Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Развитие газовой промышленности и газоснабжения городов, посёлков промышленных предприятий на базе природных газов в России началось в середине 40-ых годов. Пуск газопровода Саратов - Москва явился началом широкой газификации страны. За прошедший период газовая промышленность превратилась в важную отрасль народного хозяйства, а газотранспортные системы - в крупные топливоснабжающие системы страны. электрод газопровод коммуникация

Базой для широкого развития газовой промышленности являются значительные запасы природного газа, которые в результате успешно проводимых геологических работ непрерывно возрастают.

Совершенствование, интенсификация и автоматизация технологических процессов приводят к необходимости повысить качество расходуемых теплоносителей. В наибольшей мере по сравнению с другими видами топлива этим требованиям удовлетворяет природный газ.

Снабжение природным газом городов и населенных пунктов имеет своей целью: улучшение бытовых условий населения, замену более дорогого твёрдого топлива или электроэнергии в тепловых процессах на промышленных предприятиях, тепловых электростанциях, на коммунально-бытовых предприятиях, в лечебных учреждениях, предприятиях общественного питания, улучшение экологической обстановки в городах и населенных пунктах, так как природный газ при сгорании практически не выделяет в атмосферу вредных газов.

Природный газ подается в города и поселки по магистральным газопроводам, начинающимся от мест добычи газа (газовых месторожде-ний) и заканчивающихся у газораспределительных станций (ГРС), рас-положенных возле городов и поселков.

Для снабжения газом всех потребителей на территории городов строится распределительная газовая сеть, оборудуются газорегуляторные пункты или установки (ГРП и ГРУ), сооружаются необходимые для эксплуатации газопроводов контрольные пункты и другое оборудование.

На территории городов и посёлков газопроводы прокладываются только под землёй.

На территории промышленных предприятий и тепловых электростанций газопроводы прокладываются над землей на отдельно стоящих опорах, по эстакадам, а также по стенам и крышам производственных зданий.

Природный газ используется населением для сжигания в бытовых газовых приборах: плитах, водяных газовых нагревателях, в отопительных котлах

На предприятиях коммунально-бытового обслуживания населения газ используется для получения горячей воды и пара, выпечки хлеба, приготовления пищи в столовых и ресторанах, отопления помещений.

В лечебных учреждениях природный газ используется для санитарной обработки, приготовления горячей воды, для приготовления пищи.

На промышленных предприятиях газ сжигают в первую очередь в котлах и промышленных печах. Его также используют в технологических процессах для тепловой обработки изделий, выпускаемых предприятием.

В сельском хозяйстве природный газ используется для приготовления корма животным, для обогрева сельскохозяйственных зданий, в производственных мастерских.

При проектировании газовых сетей городов и поселков приходится решать следующие вопросы:

- определить всех потребителей газа на газифицируемой территории;

- определить расход газа для каждого потребителя;

- определить места прокладки распределительных газопроводов;

- определить диаметры всех газопроводов;

- подобрать оборудование для всех ГРП и ГРУ и определить места их расположения;

- подобрать всю запорную арматуру (задвижки, краны, вентили);

- определить места установки контрольных трубок и электродов для контроля за состоянием газопроводов время их эксплуатации;

- разработать способы прокладки газопроводов при их пересечении с другими коммуникациями (дорогами, теплотрассами, реками, оврагами и т.п.);

- определить сметную стоимость строительства газопроводов и всех сооружений на них;

- разобрать мероприятия для безопасной эксплуатации газопроводов.



1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

1.1 Общие характеристики деревни Любовское. Определение параметров наружного воздуха

Деревня Любовское в Приморском районе Архангельской области. Входит в состав Лисестровского сельского поселения (муниципальное образование «Лисестровское»)

Деревня расположена между федеральной автомобильной дорогой М8 «Холмогоры» на юго-западе, путями Северной железной дороги на востоке и границей городского округа «Город Архангельск» на севере. Ближайшая железнодорожная станция, Бакарица, находится в километре к северу.

В деревне Любовское преобладает малоэтажная частная застройка, включающая дачные дома, коттеджи и прочие хозяйственные постройки.

1.2 Определение расчетных параметров наружного воздуха для проектирования инженерных систем

Климат субарктический, морской с продолжительной зимой и коротким прохладным летом. Он формируется под воздействием северных морей и переносов воздушных масс с Атлантики в условиях малого количества солнечной радиации.

Осадков от 400 до 600 мм в год. Характерна частая смена воздушных масс, поступающих из Арктики и средних широт. Погода крайне неустойчива.

Из-за близости к областному центру климатические данные для села принимаем равными климатическим параметрам города Архангельск согласно СП 131.13330.2012. Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99*.

Согласно данного СНиП климат города умеренный, морской с продолжительной умеренно холодной зимой и коротким прохладным летом. Среднегодовая температура воздуха 1,3 ⁰С.

Самый холодный месяц - январь, со среднемесячной температурой воздуха - -12,8 ⁰С.

Самый теплый месяц - июль, со среднемесячной температурой - 16,3 ⁰С.

Продолжительность теплого периода - до 189 дней, холодного - 176 дней.

Расчетная температура наружного воздуха для проeктирования системы отопления принимается температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92. Расчетную скорость ветра следует принимать равной максимальной из средних скоростей ветра за январь.

Средняя температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки ⁰С.

Средняя температура наружного воздуха за отопительный период ⁰С.

Продолжительность отопительного периода день.

1.3 Определение расчетных параметров внутреннего воздуха в помещении для проектирования инженерных систем

Параметры микроклимата при отоплении и вентиляции помещений следует принимать по ГОСТ 30494 и СанПиН 2.2.4.548 для обеспечения метеорологических условий в холодный период года в обслуживаемой зоне жилых помещений температуру воздуха, минимальную из оптимальных температур. В районах с температурой наиболее холодной пятидневки ⁰С и выше в жилых комнатах принимается ⁰С. Для угловых жилых помещений температура внутреннего воздуха принимается на 2⁰С выше указанных значений. Температура внутреннего воздуха принимается: для кухонь, туалетов, коридоров ⁰С, для лестничной клетки ⁰С.



