Проектирование систем вентиляции и отопления промышленного здания
102
кабинет
20
4
раздевалка
104
лестница
17
106
душевая
25
Потери на нагрев инфильтрационного воздуха по 2этажу
№ помещения | Название помещения |
Внутренняя температура tв |
Характеристика ограждающих конструкций | k |
Наружная температура tн |
GH |
Δp |
Расход воздуха |
Потери теплоты за счет инф. |
Общие потери | ||||
наименование | размер | площадь |
Сопротивл. теплопередач Rи |
|||||||||||
а | b | F | Оинф |
QΣинф |
||||||||||
°с | м | м |
м2 |
°С | G, кг/ч | Вт | Вт | |||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
202 |
кабинет |
20 |
окно 1 | 2 | 2,5 | 5 | 0.44 | 0,7 | -32 | - | 23,3736 | 20,28 | 202,7 | 202,704 |
НС |
4 |
4,5 | 18 | 79521,6 | 1 | -32 | - | 19,8862 | 0,0003 | 0,004 | ||||
203 |
раздевалка |
21 |
окно | 2 | 2,5 | 5 | 0,44 | 0,7 | -32 | - | 23,4376 | 20,97 | 213,7 | 213,706 |
НС | 4 | 4,5 | 18 | 79494,9 | 1 | -32 | - | 19,8942 | 0,0004 | 0,006 | ||||
204 |
лестница |
17 |
окно | 2 | 2,5 | 5 | 0,44 | 0,7 | -32 | - | 23,1784 | 20,164 | 146,34 | 146,345 |
НС! | 4 | 4,5 | 18 | 79494,9 | 1 | -32 | - | 19,8618 | 0,0004 | 0,005 | ||||
205 | су. | 17 | НС1 | 3 | 4,5 | 13,5 | 79495,7 | 1 | -32 | - | 19,8618 | 0,0003 | 0,004 | 0,004 |
206 | душевая | 25 | окно | 2 | 2,5 | 5 | 0,44 | 0,7 | -32 | - | 23,6904 | 20,46 | 224,57 | 224,576 |
НС | 4 | 4,5 | 18 | 79495,7 | 1 | -32 | - | 19,9258 | 0,0004 | 0,006 |
Итого теплопотери на нагрев инф. Воздуха в целом по зданию: Qинф = 7261,056 Вт
Теплопоступления в помещения
Qвыд=Qчел+Qобор+Qэл+Qмат+Qтех+Qизл
Тепловыделения от человека:
Q=βинтЧβодЧ(2,5+10,36)Ч(35-tв)
βинт – коэффициент учета интенсивности работы, принимаемый для легкой работы равным 1,05;
βод – коэффициент учета теплозащитных свойств одежды = 0,65;
Wв – подвижность воздуха в помещении, м/с = 0,1 м/с;
Для цеха:
Qчел=1,05Ч0,65Ч(2,5+10,36)Ч(35 - 20)= 60 Вт/чел
N = 15 человек;
Qчел= 15Ч60 = 900 Вт;
Qвыд для кабинета от людей:
Qчел=1,05Ч0,65Ч(2,5+10,36)Ч(35-20) = 73 Вт/чел
N = 4 человека;
Qчел = 4Ч73 = 292 Вт;
Теплопоступления от установок:
Теплопоступления в помещение от нагретого оборудования Qоб определяют по данным технологического проекта или вычисляют теплоотдачу от нагретой поверхности, если заданы площадь поверхности, температура поверхности.
,
где: φ – коэффициент облучаемости, принимаемый равным 1 , если рассеивание идет между параллельными поверхностями.
Данное выражение возможно упростить, приняв, что:
где b1-2 – некоторый коэффициент перевода, учитывающий влияние 4-ой степени;
при τ1= 65°С и tвн = 20°С , b1-2 =1,3;
εпр = 0,9 – приведенный коэффициент черноты системы тел;
С0 – постоянная Больцмана, С0 = 5,67 Вт/ м2 К4
Теплопоступления в цех от одного аппарата:
В цеху установлено 4 таких установки. Следовательно, суммарное поступление тепла в цеху от оборудования будет составлять:
Теплопоступления от электрооборудования и освещения
Qэл=kЧN
N - мощность осветительных приборов или силового оборудования, Вт
k=k1Чk2Чk3Чk4
k1 = 0,7 - учитывает использование фактической мощности оборудования;
k2 = 0,5 – учитывает загрузку оборудования;
k3 = 0,5 – коэффициент одновременности работы оборудования;
k4 = 0,15 – учитывает долю перехода эл. энергии в теплоту;
k4 =1 – для светильников;
Для цеха:
Q'эл=0,7Ч0,5Ч0,5Ч0,15Ч18 = 0,47 кВт=470 Вт;
Qламп=0,7Ч0,5Ч0,5Ч1Ч2=350 Вт;
Qэл=470 + 350 = 820 Вт;
Для кабинета: Qэл =0 т.к. люминесцентные лампы.
