Отопление 5-этажного 1-секционного жилого здания в городе Новосибирске

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Южно-Уральский государственный университет

(национальный исследовательский университет)»

Институт «Архитектурно-строительный»

Кафедра «Градостроительство, инженерные сети и системы»

Расчётно-графическая работа

Отопление 5-этажного 1-секционного жилого здания в городе Новосибирске

по дисциплине «Отопление»

Сидорук Оксана

Челябинск 2019



ОГЛАВЛЕНИЕ

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ПРОЕКТИРВОАНИЯ

1.1 Характеристика объекта проектирования

1.2 Климатические данные

1.3 Параметр внутреннего воздуха

1.4 Характеристики наружных ограждающих конструкций

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ МОЩНОСТИ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ

2.1 Определение тепловых потерь через наружные ограждающие конструкции

2.2 Определение тепловых потерь на нагрев воздуха, поступающего в помещения в результате несбалансированной вентиляции

2.3 Определение тепловых потерь на нагревание воздуха, инфильтрующегося через наружные ограждающие конструкции лестничной клетки

2.4 Расчёт теплопотерь здания по укупленным показателям . Отдельная тепловая характеристика

3. ОПИСАНИЕ ПРИНЯТОЙ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ

3.1 Гидравлический расчёт основного циркуляционного кольца

3.2 Последовательность гидравлического расчета

3.3 Гидравлический расчёт второстепенных циркуляционных кольц

4. ПОДБОР ЦИРКУЛЯЦИОННОГО НАСОСА

5. УВЯЗКА ЦИРКУЛЯЦИОННЫХ КОЛЕЦ

5. Эпюра циркуляционного давления

6. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ

6.1 Тепловой расчёт отопительного прибора лестничной клетки

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЕЧСКИЙ СПИСОК

Приложение А (План типового этажа

Приложение Б (Расчёт теплопотерь первого этажа

Приложение В (Расчёт теплопотерь типового этажа

Приложение Г (Расчёт теплопотерь последнего этажа

Приложение Д (Таблица расчётных участков

Приложение Е (Аксонометрическая схема разводящих магистралей

Приложение Ж (Гидравлический расчёт основного циркуляционного кольца

Приложение К (Гидравлический расчёт второстепенного циркуляционного кольца 1

Приложение Л (Гидравлический расчёт второстепенного циркуляционного кольца 2



1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

1.1 Характеристика объекта проектирования

Объектом проектирования является система отопления пятиэтажного односекционного жилого здания в городе Новосибирске.

Система отопления - двухтрубная. Отопительные приборы по выбору. Источник теплоснабжения- тепловые сети.

Описание здания:

Количество квартир : 3 ( трёхкомнатная, двухкомнатная и однокомнатная)

Конструктивные характеристики здания :

-высота типового этажа 3.3м;

-толщина межэтажного перекрытия 0,3м ;

- высота неотапливаемого чердака от пола до верха покрытие 2,0м;

-отметка пола подвала -2,700м;

- средняя планировочная отметка земли -0,700;

Высота отапливаемого объёма :

Hот.зд= (1.1)

м

Высота здания от средней планировочной отметки до устья вытяжной шахты:

Hзд= (1.2)

м

1.2 Климатические данные

Расчётные параметры наружного воздуха для проектирования системы отопления принимаются по СП 131.13330.2018 «Строительная климатология». Расчётная температура наружного воздуха для проектирования системы отопления, принимается по параметрам Б. А также расчётные параметры наружного воздуха для проектирования системы отопления, принимаются по СП 50.13330.2012 «Теплова защита зданий» .

=-37 ; = -12,0 ; 222 ; Средняя скорость ветра , за период среднесуточной температурой : ??=3,6 м/с.

1.3 Параметры внутреннего воздуха

Таблица 1.1 - Параметры внутреннего воздуха

Наименование помещений	Температура внутреннего воздуха, tв
Жилая комната	21
Угловая ЖК	23
Кухня	19
Угловая кухня	21
Совмещенный с/у	24
Лестничная клетка	16
Межквартирный коридор	18

1.4 Характеристики наружных ограждающих конструкций

Согласно СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий»

Градусо-сутки отопительного периода, °С·сут/год, определяют по формуле:

(1.1)

ГСОП=(21-(-12,0))222=7326 ·сут/год

Значения R_о^тр для величин ГСОП, отличающихся от табличных, следует определять по формуле

R_о^тр = a?ГСОП + b, (1.2)

где ГСОП - градусо-сутки отопительного периода, °С?сут/год, для конкретного пункта;

a, b - коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы для соответствующих групп зданий

Для наружных стен:

R_о^тр = 0,00035?7326+ 1,4=3,9 ·°С /Вт

Для пола:

R_о^тр = 0,00045?7326+1,9=5,2 ·°С /Вт

Для потолка с чердачным перекрытием :

