освещение является одним из важнейших параметров микроклимата. От уровня освещенности и спектрального состава света зависят здоровье, самочувствие человека, его зрительная утомляемость.

В дипломном проекте будут спроектированы система отопления, вентиляции, горячее водоснабжение и электрификация дома с учетом всех перечисленных условий и соблюдением требований СНиП.

1. Технико-экономическое обоснование темы дипломного проекта

1.1 Технико-экономическое обоснование темы проекта

Так как проектируемый дом предназначен для постоянного проживания, то в нем должен быть предусмотрен комплекс удобств, обеспечивающий жильцам нормальные условия жизнедеятельности. К комплексу удобств относятся система отопления, система вентиляции, горячее и холодное водоснабжение, газификация и электрификация дома.

Системы отопления и вентиляции должны обеспечить поддержание нормального для жизнедеятельности микроклимата. Особое внимание уделяется обеспечению теплового режима в периоды резких похолоданий. Лишь требуемое совокупное воздействие температуры внутреннего воздуха tв = 18°C, влажности в помещении ц = 65% и скорости окружающего воздуха х в = 0,3 м/с обеспечивает комфортность среды. Создание требуемого режима помещения важно не только для благоприятного пребывания в нем человека, но также необходимо для сохранения самого здания и расположенных в нем материальных ценностей.

Работу системы отопления будет обеспечивать газовый котел, установленный в котельной. Выбор газового котла основан на том, что газ является самым дешевым видом топлива. Температура воды в подающем трубопроводе системы отопления должна быть 90 °C.

Для получения требуемого вентилируемого воздуха устанавливаем приточную и вытяжные камеры. Объем вентилируемого воздуха в помещениях различного назначения должен соответствовать нормам, указанным в СНиП 2.08.01 - 89. Для жилых комнат он должен иметь тройную кратность.

Водоснабжение дома является неотъемлемой частью нормальных условий хозяйственной деятельности. Холодная вода будет поступать в дом из собственной водозаборной скважины, которая находится в 3 метрах от жилого дома, а горячую воду планируется получать от водонагревателя расположенного на котле отопления. Горячее водоснабжение необходимо для комфортного ведения хозяйства и для гигиены человека. Температура горячей воды, поступающей в кран должна составлять 55°C, а холодной 5°C.

Газоснабжение производится централизованно от газораспределительной станции. Газ в проектируемом доме необходим для работы котла, а также для газовой плиты, используемой на кухне для приготовления пищи.

В доме необходимо спроектировать электрическую сеть. Свет является одним из важнейших параметров микроклимата. От уровня его освещенности и спектрального состава зависят здоровье, самочувствие человека, его зрительная утомляемость. Электричество, кроме осветительной сети, также требуется для включения в работу бытовых электроприборов и насосов.

Из выше изложенного видна важность и обоснованность проектирования всех предложенных систем. Холодное водоснабжение, использование газа и электроэнергии не потребуют значительных затрат, в процессе эксплуатации, а будут иметь только первоначальные затраты при монтаже и покупке. Система вентиляции имеет затраты на покупку воздуховодов и жалюзийных решеток, а также приточно-вытяжной камеры (64400 тыс.руб.). Самой дорогостоящей используемой системой является система отопления, так как в ней используется газовый котел (52150 тыс.руб). Но, важно отметить, что это единичные затраты при установке оборудования. Так как в поселке и вблизи него нет котельной, то единственным решением остается использование автономного источника теплоснабжения, который в свою очередь, через определенное время окупит свою стоимость.

Таким образом, получаем, что все предусматриваемые в доме системы являются экономически обоснованными.

1.2 Выбор автономного источника теплоснабжения

Для отопления малоэтажных домов в настоящее время применяют водяное отопление с источниками теплоснабжения на жидком и газообразном топливе, а также электрические котлы.

Наиболее совершенно отопление от электрических котлов оно более экологично, безопасно и комфортно. Капитальные затраты на установку электрического котла значительно ниже, чем других источников тепла. Кроме того электрический котел не требует оборудования дымохода, специального помещения (котельной), топливопроводов, дополнительный резервуар. Но, несмотря на все достоинства у электрических котлов есть недостатки, которые становятся решающими и заставляют отказаться от использования таких котлов. Самый главный недостаток это высокая стоимость электроэнергии. Другой недостаток - сложность с получением на объект дополнительной электрической мощности.

Газ - самый дешевый вид топлива в стране. И этот фактор предопределил наиболее востребованный отопительный аппарат - газовый котел.

Несмотря на то что капитальные затраты на установку газового котла значительно превышают капитальные затраты на установку электрического, разница в стоимости газа и электроэнергии окупает газовые котлы в очень короткие сроки.

В связи с этим принимаем решение об установке в проектируемом жилом доме газового котла.

2. Исходные данные для проектирования

Проектируемый индивидуальный жилой дом расположен в поселке Томино Сосновского района. Сообщение с городом осуществляется по автомобильному шоссе. По климатическим показателям землепользование поселка относится к четвертому агроклиматическому району, который характеризуется, как умерено теплый, незначительно засушливый. Продолжительность периода с температурой выше 10 °C составляет 130 … 135 дней, средняя продолжительность безморозного периода 110 … 120 дней. Средняя высота снежного покрова 30 … 35 сантиметров. За год выпадает около 100 … 110 миллиметров осадков.