2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

2.1 Определение сопротивлений теплопередачи наружных ограждений

В основе теплотехнического расчета лежит определение сопротивления теплопередаче наружной ограждающей конструкции здания , (м²·єС)/Вт, которое должно быть не меньше нормируемого значения, (м²·єС)/Вт [15].

От теплотехнических качеств наружных ограждений зданий зависит:

- благоприятный микроклимат зданий, т. е. обеспечение температуры и влажности воздуха в помещении не ниже нормативных требований;

- количество тепла, теряемого зданием в зимнее время;

- температура внутренней поверхности ограждения, гарантирующая защиту от образования на ней конденсата;

- влажностный режим ограждения, влияющий на теплозащитные качества ограждения и его долговечность.

Теплотехнический расчет проводится для всех наружных ограждений для холодного периода года с учетом района строительства, назначения здания, и условий энергосбережения [15].

В качестве исходных данных для выполнения теплотехнического расчета, определения теплозащитных свойств ограждающих конструкций принимаются параметры внутреннего и наружного воздуха, а также теплофизические характеристики строительных материалов ограждений.

Необходимо рассчитать сопротивление теплопередачи для наружных стен жилого дома, распложенного в деревне Любовское. Конструкция наружной стены приведена на рисунке 2.1.



Рисунок 2.1 - Конструкция наружной стены: 1 - сайдинг, мм; 2 - утеплитель Эковата, мм; 3 - брус, мм; 4 - воздушная прослойка, мм; 6 - гипсокартон, мм.

Нормируемое значение сопротивления теплопередач ограждающих конструкций примем [15] в зависимости от градусов суток района строительства. находим по следующей формуле:

, ,	(2.1)

Где - температура внутреннего воздуха, ^оС;

- средняя температура наружного воздуха, ^оС;

- продолжительность отопительного периода, сутки.

, .



Вычислим по формуле (2.2) численное значение R_reg:

, ,	(2.2)

где - градусо-сутки отопительного периода;

- коэффициенты, значения которых следует принимать по данным для жилых зданий [15].

,

Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции должно быть не менее требуемых сопротивлений теплопередаче , рассчитываемых дважды. Вначале находится из второго условия тепловой комфортности, которое определяет температуру охлажденной поверхности, допустимую для человека, находящегося у этой поверхности, а затем вычисляется исходя из условия энергосбережения. В качестве минимально возможного требуемого термического сопротивления выбирается наибольшее из этих значений.

Выполнение второго условия тепловой комфортности (для охлажденных поверхностей) обеспечивается заданием нормируемого перепада температур между внутренним воздухом и внутренней поверхностью ограждения Сопротивление теплопередачи определяется по формуле (2.3):

, ,	(2.3)



где - коэффициент учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху ;

- нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции,^оС [15], ;

- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций [15], ;

- температура внутреннего воздуха, ^оС;

- расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, ^оС.

, .	(2.3)

Принимаем для наружной стены численное значение большей и равной .

Сопротивление для однослойной или многослойной ограждающей конструкции определяется по формуле (2.4):

,,	(2.4)

где - сопротивление теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции;

- термическое сопротивление ограждающей конструкции, с последовательно расположенными однородными слоями;

- сопротивление теплоотдачи наружной поверхности стены.

,,	(2.5)

где - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, .

, ,	(2.6)

где , , , - термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, .

, ,	(2.7)

где - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающих конструкций для условий холодного периода, .

Термическое сопротивление каждого из однородных слоев рассчитывается по следующим формулам:

, ,	(2.8)
, ,
, ,
, ,
, ,
, .

На основании условия и формулы (1.4) определяем предвари-тельную толщину утеплителя из минераловаты:

, м,

, м

В соответствии с требованиями унификации принимаем общую толщину панели , м

Принимаем в качестве расчётного значения толщину утеплителя слоя плиты минераловатой ЗАО «Минеральная вата» мм.

Вычисляем действительное значение сопротивления теплопередаче для наружной стены:

, .

Так как 3,69>3,54, то значения коэффициента теплопередачи определяем по формуле:

, .	(2.9)
, .



2.2 Расчет перекрытия над неотапливаемым подвалом

Конструкция перекрытия приведена на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 - Конструкция перекрытия: 1 - ламинат мм, ; 2 - подложка мм, ; 3 - фанера мм, ; 4 - утеплитель Эковата мм, ; 5 - доски мм, .

Нормируемое значение сопротивления теплопередач ограждающих конструкций примем по [15] в зависимости от градусов суток района строительства. находим по формуле (2.1):

, ,

Вычислим по формуле (2.2) численное значение :

, .



Сопротивление теплопередачи определяется по формуле (2.3):

, ,

где - коэффициент учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху ;

- нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции,^оС [15], ;

- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций [15], ;

- температура внутреннего воздуха, ^оС;

- расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, ^оС.

, .

Принимаем для покрытия численное значение R_reg большей и равной .

Сопротивление для однослойной или многослойной ограждающей конструкции определяется по формуле (2.4).

Термическое сопротивление каждого из однородных слоев рассчитывается по следующей формуле (2.8).

Вычисляем значение толщины утеплителя Эковата (2.10):

	(2.10)
, - черновые доски; , - фанера; , - подложка; , - ламинат; , .

Принимаем в качестве расчётного толщину утеплителя мм.

Вычисляем действительное значение сопротивления теплопередачи:

Так как условие выполняется (), то значение коэффициента теплопередачи определяется по формуле (2.9).

, .
, .

2.3 Расчет чердачного перекрытия

Пространство последнего этажа жилого помещения называется чердак. Именно сопротивление теплопередачи для перекрытия чердака нам нужно рассчитать. Конструкция перекрытия приведена на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 - Конструкция чердачного перекрытия: 1 - металлочерепица мм; 2 - утеплитель Пенопласт мм, ; 3 - паропленка мм, ; 4 - утеплитель Эковата мм, ; 5 - гипсокартон мм, .