R_о^тр = 0,00045?7326+1,9=5,2 ·°С /Вт

Согласно ГОСТ Р 56926-2016 Конструкции оконные и балконные различного функционального назначения для жилых зданий:

Для окон: ограждающая конструкция тепловой отопительный

R_о^тр = 0,7·°С /Вт

Для дверей :

R_о^тр = Rнс0,6=2,4·°С /Вт

Таблица 1.2 - Сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций

Наим. НОК	, мм	·°С /Вт	K, /·ч	Сопротивление воздухопроницанию, ·ч·Па/ кг
НС	400	3,9	0,3	-
ПТ	500	5,2	0,2	-
ПЛ	450	5,2	0,2	-
ОК	-	0,7	1,4	1
ДВ	-	2,4	0,4	0,15



2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ МОЩНОСТИ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ

2.1 Определение тепловых потерь через наружные ограждающие конструкции

Тепловая мощность системы отопления определяется суммой тепловых потерь через наружные ограждения всех отапливаемых помещений здания. При расчете теплопотерь через наружные ограждения пользуются значениями сопротивлений теплопередаче ограждающих конструкций, определенных ранее.

Основные и добавочные теплопотери помещения следует определять, суммируя потери теплоты через отдельные ограждающие конструкции Qi, Вт, по формуле:

(2.1)

гдеА-расчётная площадь ограждения ;

k-коэффициент теплопередачи ;

??в- расчетная температура воздуха в помещении в ?С;

??н = ? 37 ?С - расчётная температура наружного воздуха для проектирования системы отопления;

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

(2.2)



(2.3)

Габаритные размеры окна жилого зданияприняты согласно

ГОСТ 11214-86 и плану здания.

Рис 1.1 - Разрез здания Рис 1.2 - План лестничной клетки

(2.6)

1004+523+142+155+108=1933Вт

2.2 Определение тепловых потерь на нагревание воздуха, инфильтрующегося через наружные ограждающие конструкции лестничной клетки

При неорганизованной инфильтрации через существующие неплотности и щели в стенах, воротах, окнах, фонарях зданий различного назначения расход теплоты Qи, Вт, определяется по формуле :

(2.7)

Gн -расход приточного, предварительно не подогреваемого инфильтрующегося воздуха /ч;

- плотность воздуха в помещении, кг/м3, с - удельная теплоемкость воздуха,

tв, tн - расчетные температуры воздуха, єС.

(2.8)

где индекс 1 относится к окнам;

Индекс 2 относится к дверям;

А- площадь воздухопроницаемого элемента, ;

(2.9)

Показатели степени характеризуют различные аэродинамические режимы фильтрации воздуха:

N=1/2 - характеризует турбулентный режим, который наблюдает в дверях и открытых проёмах;

N=2/3 - характеризует смешанный режим.

(2.10)

(2.11)

Где H - высота здания, м;

g - ускорение свободного падения, м2 /с;

??н , ??в - плотность соответственно внутреннего и наружного воздуха, кг/ ;

?? - расчетная скорость ветра, м/с, принимается по СП131-13330-2012;

??н , ??з - аэродинамические коэффициенты соответственно для наветренной и заветренной поверхностей ограждений здания;

?? - коэффициент учета изменения скоростного давления ветра в зависимости от высоты зданияv

(2.12)

=1.22

=1.5

( Принимается по СП 131.13330.2012 «Строительная климатология»)

Находим давление внутреннего воздуха:

=0,5

Находим давление наружного воздуха на уровне входной двери:

Находим давление на уровне окна между 1 и 2 этажом :

Рок1=(20,4-3,15)53 Па

Находим давление на уровне окна между 2 и3 этажом :

Рок2=(20,4-6,45)44 Па

Находим давление на уровне окна между 3 и 4 этажом :

Рок3=(20,4-9,75)35 Па

Находим давление на уровне окна между 4 и 5этажом :

Рок4=(20,4-13,05)25 Па

Па

Па

Па

Па

Вычисляем расход инфильтрующегося воздуха через окно и дверь по формуле:

Gок1

Gок2

Gок3

Gок1

Подставим найденные значения расхода инфильтрирующего воздуха в формулу для нахождения потерей тепла на инфильтрацию воздуха.

Потери тепла на инфильтрацию воздуха через дверь:

Потери тепла на инфильтрацию воздуха через окно лестничной клетки :

Потери тепла на инфильтрацию воздуха в лестничной клетки:

Расход теплоты на нагревание наружного воздуха при инфильтрации через наружную дверь лестничной клетки =1105 Вт превышает теплопотери через нее =108 Вт, следовательно расчетное значение теплопотерь через лестничную клетку составляет :

1933+1105+112-108= 3042 Вт

Таблица 2.1- Расход тепловой энергии на нагревание воздуха инфильтрирующегося через окна и двери лестничной клетки