Определение полных теплопотерь и теплопоступлений в помещения
Qпот = Qстен + Qпол(Qкр) + Qинф;
Qпост = Qчел+ Qэл + QОБ
Qот = Qпот - Qпост;
Для цеха:
Qпот= 27487,06+ 6477,51 + 3063,711=37028,281Вт;
Qпост =900 + 2480 + 820 =4200 Вт
Qот =37028,281 – 4200 = 32828,281 Вт
наимен. помещения |
Qстен, Вт |
Qинф, Вт |
Qкр, Вт |
Qэл, Вт |
QОБ, Вт |
Qчел, Вт |
Qпот, Вт |
Qпост, Вт |
Qот, Вт |
|
ИТП |
подвал | 3698,041 | - | - | 820 | - | - | 3698,041 | 820 | 2878,04 |
кабинет |
620,23 | - | - | - | - | 292 | 620,23 | 292 | 328,23 | |
раздевалка |
799,03 | - | - | - | - | - | 799,03 | - | 829,4 | |
душ |
724,00 | - | - | - | - | - | 724,00 | - | 749,65 | |
лестница |
464,94 | - | - | - | - | - | 464,94 | - | 910,8 | |
сан.узел |
573,77 | - | - | - | - | - | 573,77 | - | 482,35 | |
коридор |
879,06 | - | - | - | - | - | 879,06 | - | 595,65 | |
цех |
1этаж | 27487,06 | 3063,711 | 6477,51 | 820 | 2480 | 900 | 37028,281 | 4200 | 32828,281 |
кабинет |
1864,23 | 284,47 | - | - | - | 292 | 2148,7 | 292 | 1856,7 | |
раздевалка |
1954,25 | 285,78 | - | - | - | - | 2240,03 | - | 2240,03 | |
душ |
2259,89 | 291,28 | - | - | - | - | 2551,17 | - | 2551,17 | |
лестница |
600,41 | 1457,58 | - | - | - | - | 2057,99 | - | 2057,99 | |
сан.узел |
1458,86 | 0,0006 | - | - | - | - | 1458,861 | - | 1458,861 | |
коридор |
- | - | - | - | - | - | - | - | - | |
2этаж | ||||||||||
кабинет |
1864,23 | 202,704 | 1079,58 | - | - | 292 | 3146,514 | 292 | 2854,514 | |
раздевалка |
1954,25 | 213,706 | 1650,52 | - | - | - | 3818,476 | - | 3818,476 | |
душ |
2259,89 | 224,576 | 887,543 | - | - | - | 3372,009 | - | 3372,009 | |
лестница |
600,41 | 146,345 | 1017,3 | - | - | - | 1764,055 | - | 1764,055 | |
сан.узел |
1458,86 | 0,004 | 762,976 | - | - | - | 2221,84 | - | 2221,84 | |
коридор |
- | - | 1038,06 | - | - | - | 1038,06 | - | 1038,06 | |
ИТОГО: | 70605,06 | 5896 | 64836,11 |
РАСЧЕТ И ВЫБОР ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ
Предварительный расчет отопительных приборов.
Функцию непосредственного обогрева помещения выполняют нагревательные приборы, являющиеся основным элементом системы отопления. В них происходит подача потребителю тепла, аккумулированного теплоносителем в тепловом пункте системы. Устройство для обогрева помещения должно наилучшим образом передавать тепло от теплоносителя в помещение, обеспечивать комфортность тепловой обстановки в помещение не ухудшая его интерьера, при наименьших затратах средств, а также металла и других материалов.
Принимаю двухтрубную систему отопления с нижней разводкой. Температурный график 95/70 °С. Независимое присоединение к тепловой сети, работающей по температурному графику 150/70 °С, через пластинчатый теплообменник.