Нормируемое значение сопротивления теплопередач ограждающих конструкций примем по [15] в зависимости от градусов суток района строительства. находим по формуле (2.1):

, .

Вычислим по формуле (2.2) численное значение :

, .

Сопротивление теплопередачи определяется по формуле (2.3):

, ,
,

где - коэффициент учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху ;

- нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции,^оС [15], ;

- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций [15], ;

- температура внутреннего воздуха, ^оС;

- расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, ^оС.

Принимаем для покрытия численное значение R_reg большей и равной .

Сопротивление для однослойной или многослойной ограждающей конструкции определяется по формуле (2.4).

Термическое сопротивление каждого из однородных слоев рассчитывается по следующей формуле (2.8).

Металлочерепица при подсчете теплопотерь через крышу не учитывается, т.к. между ней и утеплителем вентиляционная прослойка.

Вычисляем значение толщины утеплителя Эковата(2.10):

	(2.10)
, - пенопласт; , - пароизоляционная пленка; , - гипсокартон; , .

Принимаем в качестве расчётного толщину утеплителя мм.

Вычисляем действительное значение сопротивления теплопередачи:

Так как условие выполняется (), то значение коэффициента теплопередачи определяется по формуле (2.9).

, .
, .

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ МОЩНОСТИ ЗДАНИЯ

Температурная обстановка в помещении зависит от тепловой мощности системы отопления, а также от расположения обогревающих устройств, теплозащитных свойств наружных ограждений, интенсивности других источников поступления и потерь теплоты.

Под тепловой мощностью понимается сумма тепловых потоков, поступающих в помещение, которую должна нейтрализовать система, чтобы обеспечить в пределах рабочей зоны помещения в течение рабочего времени заданную (рабочую) температуру воздуха.

Для нейтрализации воздействий на микроклимат системы обеспечения подают в помещение потоки теплоты, влаги и свежего воздуха.

В свою очередь, нагрузка на систему и определяет ее требуемую мощность (тепловую, холодильную, электрическую).

Тепловая нагрузка на систему отопления равна алгебраической сумме тепловых потоков, поступающих в помещение.

В холодное время года помещение теряет теплоту через наружные ограждения, теплота расходуется на нагрев наружного воздуха, поступающего в помещение через неплотности в ограждающих конструкциях и через систему вентиляции, а также на нагрев материалов, транспортных средств, изделий, одежды, которые холодными попадают с улицы в помещение.

Системой вентиляции в помещение может подаваться воздух с более низкой температурой, технологические операции могут быть связаны с процессами, сопровождаемыми затратами теплоты.

Поступление теплоты в помещение происходит от технологического оборудования, источников искусственного освещения, инсоляции, нагретых материалов, изделий, людей. В помещениях также могут осуществляться технологические процессы с выделением теплоты. [2,3,20].

Принимая, что все тепловые потоки направлены внутрь помещения, можно определить знак того или иного потока. Так, поток со знаком «плюс» соответствует теплопоступлению, а со знаком «минус» - тепловым потерям помещения

Для определения тепловой мощности системы отопления , составляют баланс часовых расходов теплоты для расчетного зимнего периода в виде:

, Вт,	(3.1)

где - потери теплоты через ограждающие конструкции здания, Вт;

- расход тепла на нагревание воздуха, поступающего в помещение при инфильтрации и вентиляции, если эти составляющие не учтены в тепловом балансе для расчета вентиляции, Вт;

- дебаланс между расходом тепла на технологические нужды и минимальными технологическими и бытовыми теплопоступлениями, Вт.

При определении тепловой мощности системы отопления для жилого или общественного здания уравнение теплового баланса можно выразить в виде:

, Вт,	(3.2)

где и - тоже, что в формуле (5.1);

- регулярные бытовые теплопоступления в помещение от электрических приборов, источников искусственного освещения, тела человека.

Сведением всех составляющих поступлений и расхода теплоты в тепловом балансе помещения определяется дефицит или избыток теплоты. Вт.

Дефицит теплоты указывает на необходимость устройства в помещении отопления, избыток теплоты обычно ассимилируется воздухом и с ним отводится из помещения вентиляцией.

Расчетная тепловая мощность системы отопления соответствует максимальному дефициту теплоты.

3.1 Основные потери теплоты через ограждающие конструкции зданий

Основные потери теплоты Q_огр, Вт, через рассматриваемые ограждающие конструкции зависят от разности температуры наружного и внутреннего воздуха и рассчитываются с точностью до 10 Вт по формуле:

, Вт,	(3.3)

где - коэффициент теплопроводности наружного ограждения, Вт/(м²⁰С);

- расчетная площадь ограждающей конструкции, м²;

- расчетная температура внутреннего воздуха, ⁰С;

- расчетная температура наружного воздуха, ⁰С;

- добавочные потери теплоты в долях от основных потерь, определяемые по [20];

- коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху по [15].

Тепловые потери через внутренние ограждения между смежными помещениями следует учитывать при разности температуры воздуха t_в этих помещений более 3 єС. Тепловые потери для лестничной клетки определяются для всех этажей сразу, через все ограждающие конструкции, как для одного помещения.

3.2 Добавочные потери теплоты через ограждающие конструкции зданий

Основные тепловые потери через наружные ограждения, обусловленные разностью температуры внутреннего и наружного воздуха, оказываются меньше фактических тепловых потерь, так как не учитывается целый ряд факторов, вызывающих дополнительные потери теплоты, которые называются добавочными и определяемые по формуле:

, Вт.	(3.4)

Добавочные потери теплоты учитываются по следующим статьям:

а) добавки на ориентацию помещений по отношению к сторонам света и принимаются для наружных вертикальных и наклонных стен, дверей и окон, обращённых на север, восток, северо-восток и северо-запад, , на юго-восток, запад, , на юг и юго-запад, и учитываются в соответствии с рисунком 3.1.