№этажа	hi,м	Hзд-hi,м	Pн, Па	Pв, Па	P, Па	Gинф/экс, кг/ч	Qинф, Вт
ДВ	2,1	18,3	62	34	28	74	1105
О1	3,15	17,25	53	34	19	3,1	46
О2	6,45	13,95	44	34	10	2	30
О3	9,75	10,65	35	34	1	0,5	7,5
О4	13,05	7,35	25	34	-9	Эксфильтрация
Итого по ЛК	81,5	1217



\

2.3 Определение тепловых потерь на нагрев воздуха, поступающего в помещения в результате несбалансированной вентиляции

Для помещений жилых и общественных зданий, оснащенных только системами вытяжной вентиляции с притоком через форточки или специальные приточные устройства, на систему отопления возлагается нагрев вентиляционной нормы наружного воздуха. Расход теплоты на нагревание вентиляционного воздуха, определяется по формуле:

= 0,28 • ?? • ??н • ?? • (??в ? ??н ), (2.13)

где ?? - расчетный расход вентиляционного воздуха, /ч. Для жилых и общественных зданий принимается по стандарту АВОК «Здания жилые и общественные. Нормы воздухообмена»;

??н - плотность наружного воздуха; ??н = 1,19 кг/;

?? - удельная теплоемкость воздуха, равная 1,006 кДж/(кг·°С);

??в и ??н - расчетные температуры воздуха, , соответственно в помещении и наружного воздуха в холодный период года.

Таблица 2.2- Расчёт помещений в результате несбалансированной вентиляции

Расход вентиляционного воздуха:

Нормируемый расход приточного воздуха заселенностью меньше 20 чел/для жилых помещений равен 3 /ч на 1 м2 жилой площади:

Lпр=Аж•3 /ч

Заселенностью больше 20 чел/для жилых помещений равен 30 /ч на количество людей в квартире :

Lпр=•n /ч



2.4 Определение тепловой мощности системы отопления. Оценка тепловой эффективности здания

В предыдущих разделах были определены теплопотери здания через наружные ограждающие конструкции, тепловые потери в результате несбалансированной вентиляции, а также теплопотери на инфильтрацию лестничной клетки .

Теплопотери находятся по следующим формулам :

Результаты расчётов теплопотерь здания сводятся в таблицу №2

Таблица 2.3- Расход теплоты в помещениях

Тепловая мощность системы отопления здания : Qзд=70851Вт

Тепловая мощность системы отопления жилой части здания : Qжч=67701 Вт

Тепловая мощность системы отопления лестничной клетки : Qлк=3150 Вт

Оценка тепловой эффективности здания.

Удельная тепловая характеристика здания используется как показатель для теплотехнической оценки решений зданий ,а также ориентировочного расчёта теплопотерь.

Нормируемое значение удельной характеристики для 5-этажного дома в соответствии с таблицей 15 СП 50.1330.2012. « Тепловая защита зданий».

1. Теплопотерь всего здания:

, (2.14)

где Qзд- расчётные теплопотери всеми помещениями здания, Вт;

Vн- объём отапливаемого здания по внешнему обмеру ,

Vн=Азд

tн- средняя температура наружного воздуха ;

tв- средняя температура внутрнеего воздуха;

Вт/

2. Найдем удельную тепловую характеристику по укрупненным показателям по методическим указаниям С

0,5т/ (2.15)

3. Определение удельной тепловой мощности по формуле Ермолаева:

(2.16)

где S - площадь здания в плане, м 2 ;

Р - периметр здания, м,

kн.с, kок, kпт, kпл - это коэффициенты теплопередачи наружных стен, окон, покрытия чердака и перекрытий над подвалом соответственно, Вт/

т/ (2.17)

4. По укрупненным показателям:

0,12 Вт/ (2.18)

Таким образом, тепловую эффективность здания мы оцениваем по удельному расходу и определить можем 4 способами :

т/

0,5т/

т/

т/

5. Найдем еще один показатель тепловой эффективности жилых и общественных зданий - удельный расход теплоты отопления на каждый квадратный метр площади

т/ (2.19)

Сравним некоторые показатели:

q1 ? > 0,31 ? 0,36

q4< q1 > 0,12< 0,31

1) Теплопотребность всего здания оказалась лучше нормативной, соответственно, зданию можно присудить определенный класс энергоэффективности. В нашем случае отклонение составляет:

Таким образом, наше здание имеет класс энергосбережения - Нормальный “C”

2) И в том и другом случаем считают теплопотери через наружные ограждающие конструкции, причем учитываются только теплофизические свойства. То, что значения оказались равными, говорит о точности наших измерений.

q4 ? q3 > 0,12 ? 0,16

Расчет по укрупненным показателям оказался больше нормируемого и уж тем более фактического. Поэтому, если в доме не стоит счетчик, жильцам придется платить чуть ли не вдвое больше их фактического потребления.

q2> = 0,46 > 0,36

Расчет по укрупненным показателям не дает точную оценку энергоэффективности здания, потому что он не учитывает конструктивных особенностей, влияющих на тепловую эффективность здания.