Рельеф земель представляет собой слабоволнистую равнину с развитым микрорельефом. Равнинные и слегка возвышенные участки заняты почвами черноземного типа.

Землепользование приусадебного участка проектируемого жилого дома представлено единым земельным массивом общей площадью 1117 м2, в том числе площадь под зданием 128 м2. Также на территории земельной площади расположены: хозпостройка, гараж, выгульная площадка, навозохранилище, склад, баня. Электроснабжение осуществляется по воздушной линии 0,38 кВ от комплектной трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ, расположенной в двухстах метрах от участка. Отопление и горячее водоснабжение всех потребителей поселка производится от собственных автономных котельных установок, расположенных в каждом доме. Водоснабжение осуществляется из автономной системы. Водоотведение производится в автономную систему канализации со сбором сточных вод в накопитель. Газоснабжение производится централизованно от газораспределительной станции.

Планировка проектируемого дома показана рисунках 2.1.а, 2.1.б, 2.1.в. Главный фасад здания ориентирован на юг.

Проектируемый жилой дом представляет собой двухэтажное строение. В подвальном этаже расположена мастерская, котельная, овощехранилище.

Рисунок 2.1.а - План подвального этажа

На первом этаже расположена гостиная, кухня, санузел, ванная комната, спальня.

Рисунок 2.1.б - План первого этажа

В мансарде расположено две спальни, коридор, комната отдыха.

Рисунок 2.1.в - План второго этажа дома

Главный вход в дом расположен с южной стороны здания. Пол первого этажа дома расположен на отметке +0,900.

Расчетная температура наружного воздуха для Челябинской области -34 0С.

Для отопления проектируемого объекта применяется местная система отопления с установкой газового котла. Теплоперенос в данной системе отопления осуществляется теплоносителем - водой. Циркуляция теплоносителя - принудительная. Тепловой режим здания - постоянный.

3. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ НАРУЖНЫХ ОГРАЖДЕНИЙ

3.1 Теплотехнический расчет наружных стен

Первоначально в проектируемом доме планировалась конструкция стен, представленная на рисунке 3.1. В результате последующих расчетов были получены большие значения теплопотерь через ограждающие конструкции. Для уменьшения этих значений, а, следовательно, и стоимости устанавливаемого для отопления оборудования разработана новая конструкция наружных стен. Она представлена на рисунке 3.2. Параметры слоев стены занесены в таблицы 3.1 и 3.2.

Рисунок 3.1 - Изначально планируемая конструкция наружной стены

Таблица 3.1 - первоначальная конструкция наружной стены

наименование слоя

Толщина слоя д, м

Коэффициент теплопроводности л, Вт/(мєС)

1 Кирпич силикатный пустотелый

0,12

0,76

2 Шлакоблок

0,4

0,65

3 внутренняя штукатурка

0,02

0,7

Рисунок 3.2 - Предлагаемая конструкция наружной стены

Таблица 3.2 - Предлагаемая конструкция наружной стены

наименование слоя

Толщина слоя д, м

Коэффициент теплопроводности л, Вт/(мєС)

1 Кирпич силикатный пустотелый

0,12

0,76

2 Пеноблок

0,6

0,18

3 внутренняя штукатурка

0,02

0,7

Расчет производим для холодного периода года, с учетом района строительства, условий эксплуатации, назначения здания и санитарно-гигиенических требований, предъявляемых к ограждающим конструкциям и помещению, согласно СНиП 23-02-2003 [3]. Рассмотрим расчет предлагаемой конструкции стены.

Определяем требуемое сопротивление теплопередаче Rотр, (м2 0С)/Вт, по формуле

, (3.1)

где tв - расчетная температура внутреннего воздуха, принимаемая по нормам проектирования соответствующих зданий, из [1] tв = 20 0С;

tн - расчетная наружная температура холодного периода, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки, из [2] tн = -34 0С;

n - коэффициент, учитывающий положение наружного ограждения по отношению к наружному воздуху, из [3] n = 1;

Дtн -нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности наружной ограждающей конструкции, из [3] Дtн = 4 0С;

бв - коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждения, из [3] бв = 8,7 Вт/(м2оС).

2 0С)/Вт

Градусо-сутки отопительного периода ГСОП, оСсут, определяем по формуле

, (3.2)

где tоп - средняя температура отопительного периода, из [2] tоп=-5,5 оС;

Zоп - продолжительность отопительного периода, из [2] Zоп =233 суток.

.

приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций Rопр, Вт/(м2оС), определяется в зависимости от полученного значения ГСОП и типа здания или помещения, соответствующее высоким теплозащитным свойствам по [1] Rопр = 3,5 (м20С)/Вт. Сравниваем Rотр =1,55 (м20С)/Вт и Rопр = 3,5 (м20С)/Вт и принимаем для дальнейших расчетов большее, то есть Rопр.