Рисунок 3.1 - Значения коэффициента добавок на ориентацию

б) при наличии в помещении двух и более наружных стен принимается добавка на все вертикальные ограждения, равная ;

в) дополнительные потери теплоты на нагревание холодного воздуха, поступающего при кратковременном открывании наружных входов, не оборудованных воздушно-тепловыми завесами, принимаются в зависимости от типа входных дверей и высоты здания Н, м:

? для тройных дверей с двумя тамбурами между ними: Q_д.нд = Q_огр.нд (0,2Н);

? для двойных дверей с тамбурами между ними: Q_д.нд = Q_огр.нд (0,27Н);

? для двойных дверей без тамбура: Q_д.нд = Q_огр.нд (0,34Н);

? для одинарных дверей: Q_д.нд = Q_огр.нд (0,22Н), где Q_огр.нд - основные тепловые потери через наружные двери в помещении лестничной клетки.

г) дополнительные потери теплоты на нагревание холодного воздуха в зданиях любого назначения учитываются для необогреваемых полов первого этажа над холодными подпольями зданий в местностях с расчётной температурой наружного воздуха - 40єС и ниже принимаются равными



3.3 Расчет расхода теплоты на нагрев инфильтрующегося наружного воздуха

Наружный воздух поступает в помещения под действием разности давлений наружного и внутреннего воздуха. Наружный воздух без его предварительного нагревания может непосредственно поступать в помещения через специальные приточные устройства, и в этом случае инфильтрация является организованной. В случае его поступления через существующие неплотности и щели в стенах, воротах, окнах, фонарях инфильтрация носит неорганизованный характер.

Потери теплоты на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха необходимо определять, учитывая два вида поступлений воздуха в помещения:[3,14]

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

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

Потери теплоты на инфильтрацию наружного воздуха через неплотности и щели в стенах, воротах, окнах, фонарях в наружных ограждениях жилых зданий Q_инф1 определяются по величине нормативной воздухопроницаемости G^н для окон и балконных дверей жилых зданий по формуле:

, Вт,	(3.5)

где - количество инфильтрующегося воздуха, поступающего в помещение через неплотности наружных ограждающих конструкций, кг/ч

- коэффициент, учитывающий нагревание инфильтрующегося воздуха в ограждении встречным тепловым потоком, равный 1,0;

- расчетная температура внутреннего воздуха, ⁰С;

- расчетная температура наружного воздуха, ⁰С;

- удельная теплоемкость воздуха равна 1,49 кДж/(кг⁰С).

Количество теплоты, необходимое для нагревания инфильтрующегося воздуха, поступающего в помещения за счет естественной вытяжной вентиляции Q_инф2 определяется по формуле:

, Вт,	(3.6)

где - расход удаляемого воздуха, м³/ч, принимаемый для жилых зданий равным 3 м³/ч на 1 м² площади жилых помещений;

- плотность наружного воздуха, принимается по [20];

- расчетная температура внутреннего воздуха, ⁰С;

- расчетная температура наружного воздуха, ⁰С;

- удельная теплоемкость воздуха равна 1,49 кДж/(кг⁰С).

За расчетные потери теплоты на инфильтрацию наружного воздуха следует принимать большее из полученных значений Q_инф1 и Q_инф2.

3.4 Расчет бытовых теплопоступлений в помещениях

При расчете тепловой мощности системы отопления необходимо учитывать регулярные бытовые теплопоступления в помещение от электрических приборов и электрооборудования, от людей, от источников искусственного освещения, от солнечной радиации, поступающей через остекление и через покрытие здания.

При этом значения бытовых тепловыделений от электрических приборов и электрооборудования и от людей, поступающих в комнаты и кухни жилых домов, следует принимать в количестве не менее 10 Вт на 1 м² площади помещения и определять по уравнению,

, Вт,	(3.7)

где - площадь пола отапливаемого помещения, м².

Значения бытовых тепловыделений от электрических приборов и электрооборудования, от людей, от источников искусственного освещения, от солнечной радиации, поступающей через остекление и покрытие здания в помещения общественных зданий следует принимать в количестве не менее 21 Вт на 1 м² площади помещения и определять по уравнению,

, Вт,	(3.8)

Все расчеты выполнены в соответствии СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», СП 131.13330.2012 Строительная климатология и сводам правил к ним. Теплопотери для помещений вычисляют с точностью до 10 Вт.

В приложении 1 приведён расчёт тепловых потерь.



4. РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ

4.1 Описание принятых конструктивных решений по системам отопления

Система отопления представляет собой сильно разветвленную и сложно закольцованную сеть теплопроводов, по каждому участку которой должно переноситься определенное количество тепла [3,9,20]. Данный процесс осуществляется за счет заполнения системы теплоносителем - водой. Нагретая вода, по трубам подающего трубопровода, направляется во все отопительные приборы, пройдя через которые, она отдает свое тепло и возвращается назад по обратному трубопроводу в тепловой узел. В теплообменнике вода снова нагревается и вновь направляется к приборам. Для доставки и передачи в каждое помещение обогреваемого здания необходимого количества тепловой энергии необходимы трубопроводы. Так как теплопередача происходит при охлаждении определенного количества теплоносителя, то требуется выполнить гидравлический расчет системы.

Выполнение точного расчета такой сети является сложной гидравлической задачей. В инженерной практике эта задача решается методом подбора. В водяных системах количество принесенного тепла теплоносителем зависит от его расхода и перепада температуры при охлаждении воды в приборе [3,9,20]. При известном перепаде температуры теплоносителя по теплопроводам системы должен быть подведен определенный расчетом расход воды к каждому отопительному прибору.

При таком подходе выполнить гидравлический расчет сети теплопроводов системы отопления сводится к подбору диаметров отдельных участков с учетом принятых перепадов давления и расчетных расходов теплоносителя [9].