Расчет годовых затрат тепла на отопление здания:

Вывод: в этой главе были рассчитаны теплопотери через наружные ограждающие конструкции, теплопотери на нагревание воздуха в результате несбалансированной вентиляции и инфильтрующегося воздуха в лестничной клетке. Также были рассчитаны годовые затраты на отопление, была определена тепловая мощность системы отопления, которая равна 70825 Вт и произведена оценка тепловой эффективности здания. Были изучены методические материалы, помогающие произвести точные расчеты.



3. ОПИСАНИЕ ПРИНЯТОЙСИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ

Отопление - искусственный обогрев помещений здания с целью возмещения теплопотерь для поддержания в них температур на заданном уровне определения условия теплового комфорта для находящихся людей и требованиями протекающего технологического процесса.

Отопительный прибор нагревает воздух, а воздух нагревает мебель, наружные ограждающие конструкции и др.

Система отопления - совокупность конструктивных элементов со связями между ними для получения переноса и передачи необходимого количества тепла в обогреваемые помещения .

Источник тепла-теплообменник ( при центральном теплоснабжении).

Система отопления- двухтрубная , с тупиковым движением теплоносителя, с верхней разводкой магистралей. Теплоносителем является вода из тепловой сети. Параметры теплоносителя: 95/70 °С (на подаче и обратке соответственно).

Отопительные приборы ставятся под окнами. Схема движения теплоносителя «сверху-вниз». Присоединение отопительного прибора к стояку- боковое, одностороннее.

Рисунок 3.1- Узел присоединение отопительного прибора к стояку

Для оптимальной теплоотдачи расстояние между радиатором и полом должно быть не менее 100 мм, а между радиатором и подоконником не менее 200 мм. Кронштейны должны обеспечивать расстояние от стены 30-50 мм, а также горизонтальное положение радиатора.

В лестничной клетке в качестве отопительных приборов также был выбран алюминиевый секционный радиатор фирмы Kermi, высота h = 500 мм, ширина панели 500 мм. Схема движения теплоносителя «сверху-вниз». В целях безопасности прибор должен устанавливаться на первом этаже под лестничным маршем, чтобы не мешать эвакуации людей при пожаре.

На подающей подводке к ОП устанавливается терморегулятор RTR-N фирмы Danfoss. Настройка производится согласно расчету.

Радиаторные терморегуляторы -- средства индивидуального регулирования температуры воздуха в отапливаемых помещениях, поддерживающие ее на постоянном уровне, задаваемом самим потребителем. Терморегуляторы позволяют максимально использовать для отопления помещений эпизодические теплопоступления и тем самым экономить тепловую энергию.

На обратной подводке устанавливают шаровый кран фирмы Danfoss, тип BVR, для отключения отопительного прибора.

В каждом отопительном приборе устанавливают устройства для выпуска воздуха. В нашем случае это краны Маевского. Приспособления устанавливают на наиболее высоких точках сети помещения. Однако помимо того учитывают схему монтажа теплосети.

Наличие воздуха значительно снижает эффективность работы системы, снижает теплоотдачу отопительных приборов, создает дополнительные перепады давления.



Из паспорта модели : Kermi 500

Трубы выбираем стальные водогазпроводные (ВГП) , в соответствии с ГОСТ 3265-75. Тип : обыкновенные. Размещаются открыто у наружной стены в у глах здания на расстоянии 35 мм от поверхности стены, на расстоянии между осями падающего и обратного стояков 70мм.

В местах пересечения стояков и подводок устаналиваются скобы с изгибом в сторону помещения .

В местах пересечения трубопроводов с перекрытиями предусматривается установка стальных гильз с уловным диаметром на 2 больше диаметра трубопровода. Полученный зазор заполняется негорючим материалом для восстановления огнестойкости перекрытий. При этом обеспечивается свободное перемещение стояка при температурных деформациях. Трубопровод для защиты от коррозии покрываются слоем грунта и двумя слоями масляной краски.

Присоединение стояков к магистралям осуществляется с помощью тройников. Высота здания меньше 7 этажей, поворотные присоединения , дающие компенсацию температурных удлинений, не требуются.

Рис 3.2 - Узел присоединения падающего стояка обратного к магистрали.

В узлах присоединения стояков к магистрали устанавливается следующая арматура:

- на подающем и обратном трубопроводе устанавливаются шаровые латунные краны фирмы Danfoss типа BVR для отключения стояка от магистрали, температура применения до 110°С;

- на стояках установлены дренажные шаровые латунные краны фирмы Danfoss с накидной гайкой и ниппелем типа BVR-F, температура применения до 110 °С, дренажные краны предназначены для слива теплоносителя из системы, они устанавливаются в нижних точках системы;

- на подающем стояке устанавливается латунный сетчатый фильтр фирмы Danfoss типа FVR для очистки теплоносителя от грязи, очистка проводится для защиты и увеличения срока службы отопительных приборов и другой арматуры, температура применения до 130 °С;

- на обратном стояке устанавливается автоматический балансировочный клапан фирмы Danfoss типа ASV-PV - регулятор постоянства перепада давления, он устанавливается для гидравлической балансировки системы, потому что система с терморегуляторами является системой с переменными расходами;

- на подающем стояке устанавливается клапан-компаньон фирмы Danfoss типа ASV-BD, он соединяется с балансировочным клапаном с помощью импульсной трубки.