Уточняем фактическое общее сопротивление теплопередаче Rоф, (м2оС)/Вт, для всех слоев ограждения по формуле

(3.3)

.

Проверяем условие

, (3.4)

3,68 (м2оС)/Вт > 3,5 (м2оС)/Вт.

Коэффициент теплопередачи принятого ограждения стены k, Вт/(м2оС) будет равен

(3.5)

Вт/(м2оС).

3.2 Теплотехнический расчет пола и стен подвального этажа

Выполняется аналогично изложенному выше расчету, с помощью программы Microsoft Excel. Выбранная конструкция пола показана на рисунке 3.3, а параметры материалов конструкции пола занесены в таблицу 3.3.

Рисунок 3.3 - Конструкция пола подвального этажа

Таблица 3.3 - слои ограждающих конструкций пола подвального этажа.

Наименование слоя

Толщина слоя д,м

Коэффициент теплопроводности л, Вт/(м2С)

1

2

3

1 стяжка (цементно-песчанный раствор)

0,05

0,7

2 ПЕНОПЛЭКС 45[21]

0,1

0,028

3 гидроизоляция - пергамин

0,05

0,029

4 Песок

0,1

0,47

5 Щебень

0,1

0,14

3.3 Теплотехнический расчет пола первого этажа

Выполняется аналогично изложенному выше расчету, с помощью программы Microsoft Excel. Выбранная конструкция пола показана на рисунке 3.4, а параметры материалов конструкции пола занесены в таблицу 3.4.

Рисунок 3.4 - Конструкция пола первого этажа

Таблица 3.4 - слои ограждающих конструкций пола на первом этаже

Наименование слоя

Толщина слоя д,м

Коэффициент теплопроводности л, Вт/(м2С)

1

2

3

1. Гипсокартон влагостойкий

0,014

0,19

2. Теплоизоляция ПЕНОПЛЭКС 45 [21]

0,1

0,028

3. пароизолляция (Астротек) [21]

0,003

0,001

4.железобетонная плита без пустот

0,25

1,92

5. стяжка (цементно - песчанный раствор)

0,05

0,7

6. Подложка

0,003

0,048

7. Паркет

0,014

0,4

3.4 Теплотехнический расчет пола второго этажа

Выполняется аналогично расчету стен. Выбранная конструкция пола показана на рисунке 3.5, а параметры материалов конструкции пола занесены в таблицу 3.5.

Рисунок 3.5 - Конструкция пола второго этажа

Таблица 3.5 - слои ограждающих конструкций второго этажа

наименование слоя

Толщина слоя д,м

Коэффициент теплопроводности л, Вт/(м2С)

1

2

3

1. гипсокартон влагостойкий

0,014

0,19

2. Теплоизоляция ПЕНОПЛЭКС 45 [21]

0,1

0,028

3. Железобетонная плита без пустот

0,25

1,92

4. стяжка(цементно-песчанный раствор)

0,05

0,7

5. Подложка

0,003

0,048

6. Паркет

0,014

0,4

3.5 Теплотехнический расчет световых проемов

Требуемое термическое общее сопротивление теплопередаче Rотр, (м20С)/Вт, для световых проемов определяют в зависимости от величины ГСОП [3]. При ГСОП = 5942 оС сут сопротивление Rотр = 0,6 (м20С)/Вт.

Для заполнения световых проемов выбираем пластиковые окна «Thyssen-Фаворит» [22].

Улучшенная теплозащита благодаря:

· 71 мм ширине рамы и створки;

· стеклопакету до 36 мм;

· 5-ти воздушным камерам рамы и створкам;

· сопротивление теплопередаче 0,78 (м2 С)/Вт;

· звукоизоляция в разной сборке окна достигает 55 ДБ.

Сопротивлением теплопередаче Rоф = 0,78 (м20С)/Вт, что удовлетворяет условию Rоф > Rотр. Коэффициент теплопередачи остекления kок определен по формуле (3.12). При расчете теплопотерь из площади стены не вычитается площадь окна, так как kок= kок - kст

Рисунок 3.6 - Конструкция пластикового окна «Thyssen-Фаворит»

3.6 Теплотехнический расчет наружных дверей

Требуемое сопротивление теплопередаче Rотр для наружных дверей должно быть не менее значения 0,6 Rотр для стен здания. фактическое сопротивление теплопередаче принято Rофдв = Rотр .

Фактическое сопротивление теплопередаче для наружных дверей Rофдв, (м2·оС) /Вт, определяется по следующей формуле

(3.6)

Аналогично расчету наружных стен определяем коэффициент теплопередачи наружных дверей.

3.7 Составление балансов тепла по помещениям

3.7.1 Расчет теплопотерь наружными ограждениями помещений

В отапливаемых зданиях, при наличии разности температур между внутренним и наружным воздухом, постоянно происходят потери тепла через ограждающие конструкции: наружные стены, покрытия, полы и проемы. Системы отопления должны восполнять эти потери, поддерживая в помещениях внутреннюю температуру, требующуюся по санитарным нормам [5]. Потери тепла определяются для каждого отапливаемого помещения последовательно, через отдельные ограждения. Внутренняя температура воздуха в помещениях различного назначения принимается согласно [4]. Наименования ограждений обозначаются следующим образом: НС - наружная стена; ТО - тройное остекление; ПЛ - полы; ПТ - потолок; ДН - дверь наружная.