Отопительные приборы:
Принимаем стальные панельные радиаторы компании «Stelrad» (Голландия). Стальные панельные радиаторы компании «Stelrad» являются приборами высокого дизайна с упрочненной воздуховыпускной решёткой и несколько скруглёнными углами для травмобезопасности. Эти радиаторы представляют собой отопительные приборы регистрового типа (с горизонтальными каналами вверху и внизу каждой панели, соединенными вертикальными каналами с шагом 33 1/3 мм)
Δtср =,
где: Δtср - температурный напор;
tпр - температура горячей воды °С;
tобр - температура охлаждённой воды °С;
tв - температура внутреннего воздуха, °С;
где: Gвд - расход воды через отопительный прибор кг/ч;
Qот - сводные теплопотери Вт;
Свд = 4,187 кДж/кг°С;
tпр - температура горячей воды °С;
tобр - температура охлаждённой воды °С;
коэффициенты β1 и β2 беруться из табл. 9.4 и 9.5 [7].
β1 = 1,04
β2 = 1,02
tпр = 95°С;
tобр = 70°С;
Требуемый номинальный тепловой поток: Qпрн для выбора типоразмера отопителя определяется:
,
где: Qотрасч – требуемая теплота по результатам теплового баланса помещения;
φк – комплексный коэффициент приведения Qнусл к расчетным условиям
φк = ,
где: N, p, c – экспериментальные числовые показатели, учитывающие тип отопительного прибора, направление движения воды и ее расход.
n = 0,15 – для чугунных радиаторов;
b = 0,99 - коэффициент учета атмосферного давления в данной местности;
ψ = 0,85 - коэффициент учета направления движения теплоносителя в отопительном приборе
Коэффициент избыточного (недостаточного) тепловыделения отопительных приборов из-за кратности числа секций:
Предварительный гидравлический расчет сети отопления и выбор диаметров трубопроводов
Гидравлический расчет выполняется двумя основными способами:
1. по характеристикам гидравлического сопротивления (исходя из выбранного диаметра труб, в них определяется расход воды);
2. по удельным линейным потерям давления (зная расход воды, определяются диаметры трубопроводов).
Принимаем для стояков, подводки и магистралей водогазопроводные трубы.
Задаемся диаметрами:
- для стояков и подводки принимаем Dусл =15 мм ;
- для магистралей Dусл =25 мм;
При расчете с использованием характеристик сопротивления трубопроводов линейные и местные потери давления на участке системы в Па находятся по формуле:
где G – расход воды на участке, кг/ч;
S – характеристика гидравлического сопротивления участка, Па/(кг/ч)2;
,
где: А - удельное динамическое давление на участке Па/(кг/ч)2, определяется по табл 10.7 [7].
dтр и l - эквивалентный диаметр и длина участка;
λ - коэффициент гидравлического сопротивления;
Σξ- сумма коэффициентов местных сопротивлений. Определяется исходя из принятой системы отопления.
Находим потери до потребителя на самом дальнем и самом ближнем стояке (главное и малое кольцо) и результаты заносим в таблицу. При большом различии гидравлических потерь (больше 10 %) необходимо уменьшить разность гидравлических сопротивлений. Один из способов - шабирование.
На стояках с меньшими гидравлическими потерями ставятся шайбы, с сопротивлением, снижающим разность гидравлических сопротивлений стояков к допустимой.
Теплопоступления от проходящих в помещении труб систем отопления:
где qТРверт и qТРгор - теплопотери 1 метра вертикальной и горизонтальной трубы, зависящие от температуры теплоносителя и диаметра трубы, беруться по таблицам П. 22 и П. 23 [7] соответственно для неизолированных и изолированных труб. Изолировать рекомендуется магистрали и стояки.
lверт и lrop - соответственно длина вертикального и горизонтального участка, м.
Потери температуры в трубах находятся по формуле:
, °С
Если в проектируемом помещении разность Qот – Qтр < 0, то участок трубы (магистрали или стояка) выполняются в этом помещении с тепловой изоляцией. В качестве тепловой изоляции будем использовать пенополиуретан.
В подвале для ИТП, кабинета, раздевалки тепловыделения от труб оказались больше, чем требовалось на отопление. Оцениваем увеличение температуры в этих помещениях:
,
для ИТП:
G = 98,91 кг/ч, , ,
т.е. в ИТП будет увеличение температуры на 2,7 °С (допустимо);
для кабинета: G = 11,28 кг/ч , , т.е. в кабинете будет увеличение температуры на 2,1 °С (допустимо);
для раздевалки: G = 28,50 кг/ч , , т.е. в кабинете будет увеличение температуры на 2,5 °С (допустимо);