Подающая магистраль располагается на чердаке, обратная - в техническом подполье.

Для облегчения дренажа системы и выпуска воздуха, подающие и обратные магистрали прокладываются с уклоном 0,003 в сторону теплового пункта.

В верхних точках системы на каждом отопительном приборе устанавливают краны Маевского для выпуска воздуха. В верхних точках системы также устанавливаются автоматические воздухоотводчики Danfoss Airvent, температура применения до 110 °С. Они предназначены для удаления воздуха из системы на определенном участке цепи.

На пофасадных ветках и при выходе из теплового пункта, установлены шаровые латунные краны фирмы Danfoss типа BVR для их отключения от системы.

В системе отопления запроектирован циркуляционный насос UPS 25-55 фирмы GRUNDFOS.

3.1 Гидравлический расчет системы отопления

В двухтрубной системе отопления количество циркуляционный колец равно количеству отопительных приборов. Каждое кольцо состоит из множества участков - трубопроводов с постоянным расходом теплоносителя в нем. Расход меняется только в узлах.

Существует 2 типа циркуляционных колец

* ОЦК - основное: на нем наблюдается наибольшая потеря давления.

* ВЦК - второстепенное: все остальные

Задачи гидравлического расчета:

1) Определение диаметра трубопроводов

2) Определение потерь давления на ОЦК для подбора циркуляционного насоса

3) Определение потерь давления на ВЦК для гидравлической увязки системы

Увязка нужна для того чтобы потребитель получил требуемое количество тепла. Гидравлический расчет основан на следующем принципе: при установившемся режиме циркуляции теплоносителя в системе, располагаемая разность давлений полностью расходуется на преодоление сопротивления движению

Последовательность гидравлического расчета:

1. Составление расчетную схемы: выбор ОЦК, ВЦК; разбивка колец на участки; определение расхода и теплопотерь для каждого участка;

2. Главное циркуляционное кольцо разбиваем на расчетные участки, где указывается G, кг/ч, длина l, м и d труб, мм.

3. Определяется тепловая нагрузка каждого участка.

4. Вычисляется расход теплоносителя на расчетных участках, кгч, по формуле

??=3,6??уч??1??2/ с(??г???о) (3.1)

где ??уч - тепловая нагрузка на расчетном участке, Вт;

??1 - коэффициент, зависит от шага номенклатурного ряда отопительных приборов, принимается по таблице 9.4 ;

??2 - коэффициент, зависит от места установки прибора, принимается по каталогу;

с - теплоемкость воды, с=4,19 ДжкгЧ°С;

??г - температура подающего теплоносителя, °С;

??о - температура обратного теплоносителя, °С.

Для двухтрубной системы отопления параметрами теплоносителя являются ??г=95°С, а ??о=70°С.

Чтобы определить условный диаметр трубопровода, воспользуемся таблицей II.2 . В этой таблице по приблизительному расходу воды определяется условный диаметр Dу. Рассматриваем стальные водогазопроводные трубы, так как они наиболее предпочтительны в двухтрубной системе отопления.

В таблице 1 указаны для каждого условного диаметра dу наружный диаметр и толщина стенки трубы. По этим данным рассчитывается внутренний диаметр трубы dв.

6. Определим скорость движения воды в трубопроводе

щ=4G/ 3600рс (3.2)

где G - расход теплоносителя на расчетных участках, кгч;

dв - внутренний диаметр трубопровода, мм;

с - средняя плотность вода, кгм3.

7. Найдем коэффициент гидравлического трения:

- если режим переходный 2300 < Re < Reпр , по формуле

л= (3.3)

где - коэффициент относительной шероховатости, для стальных труб,кэ=0,2•м;

Re - число Рейнольдса;

Reпр - предельное число Рейнольдса.

Re=щdв/ н (3.4)

где н - кинематическая вязкость,/с.