Для помещений подвального этажа теплопотери определяются через наружные стены, полы, остекление. Для помещений первого этажа - через наружные стены, остекление. Для мансарды - через наружные стены, остекление, потолок. Теплопотери для лестничной клетки определяются для всех этажей, через все ограждающие конструкции. Пол подвального этажа, а так же стены находящиеся ниже уровня земли рассчитываются по зонам шириной 2 метра, с различными сопротивлениями теплопередачи.

Обмер площадей наружных ограждений, при подсчете потерь теплоты через них, должна вычисляться с соблюдением определенных правил. В основном, площади определяются по внешнему обмеру: площади окон и дверей измеряются по наименьшему строительному проему; площади потолка и пола измеряются между осями внутренних стен и внутренней поверхностью наружной стены; площади наружных стен измеряются на плане - по внешнему периметру между наружным углом и осями внутренних стен, а по высоте: на цокольном этаже - от нижней поверхности перекрытия над подпольем до чистого пола второго этажа; на первом этаже -- от поверхности пола до следующего этажа; на втором этаже - от поверхности пола до верха конструкции чердачного перекрытия. Площади санузлов и коридоров прибавляются к соответствующим расчетным площадям смежных помещений.

Коэффициент теплопередачи для окон и дверей принимается за вычетом коэффициента теплопередачи стен. [13]

Добавка на ориентацию стен, дверей и световых проемов по сторонам света в1 принимаем по [1]. 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; в2 = 0,05. Добавка на поступление холодного воздуха через наружные двери в3 определяется по формуле (3.7). Эта добавка не учитывается, если дверь является запасной.

в3 = 0,22 •Н , (3.7)

где Н - высота здания.

3.7.2 Определение бытовых тепловыделений

Бытовые тепловыделения Qб ,Вт, определяются из расчета двадцать один ватт на один квадратный метр площади пола по формуле

. (3.8)

Бытовые тепловыделения не будут иметь место в овощехранилище, коридоре, прихожей.

3.7.3 Составление балансов тепла по помещениям

Баланс тепла - это определение полных теплопотерь помещений. Полные теплопотери Qполн ,Вт, определяются по формуле [10]

?Qполн = Qо + Qн - Qб, (3.9)

где Qо - теплопотери с учетом добавок, Вт;

Qн - расход теплоты на нагревание инфильтрующего воздуха, Вт;

Qб - бытовые тепловые выделения, Вт.

Составляющая Qн расхода теплоты на нагревание инфильтрующего воздуха будет отсутствовать, так как в проекте предусмотрен организованный проект.

Основные теплопотери вычисляются с точностью до 10 Вт. Далее суммируются полные теплопотери всех помещений.

В кладовой, коридоре, прихожей, санузле устанавливать радиаторы не будем, поэтому полные потери тепла распределим по соседним помещениям.

3.8 Расход тепла на горячее водоснабжение

Определим среднечасовой поток теплоты Qтh , кВт.

(3.10)

где qтh - средний часовой расход горячей воды, м3/ч;

tс - температура холодной воды подводимой к смесителю, tс = 5 0С;

Кt - коэффициент учитывающий потери теплоты трубами, по [7] Кt = 0,3.

Средний часовой расход горячей воды, , м3/ч, определим по формуле

, (3.11)

где qumh - расход воды в сутки на одного потребителя, по [7] qumh = 100 л/сут;

U - количество потребителей, U = 4 человека.

м3/ч.

Определим среднечасовой поток теплоты по формуле (3.10).

кВт.

Тогда полная потребность в теплоте на отопление и на горячее водоснабжение будет определена Qполн, кВт [12], по формуле

Qполн = УQo + Qтh (3.12)

Qполн = 6,26+ 1,28 = 7,54 кВт.

4. СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ

4.1 Тип системы отопления

Система отопления - это совокупность технических элементов, предназначенных для получения, переноса и подачи количества теплоты во все обогреваемые помещения, необходимого для поддержания температуры на заданном уровне.

В проектируемом жилом доме применяется местная система отопления, которая подразумевает отопление помещений от автономного теплового пункта.

Принимаем двухтрубную схему соединения труб, в которой каждый отопительный прибор самостоятельно присоединен к подающему и обратному разводящим трубопроводам системы. В такой системе любое вмешательство в один из приборов отопления практически не сказывается на работе других приборов. В результате этого двухтрубная система является наиболее совершенной с точки зрения автоматического регулирования и унификации отопительных приборов. По положению труб, объединяющих отопительные приборы - вертикальная параллельная схема соединения. Направление движения воды в подающей и обратной магистрали тупиковое [5].

4.2 Выбор и размещение отопительных приборов

Отопительные приборы должны обеспечивать температуру и равномерное нагревание воздуха в помещении, а также гидравлическую и тепловую устойчивость системы отопления, взрывопожарную безопасность.