При этом должна быть гарантирована подача его во все части системы отопления для обеспечения расчетных тепловых нагрузок нагревательных приборов.

Гидравлический расчет выполняют по пространственной схеме системы отопления, вычерчиваемой в аксонометрической проекции. На схеме выявляются циркуляционные кольца, делятся на участки и наносят тепловые нагрузки.

Участком называют трубу постоянного диаметра с одним и тем же расходом теплоносителя. Последовательно соединенные участки, образующие замкнутый циркуляционный контур воды через тепловой генератор, составляют циркуляционное кольцо системы.

Система отопления принята двухтрубная от коллекторов, расположенных на каждом этаже дома, с принудительной циркуляцией теплоносителя (воды), температура которого в подающем трубопроводе системы отопления 95°С, в обратном трубопроводе 70°С.

Предусмотрена установка отопительных приборов типа: конвекторы «Изотерм» (с воздуховыпускным краном и терморегулирующим клапаном) с настенным креплением. Помещения ванной комнаты отапливаются при помощи конвекторов и «теплого пола». Параметры теплоносителя в системе отопления на радиаторы 95-70°С, а на «теплый пол» 50-40°С.

Для напольного отопления, подключаемого непосредственно к коллектору, запитывающего радиаторы, необходимо использовать узел автоматической регулировки. Трубопроводы от котла до распределительных коллекторов проложены из полипропиленовых труб.

Прокладка трубопроводов от коллекторов до отопительных приборов выполнена скрытая в конструкции пола из металлопластиковых труб ”PEX-AL-PEX”.



4.2 Тепловой расчет отопительных приборов

Тепловой расчет приборов заключается в определении площади внешней нагревательной поверхности каждого отопительного прибора, обеспечивающей необходимый тепловой поток от теплоносителя в помещение. Расчет проводится при температуре теплоносителя, устанавливаемой для условий выбора тепловой мощности приборов.

Теплопотребность помещения , Вт, определяется по формуле:

, Вт,	(4.2.1)

где - теплопотери помещения, Вт;

Расход воды через отопительный прибор , кг/ч, определяется по формуле:

, Вт,	(4.2.2)

где  - теплопотери помещения из таблицы 3, Вт;

 - коэффициент зависящий от шага номенклатурного ряда прибора;

 - коэффициент зависящий от вида прибора и способа установки.

Перепад температур теплоносителя между входом и выходом каждого отопительного прибора будет постоянным, т.е.

, Вт,	(4.2.3)
, Вт.

Требуемый номинальный тепловой поток , Вт, для выбора типоразмера отопительного прибора, определяется по формуле:

, Вт,	(4.2.4)

где - теплопотребность рассматриваемого помещения, Вт, определенная по формуле (4.2.1);

- комплексный коэффициент приведения номинального условного теплового потока прибора к расчетным условиям, определяется по формуле:

,	(4.2.5)

где n, р, с - экспериментальные числовые показатели, [3];

-коэффициент учета атмосферного давления в данной местности, b=0,9;

- коэффициент учёта направления движения теплоносителя, =1;

- разность средней температуры воды в отопительном приборе и температуры окружающего воздуха, определяется по формуле:

, оС ,	(4.2.6)

где - средняя температура между входом и выходом каждого отопительного прибора;

- температура воздуха в помещении;

- расход воды в приборе, кг/ч, определяется по формуле:

, кг/ч,	(4.2.7)

где - теплопотребность рассматриваемого помещения, Вт;

- коэффициент учета дополнительного теплового потока устанавливаемых отопительных приборов за счет округления сверх расчетной величины, зависит от номенклатурного шага радиатора и равен [9];

- коэффициент учета дополнительных потерь теплоты отопительными приборами, расположенными у наружных ограждений, [9];

- удельная массовая теплоёмкость воды, равная 4,187 Вт/(кг⁰С);

- температурный перепад между горячей и охлажденной водой, ⁰С

Количество секций радиатора определяется по формуле:

, кг/ч,	(4.2.8)

где - требуемый номинальный тепловой поток, Вт;

- нормативный условный тепловой поток с одной секции, Вт.

Результаты расчета приведены в таблице 4.2.1.



Таблица 4.2.1 - Расчет отопительных приборов

№ помещения	Теплопотери помещения Q, Вт	Расход воды через отопительный прибор Gпр, кг/ч	Комплексный коэффициент приведения номинального условного теплового потока прибора, ?к	Суммарна теплоотдача труб, проложенных в пределах помещения Qтр, Вт	Требуемая теплоотдача прибра, Qпр, Вт	Требуемый номинальный тепловой поток Q н.тр, Вт	Минимальное количество секций отопительного прибора, Nmin	Количтесво секций отопительного прибора, Nуст
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1 этаж
101	2272,47	85,22	0,800	113,62	2158,85	2697,12	14	15
102	3919,34	146,98	0,760	195,97	3723,37	4900,10	27	27
103	3026,83	113,51	0,708	151,34	2875,49	4063,86	22	23
105	2409,94	90,37	0,801	120,50	2289,44	2856,92	15	16
106	1804,44	67,67	0,797	90,22	1714,22	2151,53	11	12
Мансардный этаж
201	2686,4	100,74	0,787	134,32	2552,08	3244,01	18	18
202	2923,89	109,65	0,755	146,19	2777,70	3677,04	20	20
203	3478,3	130,44	0,758	173,92	3304,39	4359,09	24	24
205	2667,4	100,03	0,787	133,37	2534,03	3221,52	17	18
206	1098,61	41,20	0,789	54,93	1043,68	1323,00	7	7

4.3 Гидравлический расчет системы отопления

При подборе диаметра труб в циркуляционном кольце исходят из принятого расхода воды и скорости движения воды.

Определяем коэффициент гидравлического трения л по формуле:

,	(4.3.1)

где - коэффициент эквивалентной шероховатости, равный 0,5 мм;

- диаметр трубопровода, м.