Reпр=568dв/ (3.5)

8. Расчитаем потери на участке по формуле:

??=(л/??в)•(с/2) (3.6)

Пример гидравлического расчёта на участке 1:

1) G=

2) По таблице проверяем , чтобы удельные потери потрению не превышали 80 Па/м, а скорость на участках должна быть до 0,3 м/с на стояках и ветках, а на магистралях до 1 м/с

3) Принимаем диаметр равный 50

4)

5)

6) Re=

Re.пр=

7) R=

Потери давления на трение тогда будут составлять:

ДPтр = R • l = 34 • 18,2 = 618 Па

Найдем местные сопротивления на данном участке:

1.Кран латунный шаровый тип BVR фирмы Danfoss:

Диаметр 50 мм, условная пропускная способность Kvs = 243 /ч

ДPм = 0,1 · ДPм = 0,1 •

2. Отвод гнутый под углом 90°:

о = 0,4 по таблице II.12

ДPм = 0,4

Суммарные местные потери: 24+1=25Па

Общие потери участка:

ДP = ДPм + ДPтр = 25 + 619 = 644 Па

Пример гидравлического расчёта на участке 5:

1) G=

2) По таблице проверяем , чтобы удельные потери потрению не превышали 80 Па/м, а скорость на участках должна быть до 0,3 м/с на стояках и ветках, а на магистралях до 1 м/с

Принимаем диаметр равный 20

Re=

Re.пр=

5)R=

Потери давления на трение тогда будут составлять:

ДPтр = R • l = 73•3,82 = 279 Па

Найдем местные сопротивления на данном участке:

1. Тройник на проход:

Gпр/G ств=325/565=0,58

о = 1,73 по таблице II.12

ДPм = 68 Па

1. Отвод гнутый под углом 90°

о = 0,6 по таблице II.12

ДPм = = 24Па

3. Кран шаровый Danfoss BVR:

Диаметр 20 мм, условная пропускная способность Kvs = 28/ч

ДPм = 0,1 · ДPм = 0,1 •

4.Сетчатый фильтр Danfoss FVR:

о = 4,5 из каталога Danfoss приложения 4

ДPм = 4,5 = 177 Па

5.Клапан компаньон Danfoss ASV-BD не учитывается в гидравлическом расчёте

Суммарные местные потери 68+24+1+177=270

Общие потери участка:

ДP = ДPм + ДPтр = 270+279=550 Па



4. ПОДБОР ЦИРКУЛЯЦИОННОГО НАСОСА

Расчётное циркуляционное давление представляет собой располагаемую разность давлений( насосного и естественного) и предназначается для преодоления сопротивления движению воды в системе отопления.

, где

- разность давлений, создаваемая насосом ( насосное циркуляционное давление), оно постоянно в определенной рабочей точке его характеристики.

Т.о. переменно и следовательно задачей является выбор его значения в качестве расчетного.

Б-f, учитывает значение естественного циркуляционного давления .

Б=1-для вертикальных однотрубных систем.

Б=0,4-0,5 - для горизонтальных однотрубных или двухтрубных систем отопления.

ДPоцк = . = 4194 Па

30 000+4194=34 194 Па=0,34194

Для расчета насоса очевидно, что необходимо определить минимальное циркуляционное давление. Чем ниже отметка отопительного прибора, тем меньше циркуляционное давление. Соответственно, расчет ведется для ОП на первом этаже (входящее в ОЦК).

?Pе = g • h1(pо ? pг) = 9,8 • 2,45 • (977,8 ? 961,9) = 382 Па

=3,5 м.вод.столба

Рассчитаем запас в насосе для непредвиденных случаев:

=1,1=1,134641=34795 Па=3.5 м.вод.столба

Расход для всего здания будет составлять :

G=2,8 м³/ч

Используем циркуляционный насос GrundfosUPS 25-55. Напор насоса не должен быть 15% от полученного по расчётам.

Рисунок 4.1 -диаграмма характеристики насоса GrundfosUPS 25-55

Рабочая точка насоса на диаграмме имеет напор 3,5 м. вод. столба, расход 2,8 м³/ч. Отклонение напора составляет 0 %. Мощность 100 Вт.



5. УВЯЗКА ЦИРКУЛЯЯЦИОННЫХ КОЛЕЦ

В системе отопления, оборудованной автоматическим терморегулятором, на каждом стояке обязательно устанавливают автоматический балансировочный клапан. Так как такая система отопления считается системой с переменными расходами, она является динамической.

В двухтрубной СО постоянное давление на стояках поддерживается АБК, выполняющим роль регулятора перепада давления. В однотрубной СО на стояках поддерживается постоянный расход, АБК выполняет роль регулятора расхода.

Невязка - относительная разность давлений в двух циркуляционных кольцах.

Необходимо добиться минимального его значения, чтобы в каждое циркуляционное кольцо смог попасть требуемый расход.

Соответственно, цель увязки - уравнять располагаемый перепад давлений и фактические потери давления на увязываемом стояке.

Чтобы добиться расчетного требуемого распределения расходов необходимо, чтобы соблюдалось условие :

(5.1)

Рассчитаем ВЦК2 ( через стояк 9) :

=2613Па

=924 Па

(5.2)

Система является гидравлически неустойчивой.

Определим требуемые потери давления АБК, установленного на ВЦК:

После этого определим требуемую пропускную способность по формуле:

(5.3)

(5.4)

По каталогу Danfoss 2017 года подбираем необходимую настройку АБК. При настройке клапан должен работать на 20-80%.