Выбираем биметаллические секционные радиаторы фирмы Sira RS 300 (Италия) c рабочим давлением 40 атм. В соответствии со СНиП [5], вне зависимости от каких либо условий, у отопительных приборов следует устанавливать автоматические терморегуляторы. Эти приборы позволяют поддерживать в отапливаемом помещении постоянную температуру воздуха на уровне, задаваемом самим потребителем. Терморегуляторы состоят из двух частей: регулирующего клапана и привода. Регулирующий клапан устанавливается на прямом трубопроводе и меняет количество теплоносителя, проходящего через прибор отопления, под воздействием установленного на него привода, который, в свою очередь получает сигнал о необходимости изменения температуры воздуха в помещении от управляющего устройства [23].

Отопительные приборы следует размещать под световыми проемами в местах, доступных для осмотра, ремонта и очистки. Длина отопительного прибора должна быть не менее 75% длины светового проема. При размещении приборов под окнами вертикальные оси прибора и оконного проема должны совпадать с отклонением не более чем на 50 мм [23].

Магистраль системы отопления проложим на всех этажах. Предусматриваем регулирующую арматуру (вентили, задвижки, краны и т.д.). В принятой системе отопления теплоносителем является вода, поэтому удаление воздуха производим в верхних точках [14].

В соответствии с [6] трубопроводы располагаем на расстоянии 50 мм от стен и 50 мм от пола нижняя труба, между трубами расстояние 40 мм радиаторы - 60 мм от стен и 120 мм от пола.

Данные о выбранных отопительных приборах заносим в таблицу 4.1. Схема системы отопления с нанесением радиаторов и трубопроводов изображена на рисунке 4.1.

Таблица 4.1 - Выбор отопительных приборов

Помещение

потребная теплота

Qот , Вт

Радиаторы

Мощность

Qрад , Вт

Кол-во

N, шт

Суммарная мощность

?Qрад , Вт

Размеры

ахв, мм

Мастерская

669.5

710

1

710

372х400

Гостиная

633,2

710

1

710

372х400

Спальня

242,7

284

1

284

372х160

Ванная комната

334,32

426

1

426

372х240

Кухня

545,1

568

1

568

372х320

Прихожая

966,6

426

2

994

372х240

568

372х320

Спальня

392

426

1

426

372х240

Спальня

383

426

1

426

372х240

Комната

1233,1

710

2

1278

372х400

568

372х320

4.3 Гидравлический расчет системы отопления

Задача гидравлического расчета состоит в обоснованном выборе экономичных диаметров труб с учетом принятых перепадов давлений и расходов теплоносителя. При этом должна быть гарантирована подача его во все части системы отопления для обеспечения расчетных тепловых нагрузок отопительных приборов.

На основании расчета теплопотерь составляем аксонометрическую схему системы отопления, рисунок 4.1.

Гидравлический расчет выполняем способом удельных линейных потерь давления.

Потери давления на участке трубопровода ?р, Па, складываются из линейных и местных потерь и находятся по формуле

(4.1)

где R - удельная линейная потеря давления на один метр трубы, Па/м;

? - длина рассчитываемого участка, м;

Z - местные потери давления на участке, Па.

Расход на каждом участке Gi, кг/ч, определяем по формуле

, (4.2)

где Qi - тепловая нагрузка участка, Вт;

с - удельная массовая теплоемкость воды, с = 4,19 кДж/(кгК);

tп - температура воды в прямой магистрали, tг = 90 0С;

tо - температура воды в обратной магистрали, tо = 70 0С;

в1 , в2 - поправочные коэффициенты, учитывающие дополнительную теплоотдачу в помещение, в1 = 1,03, в2 = 1,02.

Рисунок 4.1 - Схема системы отопления

Определим расход воды на участке К - 1 по формуле (4.2)

кг/ч

Принимаем ориентировочный диаметр трубопровода d = 20 мм. Зная расход воды и диаметр труб, по [6] определяем скорость воды в трубах хК-1 = 0,082 м/с и удельные линейные потери давления RК-1 = 7,5 Па/м.

Длина участка К-1 составляет 6,9 м, так как система двухтрубная. Значения коэффициентов местных сопротивлений определим по [7], их значения для каждого участка приводим в таблице 4.2. Потери давления на местные сопротивления принимаем по [7] в зависимости от скорости воды в трубах и суммы коэффициентов местных сопротивлений, ZК-1 = 21,9 Па.