Удельные потери давления на участке , определяем по формуле:

, Па/м,	(4.3.2)

где - средняя плотность теплоносителя, кг/м³, равная в данном случае:

Если удельные потери давления для основного участка не превышают 80 Па/м, а для ответвлений не более 300 Па/м, то окончательно определяем линейные потери давления на участке , по формуле:

кПа,	(4.3.3)

где - длина участка.

Потери давления в местных сопротивлениях, , определяем по формуле:

кПа,	(4.3.4)

где - сумма коэффициентов местных сопротивлений на данном участке, представленных в таблице 4.3.1.



Таблица 4.3.1 - Ведомость коэффициентов местных сопротивлений

№ уч-ка	d, мм	Наименование местного сопротивления	Кол-во
1	15	Тройник на проход	1	1	1
2	15	Отвод	1	1,5	2,5
		Тройник на проход	1	1
3	15	Тройник на проход	1	1	9
		Кран двойной регулировки	2	4
4	15	Крестовина на поворот	1	3	11
		Кран двойной регулировки	2	4
5	15	Тройник на проход	1	1	9
		Кран двойной регулировки	2	4
6	15	Отвод	1	1,5	2,5
		Тройник на проход	1	1
7	15	Отвод	1	1,5	6,5
		Кран двойной регулировки	1	4
		Тройник на проход	1	1
8	15	Отвод	1	1,5	9,5
		Кран двойной регулировки	2	4
		Кран двойной регулировки	1	4
9	15	Крестовина на поворот	1	3	11
		Кран двойной регулировки	2	4
10	15	Отвод	1	1,5	5,5
		Кран двойной регулировки	1	4
11	15	Отвод	1	1,5	5,5
		Кран двойной регулировки	1	4
12	15	Отвод	1	1,5	5,5

Суммарные потери давления ?Р определяем по формуле:

, кПа.	(4.3.5)

На данном этапе, определили все сопротивления, кроме сопротивле-ний компенсаторов температурного удлинения. Гидравлический расчет представлен в Приложении 2.



5. РАСЧЕТ РАСХОДА ТЕПЛОТЫ НА ГОРЯЧЕЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ

Тепловая нагрузка на нужды горячего водоснабжения (ГВС) определяепо максимальному часовому расходу , которая определяется по [22]:

, Вт,	(5.1)

где - средний часовой расход теплоты на ГВС, Вт, в свою очередь определяется по формуле (5.4);

- коэффициент часовой неравномерности потребления горячей воды, показывающий во сколько раз максимальный часовой расход воды больше среднего расхода. Зависит от вида здания и числа потребителей в здании. Может быть рассчитан по уравнению (5.2)

-коэффициент, учитывающий потерю теплоты трубопроводами, равен 0,3.

,	(5.2)

где - норма расхода горячей воды на одного потребителя в час наибольшего водопотребления, л/(ч ^. потр);

- среднесуточная норма расхода на одного потребителя, л/(сут ^. потр);

- часовой расход воды водоразборным прибором, л/ч.

Значения , л/(сут ^. потр), , л/(ч ^. потр), , л/ч для различных видов зданий приведены в специальной нормативной и справочной литературе. Для жилых зданий эти показатели могут быть равны л/(ч ^. потр); л/(ч ^. потр); л/ч.

Тогда уравнение (5.2) для жилых зданий будет иметь вид:

.	(5.3)

Для условий, когда , коэффициент будет равен:

,
, Вт,	(5.4)

где - плотность горячей воды, кг/л. При температуре 55 ⁰С по табличным данным равна 0,986 кг/л;

- среднечасовая норма расхода горячей воды, л/ч, определяющаяся по уравнению (5.5);

t_г - расчетная температура горячей воды, 55 ⁰С;

t_х - средняя температура холодной воды в отопительный период, 5 ⁰С.

, л/ч,	(5.5)

где -число потребителей горячей воды в здании равное 4;

- суточная норма расхода горячей воды на одного потребителя, л/(сут ^. потр), при расчетной температуре воды 55 ⁰С. Принимается по справочным данным [22] равной 105 л/ (сут ^. потр).

Тогда среднечасовую норму расхода получим равной:

, л/ч,

Подставив значения выражения (5.5) в формулу (5.3) получим:

, Вт,

Тогда максимальный расход по выражению (5.1) составит:

, Вт.

6. ПОДБОР ГАЗОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Особое внимание при проектировании системы газоснабжения жилого дома следует уделить выбору газового котла, так как это основной элемент системы отопления жилого дома. Газовый котел представляет собой устройство сгорания газа, предназначенное для выработки тепловой энергии для обогрева помещений (объектов) различного назначения и для нагрева воды на хозяйственные нужды. Иными словами, газовый котел - это теплообменник, который передает энергию, получаемую при сгорании газа теплоносителю, далее тепло передается воде.

Практически все отопительные котлы, работающие на природном газе, имеют схожую конструкцию. В целом они состоят из нескольких главных элементов: корпус; электронная автоматика - она контролирует функционирование всех узлов; камера сгорания - емкость из металла, покрытая слоем теплоизоляционного материала; горелка - она располагается в нижней части камеры и зажигается в автоматическом режиме; расширительный бак и теплообменник.

Производители газового оборудования традиционно предлагают два вида отопительных котлов в зависимости от типа размещения - настенные и напольные. Напольные газовые котлы целесообразно устанавливать в загородных домах и коттеджах площадью боле 250 м². Напольные котлы, в основном, имеют массивные размеры и большую мощность, по сравнению с настенными котлами. Встречаются модели напольных котлов мощностью свыше 250 кВт. Кроме того, монтаж напольные газового котлы должен осуществляться в отдельном помещении - котельной (топочной), площадью не менее 4 м² и высотой потолка от 2,5 м.

Настенные газовые котлы отличаются доступностью, компактностью и простотой использования. Обычно, настенные газовые котлы используются в квартирах и небольших домах, площадью не более 200 м². Мощность настенных газовых котлов, в среднем, составляет от 12 до 40 кВт. Настенные газовые котлы в настоящее время имеют наиболее широкое применение, так как они имеют ряд неоспоримых преимуществ, среди которых можно выделить: оплату за фактически расходуемые энергоносители, независимость от пользования горячей водой, возможность самостоятельно определять температурный режим в сети отопления, а также начало и окончание отопительного сезона.