Таблица 5.1 - Настройка автоматического балансировочного клапана

К установке на стояке №9 принимается автоматический балансировочный клапан - АРТ фирмы Danfoss - регулятор перепада давления с Dу = 20 мм, kvs = 2,5 м3/ч. Выбираем настройку в диапазоне 0,05-0,25 бар. Количество оборотов шпинделя - 5, при 0,22 бар.

К установке на стояке №11 принимается автоматический балансировочный клапан - АРТ фирмы Danfoss - регулятор перепада давления с Dу = 20 мм, kvs = 2,5 м3/ч. Выбираем настройку в диапазоне 0,05-0,25 бар. Количество оборотов шпинделя - 5, при 0,20 бар.



6. ЭПЮРА ЦИРКУЛЯЦИОННОГО ДАВЛЕНИЯ

Эпюру изменения циркуляционного давления в магистралях системы отопления выполняют прежде всего для выявления располагаемого циркуляционного давления ?Рст в точках присоединения всех остальных стояков к магистралям рассчитанной ветви системы и, при необходимости, их последующего гидравлического расчета.

Гидравлический расчет основного циркуляционного кольца системы с тупиковым движением воды дает возможность установить изменение давления по всей длине подающих и обратных магистралей. После расчета строят эпюру циркуляционного давления в магистралях. По горизонтали наносят длину участков магистралей и отмечают номера стояков. По вертикали откладывают потери давления на участках магистралей.



7. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ

Тепловой расчет заключается в определении требуемого номинального условного теплового потока, которому соответствует определенная площадь нагреваемой поверхности ОП, обеспечивающая теплопередачу необходимого количества от теплоносителя в помещение. Рассчитаем отопительные приборы, стоящие на стояке №11, входящем в ОЦК.

=Qпр/, (7.1)

где Qпр - расчетная теплопередача прибора в помещении, Вт;

- комплексный коэффициент приведения номинального условного теплового потока к расчетным условиям

.

Qпр=Qпом?втрQтруб (7.2)

Qтруб - теплоотдача открыто проложенных в пределах помещения труб, не учитывается.

Найдем значение ,:

цк=•cшb (7.3)

где Дtср - средний температурный напор, °С;

Дtср=-tв=?23=59,5 °С (7.4)

Gпр - расход через расчетный отопительный прибор;

=360 кг/ч - номинальный расход на ОП;

=70 °С - средняя номинальная температура напора

n, p, c - экспериментальные числовые показатели, которые выражают влияние конструктивных и гидравлических особенностей прибора на коэффициент теплопередачи.

Ш - коэффициент учета направленного движения воды в приборе. Для движения сверху вниз он равен 1.

B - коэффициент учета барометрического давления.

Рисунок7.1 - Значение показателей из паспорта прибора

Рисунок7.2 - Значение показателей из паспорта прибора

Рассчитаем радиатор на 5 этаже :

цк=•1

Qпр=2490Вт

В итоге получаем конечный расчет:

3126/3336=0,8

Номинальный тепловой поток:

Qн.у=3849

Н==-1%< 15%

Принимаем радиатор Kermi 22 длиной 800мм , высотой 900 мм.

Рассчитаем радиатор на 2,3,4 этаже :

цк=•1

Qпр=1533 Вт

В итоге получаем конечный расчет:

1916/2510=0,77

Номинальный тепловой поток:

Qн.у=2510

Н==4,6%< 15%

Принимаем радиатор Kermi 22 длиной 800мм , высотой 500 мм.

Рассчитаем радиатор на 1этаже :

цк=•1

Qпр=1757Вт

В итоге получаем конечный расчет:

2196/2510=0,9

Номинальный тепловой поток:

Qн.у=2510

Н=1%

Принимаем радиатор Kermi 22 длиной 900мм , высотой 500 мм.

7.1 Тепловой расчёт отопительного прибора лестничной клетки

Требуемый номинальный тепловой поток

=Qпр/,

где - Qпр расчётная теплопередача прибора в рассматриваемое помещение (тепловая мощность прибора).

где Qпр - расчетная теплопередача прибора в помещении, Вт;

- комплексный коэффициент приведения номинального условного теплового потока к расчетным условиям.

Qпр=Qпом?втрQтруб (7.5)

Qтруб - теплоотдача открыто проложенных в пределах помещения труб, не учитывается.

Найдем значение ,:

цк=•cшb (6.3)

где Дtср - средний температурный напор, °С;

Дtср= -tв=?16=66,5 °С

Gпр - расход через расчетный отопительный прибор;

=360 кг/ч - номинальный расход на ОП;

=70 °С - средняя номинальная температура напора

n, p, c - экспериментальные числовые показатели, которые выражают влияние конструктивных и гидравлических особенностей прибора на коэффициент теплопередачи.

Ш - коэффициент учета направленного движения воды в приборе. Для движения сверху вниз он равен 1.

B - коэффициент учета барометрического давления.

Коэффициент приведения номинального условного теплового потока:

цк=•1

Qпр=3150Вт

В итоге получаем конечный расчет:

3387/3433=0.98

Qн.у=3387

Н==-1%< 15%

Принимаем радиатор Kermi 33 длиной 900 мм , высотой 500 мм.

Итак, стальной панельный радиатор Kermiсоответствует требованиям ГОСТ 31311-2005,т.к город холодный выбрали двухядерный для жилых комнат и трёхядерный для лестничной клетки .

Все данные соответствуют техническому паспорту Kermi.

Таким образом, Тепловой поток выбранного прибора не должен уменьшаться более чем на 15% при Qпр?1200 Вт или на 60 Вт при Qпр>1200 Вт по сравнению с Qн.тр. в данной системе отопления подобраны терморегуляторы ,автоматический балансировочный клапан, который выполняет 2 задачи : 1) увязка стояков системы отопления , т.е устранение горизонтальной разрегулировки и обеспечение гидравлической устойчивости системы. 2)поддержание постоянного перепада давления на стояках 2-ух трубной системы.

Также рассчитали невязку системы, которая указывает на гидравлическую устойчивость системы , т.е каждый прибор получает расчётный расход теплоносителя.



8. УВЯЗКА ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

Для увязки отопительных приборов мы подбираем необходимую настройку терморегулятора. Алгоритм подбора тот же что и у АБК. Подберем и настроим терморегулятор на 11 стояке 5 этажа.

Для начала подсчитаем невязку по следующей формуле:

(8.1)

(8.2)

- потери давления на участке с ОП

(8.3)

h1 ? расстояние от центра ИТП до центра охлаждения (ЦО) прибора. Дляпервого этажа эта расстояние можно легко определить по схемам и разрезуздания, к остальным приборам плюсуется высота этажа:

h1 = 2 + 0,1 + 0,25 = 2,35 м

Таким образом, получим:

= 9,8 • 2,35 • (977,8 ? 961,9) = 366 Па

= 9,8 • 15,55 • (977,8 ? 961,9) = 2423 Па

Тогда:

=

Стояк №11:

=435 Па

Для подбора преднастройки терморегулятора определим его требуемыетпотери давления:

= ДPр ? ДPф + = (1147-435) + 10000 = 10712Па(8.4)

После этого определим требуемую пропускную способность по формуле:

(8.5)

Для выбора и настройки терморегулятора используем каталог Danfoss 2017 года.



Таблица 8.1 - Настройка терморегулятора RTR-N с Dу = 20 мм

К установке перед отопительным прибором на 5этаже принимается клапан терморегулятора RTR-N фирмы Danfoss с Dу = 20 мм, kvs = 0,35 м3/ч. Настройка с термоэлементом типа «5».

К установке перед отопительным прибором на 1 этаже принимается клапан терморегулятора RTR-N фирмы Danfoss с Dу = 15 мм, kvs = 0,26 м3/ч. Настройка с термоэлементом типа «4».



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе выполнения работы была спроектирована система отопления для обеспечения благоприятного микроклимата в жилом доме.

В ходе выполнения курсового проекта был произведен теплотехнический расчет наружной стены, был произведен расчет тепловых потерь отдельного помещения на всех этажах, рассчитан гидравлический по методу удельных линейных потерь на трение и тепловой расчёт , подобраны радиаторы и циркуляционной насос в здании.

Результаты данной работы могут быть использованы при разработки рабочего проекта системы отопления.



Библиографический список

1. СниП 2.04.05-91*. Отопление, вентиляция и кондиционирование. - М.: ГУП ЦПП, 1998.

2. СП 60.13330.2010 «СниП 41-01-2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование». - Минрегион России, 2012.

3. СП 7.13130.2009 Отопление, вентиляция и кондиционирование. Противопожарные требования. - М., 2009.

4. Сканави А.Н., Махов Л.М. Отопление: Учебник для вузов. - М.: Издательство АСВ, 2006.

5. Б.А. Крупнов, Д.Б. Крупнов. Отопительные приборы, производимые в России и ближнем зарубежье. Научно - популярное издание. - М.: Издательство АСВ, 2010.

6. Внутренние санитарно-технические устройства. Справочник проектировщика. В 3 ч. Ч.1. Отопление/ В.Н. Богословский, Б.А. Крупнов, А.Н. Сканави и др.: Изд. 4-е, перераб. И доп. М.: Стройиздат, 1990.

7. Богословский В.Н., Сканави А.Н. Отопление: Учебник для вузов. М.: Стройиздат, 1991.

8. Сканави А.Н. Конструирование и расчет систем водяного и воздушного отопления зданий. - Изд. 2-е. М.: Стройиздат, 1983.

9. СП 41-101-95. Проектирование тепловых пунктов/ Минстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 1997.

10. ГОСТ 27590-2005. Подогреватели кожухотрубные водо-водяных систем теплоснабжения. - М., 2005.

Размещено на Allbest.ru

...