Таблица 4.2 - Значения коэффициентов местных сопротивлений

Участок

Вид местного сопротивления

Количество, n

ж

ж• n

Уж

1

2

3

4

5

6

К - 1

Шаровой кран

2

2

4

7,2

Отвод под углом 90°

4

0,6

1,2

Тройник на проход

2

1

2

1 - Ст1

Отвод под углом 90°

2

0,6

1,2

8,2

Радиатор

1

2

2

Шаровой кран

1

2

2

Терморегулятор

1

3

3

1 - 2

Тройник на проход

2

1

2

2

2 - Ст2

Отвод под углом 90°

2

0,6

1,2

8,2

Радиатор

1

2

2

Шаровой кран

1

2

2

Терморегулятор

1

3

3

2 - 3

Тройник на проход

2

1

2

2

3 - Ст3

Отвод под углом 90°

2

0,6

1,2

8,2

Радиатор

1

2

2

Шаровой кран

1

2

2

Терморегулятор

1

3

3

3 - 4

Отвод под углом 90°

4

0,6

2,4

2,4

4 - Ст4

Радиатор

1

2

2

10,2

Шаровой кран

1

2

2

Терморегулятор

1

3

3

Тройник на проход

2

1

2

Отвод под углом 90°

2

0,6

1,2

К - 5

Шаровой кран

2

2

4

7,2

Отвод под углом 90°

2

0,6

1,2

Тройник на проход

2

1

2

5 - Ст5

Терморегулятор

1

3

3

10,2

Шаровой кран

1

2

2

Радиатор

1

2

2

Тройник на проход

2

1

2

Отвод под углом 90°

2

0,6

1,2

5 - 6

Тройник на проход

2

1

2

2

6 - Ст6

Терморегулятор

1

3

3

10,2

Шаровой кран

1

2

2

Радиатор

1

2

2

Тройник на проход

2

1

2

Отвод под углом 90°

2

0,6

1,2

6 - 7

Отвод под углом 90°

6

0,6

3,6

3,6

7 - Ст7

Терморегулятор

1

3

3

10,2

Шаровой кран

1

2

2

Радиатор

1

2

2

Тройник на проход

2

1

2

Отвод под углом 90°

2

0,6

1,2

Потери давления на данном участке трубопровода ?р, Па, найдем по формуле (4.1):

Па.

Расчет остальных участков произведен аналогично при помощи программы Microsoft Excel и сведен в таблицу 4.3.

Полные потери давления приведены в таблицах 4.2 и 4.3.

Таблица 4.3 - Результаты гидравлического расчета системы отопления

Участок

Тепловая нагрузка Qуч, Вт

Расход воды Gуч, кг/ч

Длина участка L, м

Диаметр трубы d, мм

Удельное сопротивление R, Па/м

Скорость теплоносителя V, м/с

Сумма коэффициентов ?ж

Потери на трение R•l, Па

Потери на местные сопротивления Z, Па

R? + Z, Па

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

К - 1

2389,35

107,8

6,9

20

7,5

0,082

7,2

52,16

21,9

74,06

1 - Ст1

396,6

17,9

5,67

20

0,5

0,014

8,2

2,84

0,88

3,72

1 - 2

1992,75

89,9

7,15

20

5,5

0,069

2

39,37

4,79

44,16

2 - Ст2

242,7

10,95

5,67

20

0,5

0,014

8,2

2,84

0,88

3,72

2 - 3

1750,05

78,9

4,24

20

3,6

0,060

2

15,26

3,52

18,78

3 - Ст3

669,5

30,2

5,67

20

0,8

0,023

8,2

4,54

2,44

6,98

3 - 4

1080,55

48,7

5,9

20

1,3

0,037

2,4

7,75

1,56

9,31

4 - Ст4

1080,55

48,7

8,88

20

1,3

0,037

10,2

11,54

7,82

19,36

К - 5

3010,17

136

0,98

20

11,2

0,103

7,2

7

37,7

44,7

5 - Ст5

726,32

32,7

8,88

20

0,86

0,025

10,2

7,6

2,44

10,04

5 - 6

2283,85

103

7,78

20

6

0,072

2

46,7

4,79

51,47

6 - Ст6

928,1

42

8,88

20

1,1

0,032

10,2

9,7

5,99

15,69

6 - 7

1355,75

61

29,2

20

1,8

0,047

3,6

52

4,89

56,89

7- Ст7

1355,75

61

8,88

20

1,8

0,047

10,2

16

12,2

28,2

Из приведенного расчета видно, что расхождение в расчетных потерях давления на параллельно соединенных участках меньше допустимого. Поэтому можно не ставить дроссельные шайбы.

5. Выбор автономного источника теплоснабжения

5.1 Выбор котла

Расчетная тепловая нагрузка котла равна полной потребности теплоты на отопление и горячее водоснабжение Q = 7,54 кВт. Работа котлов допускается с перегрузкой или недогрузкой, не превышающей 25% средней нагрузки.

Учитывая данные требования, выбираем котёл PROTHERM Тигр 12 KTЗ мощностью 3,5-11,5 кВт, предназначенный для работы на природном газе со встроенным циркуляционным насосом и расширительным бачком [18].

Котел предназначен для нагрева отопительной воды (ОВ) и подготовки горячей воды (ГВС), обеспечивает регулярный предварительный подогрев теплообменника ГВС. Этим обеспечивается существенно более быстрая подача ГВС к крану. Циркуляцию ОВ в отопительной системе или резервуаре обеспечивают насос, установленные в котле. Котел поддерживает установленную температуру отопительной воды. К котлу присоединяется комнатный регулятор.

Работа котла будет регулирована в соответствии с температурой в помещении, в котором установлен комнатный регулятор. Нагрев ГВС имеет всегда приоритет перед отоплением. Это значит, что нагрев воды в отопительной системе начинается только после нагрева ГВС на требуемую температуру [18].

Габаритные размеры котла показаны на рисунке 5.1, а основные технические характеристики котлов занесены в таблицу 5.1.

Таблица 5.1 - Основные характеристики котла Тигр 12 KTЗ

наименование величины

Единицы измерения

Значение

1

2

3

Номинальная тепловая мощность

кВт

3,5-11,5

Топливо

Природный газ

КПД

%

91

Объем расширительного бачка ОВ

л

10

Напряжение питания/частота

В/Гц

230/50

Потребная мощность

Вт

95

Класс защиты

IP

Х4D

Мин./Макс. Давление ОВ

кПа

80/300

Рабочая температура ОВ

0С

45-85

Отвод продуктов горения (способ)

турбо

Диаметр дымохода

мм

60/100

Вес без воды

кг

70

а) б) в)

а - вид спереди, б - вид спереди в разрезе, в - вид сбоку

Рисунок 5.1 - Габаритные размеры котла Тигр 12 KTЗ

Вследствие того, что вода имеет свойство при нагреве расширяться, то во избежание разрыва системы отопления из-за увеличения в ней объема воды предусматриваем установку расширительных баков, куда будут поступать избытки теплоносителя - воды.

Управление системой отопления осуществляется с использованием комнатного термостата, который управляет электроприводом специального трехходового смесителя. Он подключает контур отопления к котлу или временно отключает от него, прекращая тем самым подогрев теплоносителя [18].

Схема подключения котла показана на рисунке 5.2.

Рисунок 5.2 - Схема подключения котла Тигр 12 KTЗ

5.2 Выбор расширительного бака

В выбранный котёл встроен расширительный бак объемом 10 л. Проверим, соответствует ли объем расширительного бака емкости системы отопления.

Объем расширительного бака V, л, найдем по формуле

, (5.1)

где Vс - емкость котла, всех труб и аккумуляторов тепла; на один киловатт мощности приходится пятнадцать литров, кВт•л;

% - коэффициент расширения жидкости, равный 4%;

Н - эффективность мембранного бака, Н = 0,45 кВт;

Емкость котла, всех труб и аккумуляторов тепла, л, найдем по формуле

Vс = Q•15, (5.2)

где Q - расчетная тепловая нагрузка котла, кВт.

Определим емкость котла, всех труб и аккумулятора тепла по формуле (5.2)

Vс = 7,54 •15 = 113,1 л

Определим объем расширительного бака по формуле (5.1)

л

Встроенный расширительный бак соответствует нужному объему, поэтому не устанавливаем дополнительный бак.

5.3 Автоматика котла

Котел предназначен для нагревания теплоносителя в системе отопления и подготовки горячей воды (далее, ГВС). Резервуар ГВС обогревается самостоятельным отопительным контуром. Циркуляцию теплоносителя в отопительной системе или резервуаре обеспечивают насос, установленный в котле. Насос теплоносителя управляется термостатом и начинает работать только тогда, когда температура теплоносителя достигнет величины, установленной на термостате. Этим сокращается время нагрева воды в котловом теплообменнике после долговременной остановки котла. Нагрев ГВС всегда имеет приоритет перед отоплением. Это значит, что нагрев воды в отопительной системе начинается только после нагрева ГВС до требуемой температуры [18].

Существует несколько способов управления котлом:

1) прямое управление в зависимости от температуры теплоносителя и ГВС в котле;

2) прямое управление согласно температуре в котле, дополненное управлением с помощью комнатного регулятора для более качественного управления отопительным режимом котла. Регулятор поддерживает котел в рабочем состоянии до тех пор, пока не установится заданная температура воздуха в помещении, где расположен комнатный регулятор;

3) управление в зависимости от внешней температуры, то есть эквитермическое регулирование, когда температура теплоносителя меняется согласно с заранее выбранной кривой отопления (на панели котла). При оснащении радиаторов термостатическими клапанами, данный способ обеспечивает постоянный тепловой режим в отапливаемом помещении независимо от времени дня и атмосферных условий;

4) эквитермическое регулирование, дополненное комнатным регулятором;

5) управление, согласно наружной температуры с выбором ночного режима температуры воздуха в отапливаемом помещении. Данный способ является самым экономным способом обеспечения теплового режима объекта.

При настройке ночного режима температуры воздуха котел достигает температуры теплоносителя, которая является результатом настроенной температуры, минус, выбранный режим и при прямом управлении согласно температуре в котле.


Подобные документы

  • Теплотехнический расчет систем отопления и вентиляции жилого дома. Определение теплопотерь через ограждающие конструкции, выбор отопительных приборов. Определение воздухообменов с учетом геометрии здания и систем вентиляции; аэродинамический расчет.

    реферат [1,8 M], добавлен 22.10.2013

  • Общие сведение об объекте строительства и его местоположении. Расчет теплопотерь помещения через ограждающие конструкции. Конструирование системы отопления. Расчет отопительных приборов для малоэтажного жилого здания. Система естественной вентиляции.

    курсовая работа [38,0 K], добавлен 01.05.2012

  • Проектирование систем коммуникаций (отопления, вентиляции, горячего и холодного водоснабжения, газоснабжения и канализации) для автономного дома. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций, в соответствии с требованиями по энергосбережению.