По своим функциональным возможностям и области применения все газовые отопительные котлы можно поделить на одноконтурные и двухконтурные. Одноконтурные газовые котлы предназначены только для обогрева помещений и больше подходят для отопления небольших домов и квартир, где уже имеется горячее водоснабжение. Для того чтобы использовать одноконтурный котел для горячего водоснабжения, к нему необходимо дополнительно подсоединить бойлер. В этом случае, одноконтурный настенный котел будет выполнять две функции, но по сути все равно останется одноконтурным котлом с бойлером.

Особенностью двухконтурного газового котла является то, что он имеет две функции: это отопление помещения и нагрев воды для водоснабжения. Обе эти задачи он выполняет независимо друг от друга. Строение двухконтурного газового котла представляет собой сложную конструкцию из медных трубок (по которым течет теплоноситель) и металлических (стальных) пластин, которые повышают теплоемкость котла.

Кроме того, все газовые котлы по типу выброса отработанной смеси можно разделить на котлы с открытой и закрытой камерой сгорания. Газовые котлы с открытой камерой сгорания или, как их еще называют, с естественной тягой - представляют собой наглядный пример классической схемы, когда воздух, необходимый для горения и работы такого оборудования, забирается непосредственно из помещения, в котором установлен такой котел. Другими словами - оборудование самостоятельно потребляет ту необходимую дозу воздуха, которая требуется ему для последующего сгорания газа в специальном отсеке газового котла. Котел с открытой камерой сгорания представляет собой крупногабаритный стационарный прибор, который практически невозможно установить в квартире, в частных домах такой котел устанавливается только в отдельных нежилых помещениях.

Котел с закрытой камерой сгорания - это герметичный агрегат, в который необходимый для сгорания газа воздух поступает прямо с улицы по собственному воздуховоду. Продукты сгорания также выводятся по индивидуальному дымоходу, не попадая в общедомовой дымоход и не соприкасаясь с воздухом помещения. В таком дымоходе по наружной трубе заходит холодный внешний воздух, а по внутренней выходят горячие отработанные газы. Схема работы газового котла с замкнутой камерой сгорания делает его самым экологичным отопительным оборудованием, рекомендованным для проектирования индивидуальных систем отопления жилых помещений площадью до 200 м².

На сегодняшний день на рынке отопительного оборудования представлено огромное количество котлов различных производителей. Европейские производители газовых котлов представлены торговыми марками: Bosch, Buderus, Vaillant, Viessmann, Wolf (Германия); Alphatherm, Ariston, Baxi, Ferroli, Hermann (Италия); Chaffoteaux, Chappee (Франция); Roca (Испания); Termet (Польша); Protherm (Словакия); Electrolux (Швеция). В России наиболее заметными производителями газовых котлов являются «Газаппарат», «АЗГА», «Сигнал». Из азиатских стран на рынке наиболее широко представлены концерны Kiturami, Navien (Южная Корея) и Rinnai (Япония).

Современные газовые котлы являются устройствами высокого уровня качества. Они снабжены всеми необходимыми системами безопасности: защитой от перегрева, от нарушения дымоудаления, от отключения электропитания. Многие модели имеют защиту от замерзания, которое могло бы произойти при отключении газа. Современные отопительные приборы оснащены также встроенными датчиками температуры. Кроме того, они обычно имеют встроенную систему самодиагностики, которая анализирует состояние элементов и в случае неисправностей информирует об этом потребителя при помощи специальных кодов ошибок на табло.

Рассмотрим подробнее проект газификации коттеджа. Отапливаемая площадь рассматриваемого дома составляет 176 м². В дипломном проекте предусматривается установка в коттедже газовой четырех конфорочной плиты Gorenje GI6322XA для пищеприготовления и настенного двухконтурного газового котла Roda VorTech Duo CS32 (Turbo) мощностью 32 кВт для отопления и горячего водоснабжения, технические характеристики которого представлены в таблице 6.

Таблица 6 - Технические характеристики настенного двухконтурного газового котла Roda VorTech Duo CS32 (Turbo)

Страна	Германия
Тип котла	Энергозависимые
Режим работы	Отопление/ГВС
Камера сгорания	Закрытая
Горелка	Модулируемая
Max мощность, кВт	32,3

Подобные документы

• Меры безопасности при строительстве систем газоснабжения

  Классификация газопроводов по давлению. Правила проектирования газораспределительных сетей: строительные материалы, защита от коррозии, расположение. Правила прокладки подземных и надземных газопроводов, размещения газоиспользующего оборудования.
  
  реферат [124,7 K], добавлен 14.12.2010
  

• Строительство газопроводов из полиэтиленовых труб

  Применение пластмассовых труб в строительстве. Технология сварки полиэтиленовых труб, специальные методы контроля сварных соединений полиэтиленовых газопроводов. Монтажные работы на полиэтиленовых газопроводах, устройство вводов, переходы через преграды.
  
  курс лекций [182,8 K], добавлен 23.08.2010
  

• Газоснабжение района города

  Характеристики природного газа, его годовые расходы и режим потребления. Выбор системы газоснабжения. Гидравлический расчет газопроводов. Устройство внутридомовых газопроводов и использующего оборудования. Размещение счетчиков и отвод продуктов сгорания.
  
  курсовая работа [207,0 K], добавлен 30.04.2011
  

• Газоснабжение населённых пунктов и зданий

  Использование газа для освещения и отопления в первой половине XIX века. Основное назначение газорегуляторных пунктов и установок. Устройство подземных, надземных и наземных газопроводов. Сварка, укладка и защита газопроводов от почвенной коррозии.
  