    курсовая работа [442,8 K], добавлен 22.02.2011

  • Географическая и климатическая характеристика района строительства. Определение тепловой мощности системы отопления. Гидравлический расчет трубопровода и нагревательных приборов. Подбор водоструйного элеватора, аэродинамический расчет системы вентиляции.

    курсовая работа [95,6 K], добавлен 21.11.2010

  • Конструктивные особенности здания. Расчет ограждающих конструкций и теплопотерь. Характеристика выделяющихся вредностей. Расчет воздухообмена для трех периодов года, системы механической вентиляции. Составление теплового баланса и выбор системы отопления.

    курсовая работа [141,7 K], добавлен 02.06.2013

  • Определение вылета уток на подводках к отопительным приборам и в местах присоединения стояка к магистралям. Расчёт заготовительных длин деталей системы отопления и вентиляции. Подбор средств крепления отопительных приборов. Ведомость крепёжных деталей.

    курсовая работа [817,6 K], добавлен 15.08.2014

  • Климатические характеристики района строительства. Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций здания. Определение тепловой мощности системы отопления. Конструирование и расчет системы отопления и систем вентиляции. Расчет воздухообмена.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 24.12.2010

  • Определение параметров однотрубной системы отопления с нижней разводкой. Гидравлический и тепловой расчет приборов лестничной клетки, коэффициента местного сопротивления. Параметры водоструйного элеватора. Определение показателей естественной вентиляции.

    курсовая работа [530,3 K], добавлен 28.04.2014

  • Расход воздуха для производственных помещений. Расчет системы водяного отопления. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций. Аэродинамический расчёт приточной механической системы вентиляции. Расчет воздухообмена в здании. Подбор, расчет калорифера.

    курсовая работа [419,4 K], добавлен 01.11.2012

  • Расчет теплотехнических ограждающих конструкций для строительства многоквартирного жилого дома. Определение теплопотерь, выбор секций отопительных приборов в однотрубных системах отопления. Аэродинамический расчет системы естественной вытяжной вентиляции.

    курсовая работа [124,2 K], добавлен 03.05.2012

  • Основная цель системы отопления - создание теплового комфорта в помещении. Выбор и расчет системы отопления жилого дома в г. Мариинск. Термическое сопротивление ограждающих конструкций, их толщина и подбор материалов. Расчет тепловых потерь помещений.

    курсовая работа [3,1 M], добавлен 24.12.2011

  • Анализ климатических данных местности. Характеристика различных систем отопления и вентиляции. Особенности водяного и воздушного отопления в гостиницах и торговых комплексах. Применение тепловых завес. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций.

    отчет по практике [421,7 K], добавлен 15.03.2015

  • Описание объемно-планировочных и строительных решений цеха. Экспликация вспомогательных помещений. Характеристика существующих систем отопления и вентиляции. Составление поверочного теплового баланса для проведения реконструкции цеха. Расчет теплопотерь.

    дипломная работа [343,8 K], добавлен 17.03.2013

  • Теплотехнический расчет ограждающих конструкций. Разработка системы отопления, определение тепловых нагрузок. Гидравлический расчет водяного отопления. Подбор оборудования теплового пункта. Конструирование систем вентиляции, расчет воздухообменов.

    курсовая работа [277,4 K], добавлен 01.12.2010

  • Общие требования к системам водяного отопления. Потери теплоты через ограждающие конструкции помещений. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций. Гидравлический расчет системы холодного и горячего водоснабжения. Параметры вытяжной вентиляции.

    курсовая работа [116,5 K], добавлен 22.09.2012

  • Тепловой режим здания, параметры наружного и внутреннего воздуха. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций, тепловой баланс помещений. Выбор систем отопления и вентиляции, типа нагревательных приборов. Гидравлический расчет системы отопления.

    курсовая работа [354,1 K], добавлен 15.10.2013

  • Определение сопротивлений теплопередачи наружных ограждающих конструкций. Расчет тепловых потерь ограждающих конструкций здания. Гидравлический расчет системы отопления. Расчет нагреватальных приборов. Автоматизация индивидуального теплового пункта.

    дипломная работа [504,6 K], добавлен 20.03.2017

  • Расчет теплопередачи наружной стены, пола и перекрытия здания, тепловой мощности системы отопления, теплопотерь и тепловыделений. Выбор и расчёт нагревательных приборов системы отопления, оборудования теплового пункта. Методы гидравлического расчета.

    курсовая работа [240,4 K], добавлен 08.03.2011

  • Теплотехнический расчет стены, чердачного и подвального перекрытия, окна и входной двери. Тепловые потери через ограждения. Определение количества секций отопительных приборов. Расчет тепловлажностного режима, систем водяного отопления и вентиляции.

    курсовая работа [163,2 K], добавлен 27.11.2015

  • Конструктивная схема административного здания. Теплотехнический и влажностный расчёт ограждающих конструкций. Показатели тепловой защиты. Определение мощности, гидравлический расчет системы отопления. Системы вентиляции и кондиционирования воздуха.

    дипломная работа [1003,7 K], добавлен 15.02.2017

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.