  реферат [990,1 K], добавлен 11.01.2014
  

• Эксплуатация и наладка систем теплогазоснабжения и вентиляции

  Классификация систем теплоснабжения. Профилактическое обслуживание газопроводов. Канальная и бесканальная вентиляция. Общие требования в контролю параметров микроклимата. Основные приборы и средства контроля наличия вредных веществ и пыли в воздухе.
  
  учебное пособие [7,6 M], добавлен 15.03.2010
  

• Проект блочной установки газовых котельных наружного размещения "Норд" административных зданий

  Способы теплоснабжения административных зданий. Схемы и оборудование теплосетей. Свойства теплоносителей. Гидравлический расчет газопроводов теплосети. Характеристики газовой котельной, расчет ее параметров в зависимости от теплопотерь помещения.
  
  дипломная работа [784,3 K], добавлен 22.03.2018
  

• Проектирование распределительного газопровода в деревне Подсосенье Великоустюгского района Вологодской области

  Общие сведения потребителей газа. Определение плотности и теплоты сгорания природного газа. Подбор оборудования газорегуляторного пункта. Меры безопасности, техническое обслуживание. Требования охраны труда при сварке полиэтиленовых газопроводов.
  
  дипломная работа [756,9 K], добавлен 20.03.2017
  

• Оборудование газопроводных систем

  Изучение условий прокладки газопроводов и описание требований к соединениям труб газопровода. Определение требований к помещениям при установке газовых приборов. Характеристика материалов газопроводных систем зданий. Состав газорегуляторных установок.
  
  шпаргалка [28,1 K], добавлен 30.10.2013
  

• Проект газоснабжения в селе Дулепово

  Общее описание села Дулепово. Определение параметров наружного воздуха. Нормативно-техническое обеспечение проектирования наружных газопроводов низкого давления: технологические и конструктивные решения. Подбор оборудования газорегуляторного пункта.
  
  дипломная работа [598,7 K], добавлен 10.07.2017
  

• Газоснабжение сельской местности природным газом

  Выбор системы газоснабжения в сельской местности, проблемы установки газораспределительных пунктов. Использование труб из полиэтилена, их экономичность и эффективность. Определение расчетных расходов газа по участкам. Гидравлический расчет газопроводов.
  
  курсовая работа [2,7 M], добавлен 06.10.2013
  

• Проект газоснабжения двухэтажного жилого дома

  Определение плотности и теплоты сгорания природного газа. Анализ основных параметров системы газоснабжения. Гидравлический расчет газопроводов низкого давления. Сравнение полиэтиленовых труб с металлическими трубами, их достоинства и недостатки.
  
  дипломная работа [463,3 K], добавлен 15.02.2017
  

• Проект газоснабжения хозяйственной постройки с котельной мощностью 160 кВт в деревне Нагорье

  Разработка проекта отопительной котельной для частного жилого дома с хозяйственными постройками деревни Нагорье Вологодского района. Особенности расчета тепловых потерь здания, подбора основного и вспомогательного оборудования и газопроводов котельной.
  
  дипломная работа [2,4 M], добавлен 20.03.2017
  

• Газоснабжение города

  Основные характеристики газообразного топлива. Определение количества жителей. Расход газа на комунально-бытовые нужды, тепла на отопление, вентиляцию и ГВС жилых и общественных зданий. Гидравлический расчет магистральных газопроводов высокого давления.
  
  курсовая работа [403,1 K], добавлен 15.05.2015
  

• Газоснабжение микрорайона города Новороссийска

  Обоснование выбора источников, выбор схемы газоснабжения жилого микрорайона. Определение годовых расходов газа равномерно распределёнными и сосредоточенными потребителями. Устройство и гидравлический расчёт распределительных и внутридомовых газопроводов.
  
  курсовая работа [235,9 K], добавлен 11.02.2011
  

• Разработка газоснабжения города

  Расчет расходов газа различными категориями потребителей. Подбор регулятора давления. Газовый пищеварительный котёл КПГ-250. Защита газопроводов от коррозии. Климатические данные. Схема газоснабжения города. Гидравлический расчет кольцевых газовых сетей.
  
  курсовая работа [203,8 K], добавлен 16.02.2016
  

• Проектирование двухэтажного коттеджа

  Проект строительства гражданского здания в г. Курск. Несущий остов и конструктивные системы здания, основные конструктивные элементы. Спецификация сборных элементов. Наружная и внутренняя отделка. Инженерное оборудование. Технико-экономические показатели.
  
  курсовая работа [363,3 K], добавлен 04.03.2010
  

• Строительный комплекс Архангельской области

  Анализ объема работ, выполненных по виду экономической деятельности строительства по формам собственности. Основные показатели работы строительных предприятий и организаций. Расчет динамики строительства жилых домов. Анализ состояния жилищного фонда.
  
  курсовая работа [63,9 K], добавлен 10.10.2012
  

• Проект вентиляции здания столовой на 750 чел. в г. Мирном Архангельской обл.

  Разработка системы вентиляции двухэтажного здания столовой в городе Мирном Архангельской области, предназначенного для обеспечения питания военнослужащих и рассчитанного на 750 посадочных мест. Подбор вытяжных вентиляционных агрегатов и приточных камер.
  
  дипломная работа [1,9 M], добавлен 10.07.2017
  

• Строительство трубопровода в г. Саратов

  Анализ природно-климатических условий строительства. Основные характеристики труб для прокладки подземных инженерных сетей. Проект организации строительства и производства работ, технологическая схема. Охрана труда и техника безопасности на участке.
  
  курсовая работа [2,1 M], добавлен 04.11.2012
  

• Разработка проекта производства работ для строительства крупнопанельного 1-секционного 12-ти этажного жилого здания

  Проект организации строительства крупнопанельного 1-секционного 12-ти этажного жилого здания в г. Краснодаре. Объемы строительно-монтажных работ, сметная стоимость и материально-технические ресурсы строительства. Мероприятия по охране окружающей среды.
  
  курсовая работа [239,0 K], добавлен 21.06.2009
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам