Теплотехнический расчет
Министерство образования и науки РФ
Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО ЧЕРЕПОВЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Инженерно технический институт
Кафедра промышленной теплоэнергетики
Курсовая работа
по «Теплогазоснабжению и вентиляции»
Вариант №22
Выполнил студент:
Малинин М.С.
Группа 5ЭН-32
Принял преподаватель:
Никонова Е.Л.
Отметка о зачете:
Череповец 2007г
Содержание
Введение…………………………………………………………………………..3
Теплотехнический расчет наружных ограждений………………………4
1.1 Выбор расчетных параметров наружного и внутреннего воздуха……..4
1.2 Определение сопротивлений теплопередаче наружных ограждений.…4
Тепловая мощность системы отопления………………………………...10
2.1 Определение расчетных тепловых потерь через наружные ограждения..10
2.2 Определение общих потерь теплоты с учетом инфильтрации и теплопоступлений в помещение……………………………………………....17
2.3 Удельная отопительная характеристика здания……………………..…..20
Конструирование системы отопления…………………………………..21
Гидравлический расчет системы отопления……………………………22
Расчет отопительных приборов………………………………………….34
Заключение……………………………………………………………………...43
Список литературы……………………………………………………………..44
Введение.
Вследствие особенностей климата на большей части территории нашей страны человек проводит в закрытых помещениях до 80% времени. Для создания нормальных условий его жизнедеятельности необходимо поддерживать в этих помещениях строго определенный тепловой режим.
Тепловой режим в помещении, обеспечиваемый системой отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, определяется в первую очередь теплотехническими и теплофизическими свойствами ограждающих конструкций. В связи с этим высокие требования предъявляются к выбору конструкции наружных ограждений, защищающих помещения от сложных климатических воздействий: резкого переохлаждения или перегрева, увлажнения, промерзания и оттаивания, паро- и воздухопроницания.
Задачей данного курсового проекта является проектирование системы отопления и подбор необходимого оборудования для семиэтажного жилого здания, строящегося в городе Воркута.
В проекте принимаем наиболее экономичную однотрубную проточно-регулируемую систему с нижней разводкой и П-образными стояками, присоединенную к тепловой сети при помощи элеватора.
Теплотехнический расчет наружных ограждений.1.1 Выбор расчетных параметров наружного и внутреннего воздуха.
Внутренние метеорологические параметры:
Средние расчетные температуры:
Для жилой комнаты tвн= +20 оС
Для кухни tвн= +18 оС
Для санузлов tвн= +25 оС
Для лестничной клетки tвн= +18 оС
Наружные метеорологические параметры:
Средние расчетные температуры:
Наиболее холодной пятидневки tн.о. = -41 оС
Отопительного периода tо.п. = -9.9 оС
Продолжительность отопительного периода nо= 299 сут.
1.2 Определение сопротивлений теплопередаче наружных ограждений.
Задача состоит в том чтобы определить требуемое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции R0тр, м2*0С/Вт, в соответствии с требованиями СНиП II-3-79* найти толщину слоя утеплителя при вычисленном требуемом сопротивлении теплопередаче, найти фактическое значение приведённого термического сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, и коэффициента теплопередачи, Вт/м2С.
Сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции R0, должно быть больше или равно требуемому значению R0тр.
Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции R0тр определяется по большей из двух величин:
Rсгтр- требуемое сопротивление по санитарно гигиеническим нормам;
Rэнтр - требуемое сопротивление по энергосбережению.
Rсгтр , м2*0С/Вт определяется по формуле СНиП II-3-79*
,
где tвн- характерная температура отапливаемого помещения, 0С, принимаемая в соответствии с заданием, tвн=20 0С.
tн.о -расчётная температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки, 0С, которая принимается по СНиП 2.01.01.- 82.
n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху, принимаемый по табл. 3* СНиП ll-3-79*.
n =1.0- для наружных стен и наружных перекрытий;
n =0.9- для чердачного перекрытия;
n =0.6- для перекрытий над не отапливаемым подвалом.
Dtн - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, 0С, принимаемый по табл.2* СНиП II-3-79*.
Dtн =4 0С- для наружных стен и наружных перекрытий;
Dtн =3 0С- для чердачного перекрытия;
Dtн =2 0С- для перекрытий над не отапливаемым подвалом;
aв- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/( м2*0С).
aв = 8,7 Вт/( м2*0С);
Rсгтр для наружной стены:
Rсгтр для чердачного перекрытия:
Rсгтр для перекрытий над не отапливаемым подвалом:
Далее определяем приведённое сопротивление теплопередаче по условиям энергосбережения. Для этого определяют ГСОП - градусо-сутки отопительного периода по формуле:
ГСОП = (tвн – tоп)n0
где tоп - средняя температура периода со средней суточной температурой воздуха Ј 80С; по СНиП 2.01.01.- 82, tоп= -9.90С
n0- определяемая как продолжительность периода сут, со среднесуточной температурой наружного воздуха Ј 80С по СНиП 2.01.01.- 82, n0= 299 сут.
ГСОП = (20 + 9.9)299=8940.1
Используя метод интерполяции определяем приведённое сопротивление теплопередаче Rэнтр, м2*0С/Вт, пользуясь таблицей:
Сопротивление теплопередачи по условию энергосбережения
| Здания | ГСОП,С*сут | Rтр ,м2*0С/Вт | ||
|
стена |
чердачные перекрытия | окна и двери | ||
|
Жилые |
4000 | 1.6 | 2.2 | 0.5 |
| 6000 | 2.0 | 2.8 | 0.6 | |
| 8000 | 2.4 | 3.4 | 0.7 | |
| 10000 | 2.8 | 4.0 | 0.8 | |
| 12000 | 3.2 | 4.6 | 0.9 | |
Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции для стены:
8000
=
2.4/1.163=2.06 м2*0С/Вт
10000
=
2.8/1.163=2.4 м2*0С/Вт
Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции для чердачного перекрытия:
8000
=
3.4/1.163=2.9 м2*0С/Вт
10000
=
4.0/1.163=3.4 м2*0С/Вт
Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции для перекрытия над не отапливаемым подвалом:
8000
=
3.4/1.163=2.9 м2*0С/Вт
10000
=
4.0/1.163=3.4 м2*0С/Вт
Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции для окон и балконных дверей:
8000
=
0.7/1.163=0.6 м2*0С/Вт
10000
=
0.8/1.163=0.69 м2*0С/Вт
Определяем теплопередачу ограждающих конструкций R0тр по большей из двух величин Rсгтр и Rэнтр:
Для стен R0тр =2.22 м2*0С/Вт
Для чердачного перекрытия R0тр =3.14 м2*0С/Вт
Для перекрытий над не отапливаемым подвалом R0тр =3.14 м2*0С/Вт.
Для окон и балконных дверей R0тр =0.64 м2*0С/Вт.
Суммарное сопротивление наружной стены R0, м2*0С/Вт, определяется как сумма термических сопротивлений слоёв и сопротивлений теплоотдаче внутренней Rв и наружной Rн поверхностей по формуле:
aн - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, равный 23 Вт/( м2*0С), принимаемый по табл. 6* СНиП ll-3-79*;
aв- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, aв = 8.7 Вт/( м2*0С).
1- сухая штукатурка
lш =0.19
2- кирпич глиняный обыкновенный на цементно-песчаном растворе
lк=0.7
3- теплоизоляционный слой (маты минераловатные) lут =0.064
4- кирпич глиняный обыкновенный на цементно-песчаном растворе
lк=0.7
5- цементно-песчаная
штукатурка
lц =0.76
Определяем толщину слоя утеплителя:
Принимая
во внимание
сортамент
выпускаемых
плит минераловатных
принимаем
=100
мм, толщина
наружной стены
тогда будет
составлять
500 мм.
Roф=0.115+0.053+0.179+1.563+0.357+0.020+0.043=2.33
Рассчитаем коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции.
К=1/Roф
K =1/2.33=0.43 Вт/м2К
Таким же способом определяем толщину слоя утеплителя для чердачного перекрытия.
1- Воздухоизоляционный
слой в 3 слоя
рубероида lр
=0.17
2- Выравнивающий слой цементно-песчаного раствора
lр=0.76
3- утеплитель (пенополистерол) lут =0.05
4- Пароизоляционный
слой битума
lб =0.27
5- железо-бетонная
плита
Толщина чердачного перекрытия будет составлять 340 мм
Roф=0.115+0.118+0.026+2.8+0.037+0.127+0.43=3.653
Рассчитаем коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции.
К=1/Roф
K =1/3.653=0.27 Вт/м2К
Определим толщину слоя утеплителя над не отапливаемым подвалом:
1- Доска деревянная
(сосна поперёк
волокон) lр
=0.29
2- Воздушная
прослойка
3- утеплитель (пенополистерол) lут =0.05
4- железо-бетонная
плита
Исходя из
сортамента
выпускаемых
плит минераловатных
принимаем
=130
мм, толщина
перекрытия
над подвалом
тогда будет
составлять
340мм.
Roф=0.115+0.043+0.138+0.16+0.127+2.6=3.183
Рассчитаем коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции.
К=1/Roф
K =1/3.183=0.31 Вт/м2К
2.Тепловая мощность системы отопления.
2.1Определение расчетных тепловых потерь через наружные ограждения.
Тепло потери через наружные ограждения определяются по формуле:
Q=F(tвп-tн)(1+Sb)n/R,
где F - расчетная площадь ограждающей конструкции, м2;
R0 - сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, м2*0С/Вт.
tвп - расчетная температура воздуха, 0С, в помещении.
tн - расчетная температура наружного воздуха для холодного периода года.
β- коэффициент, учитывающий добавочные потери теплоты в долях от основных потерь.
Тепло потери на ориентацию по сторонам горизонта вертикальных поверхностей ограждения являются дополнительными и учитываются следующей процентной добавкой к основным тепло потерям:
север – 10%
запад, восток – 5%
юг – 0%
Также при расчетах учитываем следующие потери тепла путем введения на них процентной добавки:
угловая комната – 5%
n- коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху принимаемый по СНиП II-3-79*.
Пример расчета теплопотери комнаты 101:
Поскольку это жилая комната, то внутренняя температура 180С но т.к. помещение угловое прибавляем 20С и получаем tвп=200С.
Общие потери тепла будут состоять из следующих частей:
потери через несущую стену, ориентированную на север.
Площадь стены высчитываем с учетом привязки главных осей и вычитаем площадь окна:
F= 3.610*3.34-1.2*1.5= 10.26 м2
Сопротивление
теплопередаче
ограждающей
конструкции
для внешней
стены равно
.
tвн-tн=22 - (-41)= 630С
Для стены коэффициент n =1.0
Добавочные потери теплоты в долях от основных потерь b=0.15, т.к. стена выходит на север(b=0.10) и помещение угловое(b=0.05).
Далее находим потери теплоты через несущую стену по формуле:
Q=F(tвп-tн)(1+Sb)n/R
Q=10.26*(22-(-41))(1+0.15)*1/2.22=334.836 Вт
потери через несущую стену, обращенную на запад.
Площадь стены высчитываем с учетом привязки главных осей:
F= 3.60*3.34 = 12.024 м2
Сопротивление
теплопередаче
ограждающей
конструкции
для внешней
стены равно
.
tвн - tн=22-(-41)=630С
Для несущей стены коэффициент n =1.0
Добавочные потери теплоты в долях от основных потерь b=0.10, т.к. стена ориентирована на запад(b=0.05) и помещение угловое(b=0.05).
Далее находим потери теплоты:
Q=12.024*(22-(-41))(1+0.10)*1/2.22=378.756 Вт
Потери через окно с двойным остеклением, ориентированное на север.
Площадь окна
F= 1,2 *1,5= 1.8 м2
Сопротивление теплопередаче окна с двойным остеклением равно
.
tвн - tн=22-(-41) = 630С
Для окна коэффициент n =1.0
Добавочные потери теплоты в долях от основных потерь b=0.15, т.к. окно ориентировано на север(b=0.10) и находится в угловом помещении (b=0.05).
Далее находим потери теплоты:
Q=1.8*(22-(-41))(1+0.15)* 1/0.64=203.77 Вт
Потери через пол над неотапливаемым подвалом.
Площадь пола с учетом привязки главных осей равняется:
F= 3.48*3.1= 10.79 м2
Сопротивление
теплопередаче
пола над не
отапливаемым
подвалом
.
tвн - tн=22-(-41)=630С
Для пола коэффициент n =0.6
Добавочные потери теплоты в долях от основных потерь b=0
Далее находим потери теплоты:
Q=10.79*(22-(-41))(1+0)*0.6/3.14=129.89 Вт
Основные потери помещения 101 будут равны ∑Qi всех потерь через ограждения и потери через пол над не отапливаемым подвалом коридора 101б.
∑Qi=∑Q101=334.836 + 378.756 + 203.77 + 129.89 + 27.5=1074.8 Вт
Расчеты остальных помещений сводятся в таблицы
Таблица 1
|
№ пом |
Наим. пом |
tвн,°с |
Характеристика ограждений |
tвн-tн.о, °с |
n |
β |
Qосн, Вт |
||||
|
Обозначение |
Ориентация |
aхb, м |
F, м2 |
R0, м2·°с/Вт |
|||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
| 101 | ЖК | 22 | НС | С |
3.61*3.34- -1.2*1.5 |
10.26 |
2.22 |
63 |
1 |
0.15 |
334.836 |
Ок |
С | 1.2*1.5 |
1.8 |
0.64 |
1 |
0.15 |
203.77 |
||||
НС |
З |
3.60*3.34 | 12.024 |
2.22 |
1 | 0.1 |
378.756 |
||||
| Пл | - | 3.48*3.1 | 10.79 | 3.14 | 44 | 0.6 | - | 217.9 | |||
101б |
КР |
18 |
Пл. | - |
8.15*1.44 | 11.74 | 3.14 | 40 | 0.6 | - | 125.375 |
| ∑Q 1260.1 | |||||||||||
102 |
КХ |
18 | НС | С |
3.24*3.34-1.2*1.5 |
9.02 |
2.22 |
59 | 1 | 0.1 | 263.69 |
| Ок | С |
1.2*1.5 |
1.8 |
0.64 | 1 | 0.1 | 182.53 | ||||
| Пл | - |
3.24*1.6 |
5.18 |
3.14 |
59 |
0.6 |
- |
155.7 |
|||
| 102а | СУ | 25 | Пл | - | 2.24*1.64 | 3.67 | 3.14 | 66 | 0.6 | - | 123.42 |
| ∑Q 725.34 | |||||||||||
103 |
ЖК | 22 | НС |
С |
3.7*3.34-1.2*1.5 |
10.558 |
2.22 |
63 |
1 |
0.1 |
329.58 |
| Ок | С |
1.2*1.5 |
1.8 |
0.64 |
63 |
1 |
0.1 |
194.9 |
|||
| Пл | - |
3.7*3.05 |
11.29 |
3.14 |
63 |
0.6 |
- |
362.43 |
|||
103б |
КР |
18 |
Пл |
- |
5.3*1.64+ 1.5*0.6 |
9.59 |
3.14 |
59 |
0.6 |
- |
288.3 |
| ∑Q 1175.21 | |||||||||||
104 |
ЖК | 20 | НС | С |
4,04*3.34- 1.2*1.5 |
11,69 | 2,22 | 61 | 1 | 0,1 | 353,3 |
| Ок | С | 1,2*1,5 | 1,8 | 0,64 | 1 | 0,1 | 188,72 | ||||
| Пл | - | 4,04*3,79 | 15,31 | 3,14 | 61 | 0,6 | - | 196,30 | |||
| ∑Q 738.32 | |||||||||||
|
105 |
ЖК | 20 | НС | С |
3,84*3.34- 1.2*1.5 |
11,03 | 2,22 | 61 | 1 | 0,1 | 333,38 |
| Ок | С | 1,2*1,5 | 1,8 | 0,64 | 61 | 1 | 0,1 | 188,72 | |||
| Пл | - | 3,84*3,79 | 14,55 | 3,14 | 61 | 0,6 | - | 186,56 | |||
| ∑Q 708.66 | |||||||||||
| 106 | ЖК | 20 | НС | С |
3,5*3.34- 1.2*1.5 |
9,89 | 2,22 | 61 | 1 | 0,1 | 298,93 |
| Ок | С | 1.2*1.5 | 1,8 | 0,64 | 1 | 0,1 | 188,72 | ||||
| Пл | - | 3,5*3,05 | 10,68 | 3,14 | 0,6 | - | 207,48 | ||||
| 106б | КР | 18 | Пл | - | 6,5*1,64+1,4*0,6 | 11,5 | 3,14 | 59 | 0,6 | - | 129,65 |
| ∑Q 824.78 | |||||||||||
107 |
КХ | 18 | НС | С |
3,04*3.34- 1.2*1.5 |
8,35 | 2,22 | 59 | 1 | 0,1 | 244,11 |
| Ок | С | 1.2*1.5 | 1,8 | 0,64 | 59 | 1 | 0,1 | 182,53 | |||
| Пл | - | 3,04*1,45 | 4,4 | 3,14 | 59 | 0,6 | - | 90,94 | |||
| ∑Q 517.58 | |||||||||||
| 108 | ЖК | 22 | НС | С |
3,34*3,7- 1.2*1.5 |
10,56 | 2,22 | 63 | 1 | 0,15 | 344,63 |
| Ок | С | 1.2*1.5 | 1,8 | 0,64 | 1 | 0,15 | 203,77 | ||||
| НС | В | 3,56*3,34 | 11,89 | 2,22 | 1 | 0,1 | 371,16 | ||||
| Пл | - | 3,19*3,05 | 9,73 | 3,14 | 0,6 | - | 117,32 | ||||
| 108б | КР | 18 | НС | В | 0,6*3,34 | 2,13 | 2,22 | 59 | 1 | 0,05 | 59,44 |
| Пл | - | 3,19*0,6 | 1,9 | 3,14 | 0,6 | - | 21,42 | ||||
| ∑Q 1117.74 | |||||||||||
| 109а | СУ | 25 | Пл | - | 2,3*1,45 | 3,34 | 3,14 | 66 | 0,6 | - | 42,12 |
| С | В | 2,3*3,34 | 7,68 | 2,22 | 1 | 0,05 | 239,74 | ||||
| 109б | КР | 18 | Пл | - | 1,64*1,4 | 2,3 | 3,14 | 59 | 0,6 | - | 25,93 |
| ∑Q 307.79 | |||||||||||
| 110 |
ЖК |
22 | НС | В | 4,96*3,34 | 16,57 | 2,22 | 63 | 1 | 0,05 | 493,74 |
| НС | Ю |
3,34*3,7- 1.2*1.5 |
10,56 | 2,22 | 1 | 0 | 299,68 | ||||
| Ок | Ю | 1.2*1.5 | 1,8 | 0,64 | 1 | 0 | 177,19 | ||||
| Пл | - | 3,19*4,45 | 14,2 | 3,14 | 0,6 | - | 170,94 | ||||
| 110б | КР | 18 | Пл | - | 1,64*0,74 | 1,21 | 3,14 | 59 | 0,6 | 0 | 13,64 |
| ∑Q 1155.68 | |||||||||||
| 111 | ЖК | 20 | НС | Ю |
3,58*3,34- 1.2*1.5 |
10,16 | 2,22 | 61 | 1 | 0 | 279,17 |
| Ок | Ю | 1.2*1.5 | 1,8 | 0,64 | 1 | 0 | 171,56 | ||||
| Пл | - | 3,58*5,19 | 18,58 | 3,14 | 0,6 | - | 216,57 | ||||
| ∑Q 667.3 | |||||||||||
| 112 | КХ | 18 | НС | Ю | 2,99*3,34- 1,2*1,5 | 8,19 | 2,22 | 59 | 1 | 0 | 217,66 |
| Ок | Ю | 1,2*1,5 | 1,8 | 0,64 | 1 | 0 | 165,94 | ||||
| Пл | - | 2,6*3,79 | 9,85 | 3,14 | 0,6 | - | 111,05 | ||||
| ∑Q 494.65 | |||||||||||
| 113 | КХ | 18 | НС | Ю | 3,63*3,34 | 12,12 | 2,22 | 59 | 1 | 0 | 322,11 |
| Пл | - | 3,25*2,25 | 7,31 | 3,14 | 0,6 | - | 82,41 | ||||
| 113а | СУ | 25 | Пл | - | 4,2*1,54 | 6,47 | 3,14 | 66 | 0,6 | - | 81,60 |
| ∑Q 486.12 | |||||||||||
| 114 | ЖК | 20 | НС | Ю | 2,2*3,34 -1,2*1,5 | 5,55 | 2,22 | 61 | 1 | 0 | 152,5 |
| Ок | Ю | 1,2*1,5 | 1,8 | 0,64 | 1 | 0 | 171,56 | ||||
| Пл | - | 2,2*3,79 | 8,34 | 3,14 | 0,6 | - | 97,21 | ||||
| ∑Q 421.27 | |||||||||||
| 115 | КХ | 18 | НС | Ю | 2,8*3,34 – 1,2*1,5 | 7,55 | 2,22 | 59 | 1 | 0 | 200,65 |
| Ок | Ю | 1,2*1,5 | 1,8 | 0,64 | 1 | 0 | 165,94 | ||||
| Пл | - | 2,8*3,79 | 10,61 | 3,14 | 0,6 | - | 119,62 | ||||
| ∑Q 486.21 | |||||||||||
| 116 | ЖК | 20 | НС | Ю | 4,4*3,34 – 1,2*1,5 | 12,9 | 2,22 | 61 | 1 | 0 | 354,46 |
| Ок | Ю | 1,2*1,5 | 1,8 | 0,64 | 1 | 0 | 171,56 | ||||
| Пл | - | 4,4*5,19 | 22,84 | 3,14 | 0,6 | - | 266,22 | ||||
| ∑Q 792.24 | |||||||||||
| 117 | ЖК | 22 | НС | Ю | 4*3,34 – 1,2*1,5 | 11,56 | 2,22 | 63 | 1 | 0,05 | 344,46 |
| Ок | Ю | 1,2*1,5 | 1,8 | 0,64 | 1 | 0,05 | 186,05 | ||||
| НС | З | 4,6*3,34 | 15,36 | 2,22 | 1 | 0,1 | 479,48 | ||||
| Пл | - | 5*4 | 20 | 3,14 | 0,6 | - | 240,76 | ||||
| 117б | КР | 18 | Пл | - | 1,8*0,8 | 1,44 | 3,14 | 59 | 0,6 | - | 16,23 |
| ∑Q 1266.98 | |||||||||||
| 118а | СУ | 25 | НС | З | 2,2*3,34 | 7,35 | 2,22 | 66 | 1 | 0,05 | 229,44 |
| Пл | - | 2,2*2 | 4,4 | 3,14 | 0,6 | - | 55,49 | ||||
| ∑Q 284.93 |
Расчет основных потерь теплоты через лестничную клетку
|
№ Пом.. |
Наименование помещения |
tвн 0С |
Характеристики ограждающих конструкций |
tвн- tно 0С |
n |
|
Qосн, Вт |
||||
| Ограждение | Ориен-тация | Размеры, м |
Площадь F,м2 |
R0 (К*м2)/Bт |
|||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
НС |
Ю |
2*21.38 -1.5*1.5*6 |
29.26 |
2.22 |
59 |
1 |
- |
777.63 |
|||
Ок |
Ю |
1.5*1.5 |
2.25 |
0.64 |
59 | 1 |
- |
207.42 |
|||
Ок |
Ю |
1.5*1.5 |
2.25 |
0.64 |
59 | 1 |
- |
207.42 | |||
Ок |
Ю |
1.5*1.5 |
2.25 |
0.64 |
59 | 1 |
- |
207.42 | |||
Ок |
Ю |
1.5*1.5 |
2.25 |
0.64 |
59 | 1 |
- |
207.42 | |||
Лк.А |
лестничная клетка |
16 |
Ок |
Ю |
1.5*1.5 |
2.25 |
0.64 |
59 | 1 |
- |
207.42 |
Ок |
Ю |
1.5*1.5 |
2.25 |
0.64 |
59 | 1 |
- |
207.42 | |||
ДВ |
Ю |
0.9*2 |
1.8 |
0.43 |
59 | 1 |
- |
167.44 |
|||
Пл |
- |
2.8*4.36 |
12.208 |
0.127 |
59 | 0.6 |
- |
2307.02 |
|||
Пт |
- |
2.8*4.36 |
12.208 |
2.2474 |
59 | 0.9 |
- |
195.5 |
|||
2.2. Определение общих потерь теплоты с учетом инфильтрации и теплопоступлений в помещение.
Потери теплоты Q, Вт, на нагревание инфильтрующегося воздуха нужно определять учитывая 2 вида поступлений воздуха в помещение:
Потери через неплотности в наружных ограждениях в результате действия теплового и ветрового давления;
Qинф1 = 0,24*с*∑G(tвн-tн)k
Потери теплоты в результате дисбаланса между величинами воздухообмена по притоку и вытяжки.
Qинф2 = 0,24*сLrвн*(tвн-tн)k
В качестве расчётной принимаем большую из этих величин.с- коэффициент учитывающий еденицы измерения тепловой энергии, равный 1.163Вт
G- количество инфильтрирующего воздуха через ограждающие конструкции, определяемое формуле:
G=Gн *∑F
где Gн- нормативная воздухопроницаемость, Gн=6 кг/м2ч;
∑F- расчетная площадь окон и балконных дверей;
rвн- плотность внутреннего воздуха, в нашем случае rвн=1.2 кг/м3;
L — расход удаляемого воздуха, м3/ч, не компенсируемый подогретым приточным воздухом; для жилых зданий — удельный нормативный расход (L=3Fпл);
tвн и tн — расчетные температуры воздуха, 0С, соответственно в помещении и наружного воздуха в холодный период года;
k — коэффициент учета влияния встречного теплового потока в конструкциях, равный 0,7 для стыков панелей стен и окон с тройными переплетами, 0,8 —для окон с двойным остеклением, 1,0 — для одинарных окон, окон и балконных дверей со спаренными переплетами и открытых проемов.
Пример расчёта общих потерь для помещения 101:
Принимаем температуру внутри комнаты 220С т.к. помещение угловое.
rвн=1.2 кг/м3;
Площадь поверхности пола вычисляем по внутренним стенам помещения:
F= 2.8*3.0= 8,4м2
L=3Fпл=3*8,4=25.2м3
tвн-tн=22-(-41)=630С
Вычисляем потери по обеим формулам и принимаем большее значение:
Qинф1 = 0,24*с*∑G(tвн-tн)k= 0.24*1.163*6*(2.25*2)*(22-(-41))*0.8 =189.91Вт
Qинф2 = 0,24*сLrвн*(tвн-tн)k=0.24*1.163*25.2*1.2*(22-(-41))*0.8 =425.41Вт
В качестве расчётной принимаем Qинф2
Общие потери теплоты помещения определяются по формуле:
Qпом=Qосн+Qинф-Qбыт
Qбыт=10Fпл= 10*8.4=84Вт
Qпом=1260.1+425.41-84=1601.51 Вт
Расчеты остальных помещений сводятся в таблице:
Таблица 2
|
№ пом. |
tвн, ˚c |
ρвн, кг/ м3 |
Fпл, м2 |
L, м3 |
tвн-tн.о, °с |
Qинф, Вт |
Qосн, Вт |
Qбыт, Вт |
Qпом, Вт |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
| 101 | 22 | 1,2 | 9,3 | 27,6 | 64 | 478,44 | 1260,1 | 179,5 | 2177,99 |
| 102 | 18 | 1,2 | 6,48 | 19,44 | 59 | 307,3 | 725,34 | 64,8 | 967,84 |
| 103 | 22 | 1,2 | 10,24 | 30,72 | 63 | 518,59 | 1175,21 | 102,4 | 1591,4 |
| 104 | 20 | 1,2 | 20,3 | 60,9 | 61 | 995,43 | 738,32 | 203 | 1530,75 |
| 105 | 20 | 1,2 | 18,87 | 56,61 | 61 | 925,31 | 708,66 | 188,7 | 1445,27 |
| 106 | 20 | 1,2 | 10,24 | 30,72 | 61 | 502,13 | 824,78 | 102,4 | 1224,51 |
| 107 | 18 | 1,2 | 6,26 | 18,78 | 59 | 296,90 | 517,58 | 62,6 | 751,88 |
| 108 | 22 | 1,2 | 12,96 | 38,88 | 63 | 656,3 | 1117,74 | 129,6 | 1644,44 |
| 109 | 25 | 1,2 | 4,41 | 13,23 | 66 | 223,34 | 307,79 | 44,1 | 487,03 |
| 110 | 22 | 1,2 | 19,44 | 58,32 | 63 | 820,44 | 1155,68 | 194,4 | 1781,72 |
| 111 | 20 | 1,2 | 23,74 | 71,22 | 61 | 1164,11 | 667,3 | 237,4 | 1594,01 |
| 112 | 18 | 1,2 | 13,76 | 41,28 | 59 | 625,61 | 494,65 | 137,6 | 982,66 |
| 113 | 18 | 1,2 | 11,00 | 33,00 | 59 | 521,71 | 486,12 | 111,0 | 896,83 |
| 114 | 20 | 1,2 | 8,06 | 24,18 | 61 | 395,23 | 421,27 | 80,6 | 735,9 |
| 115 | 18 | 1,2 | 12,30 | 36,90 | 59 | 583,37 | 486,21 | 123 | 946,58 |
| 116 | 20 | 1,2 | 27,04 | 81,12 | 61 | 1325,93 | 792,24 | 270,4 | 1847,77 |
| 117 | 22 | 1,2 | 19,43 | 58,30 | 63 | 984,17 | 1266,98 | 583 | 1668,15 |
| 118 | 25 | 1,2 | 4,41 | 13,23 | 69 | 244,61 | 284,93 | 44,1 | 485,44 |
| 201 | 22 | 1,2 | 9,3 | 27,6 | 64 | 478,44 | 835,61 | 930 | 384,05 |
| 202 | 18 | 1,2 | 6,48 | 19,44 | 59 | 307,3 | 414,07 | 648 | 73,37 |
| 203 | 22 | 1,2 | 10,24 | 30,72 | 63 | 518,59 | 485,21 | 102,4 | 901,4 |
| 204 | 20 | 1,2 | 20,3 | 60,9 | 61 | 995,43 | 500,64 | 203 | 1293,07 |
| 205 | 20 | 1,2 | 18,87 | 56,61 | 61 | 925,31 | 482,51 | 188,7 | 1289,24 |
| 206 | 20 | 1,2 | 10,24 | 30,72 | 61 | 502,13 | 451,68 | 102,4 | 851,41 |
| 207 | 18 | 1,2 | 6,26 | 18,78 | 59 | 296,90 | 396,52 | 62,6 | 630,82 |
| 208 | 22 | 1,2 | 12,96 | 38,88 | 63 | 656,3 | 890,9 | 129,6 | 1417,6 |
| 209 | 25 | 1,2 | 4,41 | 13,23 | 66 | 223,34 | 215,39 | 44,1 | 394,63 |
| 210 | 22 | 1,2 | 19,44 | 58,32 | 63 | 820,44 | 884,49 | 194,4 | 1510,53 |
| 211 | 20 | 1,2 | 23,74 | 71,22 | 61 | 1164,11 | 418,21 | 237,4 | 1444,72 |
| 212 | 18 | 1,2 | 13,76 | 41,28 | 59 | 625,61 | 356,49 | 137,6 | 844,5 |
| 213 | 25 | 1,2 | 11,00 | 33,00 | 59 | 521,71 | 289,42 | 111,0 | 700,13 |
| 214 | 20 | 1,2 | 8,06 | 24,18 | 61 | 395,23 | 303,45 | 80,6 | 618,08 |
| 215 | 18 | 1,2 | 12,30 | 36,90 | 59 | 583,37 | 341,35 | 123 | 801,72 |
| 216 | 20 | 1,2 | 27,04 | 81,12 | 61 | 1325,93 | 484,8 | 270,4 | 1540,33 |
| 217 | 22 | 1,2 | 19,43 | 58,30 | 63 | 984,17 | 920,76 | 583 | 1321,93 |
| 218 | 25 | 1,2 | 9,3 | 13,23 | 69 | 244,61 | 206,03 | 44,1 | 406,54 |
| 701 | 22 | 1,2 | 6,48 | 27,6 | 64 | 478,44 | 1246,22 | 179,5 | 1545,16 |
| 702 | 18 | 1,2 | 10,24 | 19,44 | 59 | 307,3 | 696,99 | 64,8 | 939,49 |
| 703 | 22 | 1,2 | 20,3 | 30,72 | 63 | 518,59 | 1143,31 | 102,4 | 1559,5 |
| 704 | 20 | 1,2 | 18,87 | 60,9 | 61 | 995,43 | 701,78 | 203 | 1494,21 |
| 705 | 20 | 1,2 | 10,24 | 56,61 | 61 | 925,31 | 673,6 | 188,7 | 1410,21 |
| 706 | 20 | 1,2 | 6,26 | 30,72 | 61 | 502,13 | 793,04 | 102,4 | 1192,77 |
| 707 | 18 | 1,2 | 12,96 | 18,78 | 59 | 296,90 | 490,97 | 62,6 | 725,27 |
| 708 | 22 | 1,2 | 4,41 | 38,88 | 63 | 656,3 | 836,06 | 129,6 | 1362,76 |
| 709 | 25 | 1,2 | 19,44 | 13,23 | 66 | 223,34 | 286,25 | 44,1 | 465,49 |
| 710 | 22 | 1,2 | 23,74 | 58,32 | 63 | 820,44 | 1079,29 | 194,4 | 1705,33 |
| 711 | 20 | 1,2 | 13,76 | 71,22 | 61 | 1164,11 | 637,6 | 237,4 | 1564,31 |
| 712 | 18 | 1,2 | 11,00 | 41,28 | 59 | 625,61 | 494,65 | 137,6 | 982,66 |
| 713 | 25 | 1,2 | 8,06 | 33,00 | 59 | 521,71 | 457,29 | 111,0 | 868 |
| 714 | 20 | 1,2 | 12,30 | 24,18 | 61 | 395,23 | 403,07 | 80,6 | 717,7 |
| 715 | 18 | 1,2 | 27,04 | 36,90 | 59 | 583,37 | 463,94 | 123 | 924,31 |
| 716 | 20 | 1,2 | 19,43 | 81,12 | 61 | 1325,93 | 756,52 | 270,4 | 1812,05 |
| 717 | 22 | 1,2 | 4,41 | 58,30 | 63 | 984,17 | 1188,27 | 583 | 1589,44 |
| 718 | 25 | 1,2 | 9,3 | 13,23 | 69 | 244,61 | 264,26 | 44,1 | 464,77 |
| ЛК | 18 | 1,2 | 12,99 | 38,97 | 64 | 511,67 | 4692,11 | 179,5 | 5024,28 |
2.3. Удельная отопительная характеристика здания.
Удельная отопительная характеристика используется для оценки теплотехнических показателей принятого конструктивно планировочного решения здания, а также для ориентировочного расчета необходимого количества теплоты для отопления здания.
Qор- расчетные потери теплоты здания;
Qор = ∑Qпол = 128648,59 Вт
Vн- объем здания по наружному обмеру;
Vн= 21,38*294=4381,04 м3
a- поправочный коэффициент учитывающий зависимость отопительной характеристики здания от расчетной температуры наружного воздуха tн и для жилых зданий определяется по формуле:
3. Конструирование системы отопления.
При разработке системы отопления руководствуемся требованиями третьей главы СНиП II.04.05 – 91* “Отопление вентиляция и кондиционирование”.
Тепловой пункт размещают в подвале центральной части зданий.
В данном курсовом проекте разрабатывается однотрубная проточно-регулирующую систему водяного отопления с нижней тупиковой разводкой магистралей и П-образным стояком.
Магистральные трубопроводы системы отопления прокладываются в подвале на кронштейнах вдоль наружных стен здания.
Для обеспечения выпуска воздуха и спуска воды уклоны магистральных трубопроводов горячей и обратной воды должны быть не менее 0,002. Уклон магистралей обычно направлен в сторону теплового пункта.
Система отопления обычно состоит из нескольких отдельных ответвлений, подключённых к общей распределительной магистрали, что позволяет производить регулировку теплоотдачи разных частей системы и отключать их при необходимости ремонтных работ. Удаление воздуха в системе с нижней разводкой магистралей осуществляется через краны, устанавливаемые на отопительных приборах верхних этажей. В нижних точках разводящих трубопроводов и на стояке устанавливаются устройства для спуска воды. Присоединение системы отопления к тепловой сети осуществляется через элеватор.
В жилых зданиях применяются чугунные и стальные радиаторы, конвекторы и, при обосновании, отопительные панели. В данном курсовом проекте рекомендуется применять чугунные радиаторы.
Отопительные приборы размещают в нишах под окнами, если это невозможно - у наружных или внутренних стен. В угловых помещениях приборы размещают вдоль обеих наружных стен, в лестничных клетках отопительные приборы устанавливаются под лестничным маршем первого этажа, их присоединяют к отдельным стоякам системы отопления.
П-образные стояки системы отопления имеют подъемный и опускной участки. Подъемный участок прокладывают по помещениям с меньшими тепловыми нагрузками. Отопление ванных комнат осуществляется полотенце- сушителем, которое присоединяется с циркуляционным стояком системы горячего водоснабжения. На подводках к накопительным приборам для регулирования теплоотдачи устанавливают регулирующую арматуру.
4. Гидравлический расчет системы отопления.
Гидравлический расчёт трубопроводов системы отопления выполняется по методу характеристик сопротивления с постоянными перепадами температур воды в стояках.
Для гидравлического расчёта из всей системы отопления выбираем наиболее нагруженную ветвь. Её чертёж со всеми необходимыми данными представлен на расчётной схеме в масштабе 1:100.
В связи с тем, что для проектируемой системы отопления не задан определённый располагаемый перепад давлений, гидравлический расчёт начинаем с последнего по ходу горячей воды стояка 1.
Общая методика расчёта методом характеристик сопротивления:
Определяем тепловые нагрузки всех стояков в системе отопления как сумму общих потерь теплоты отопительных приборов:
Для остальных стояков расчёт производится аналогичным образом:
Определяем расходы воды по стоякам:
tг - расчетная температура горячей воды в начале подающей
магистрали системы отопления, °С;
tо- расчетная температура горячей воды на обратной магистрали системы отопления, °С;
β1- поправочный коэффициент, учитывающий теплопередачу через дополнительную площадь, принимаемых к установке отопительных приборов, в нашем случае β1=1.02;
β2- поправочный коэффициент, учитывающий дополнительные потери теплоты, вызванные размещением отопительных приборов у наружных стен, для нашего случая β2=1.04;
Значения tг и tо принимаем из задания равными соответственно 95 и 70°С.
Действительные потери давления в стояке рассчитывают по формуле:
-
характеристика
сопротивления
стояка;
В зависимости от принятого диаметра участка магистрали определяем его характеристику сопротивления:
А- удельное динамическое давление в трубопроводе;
L- длина участка трубопровода;
d- диаметр трубопровода;
l- коэффициент трения;
-
сумма коэффициентов
всех сопротивлений
на участке;
Потери давления на участке магистрали определяются по формуле:
Располагаемый перепад давлений для второго стояка равен сумме потерь давления в стояке 1, в подающей и обратной магистрали:
По известным
значениям
располагаемого
перепада давления
и расхода
теплоносителя
для второго
стояка
находим требуемую
характеристику
сопротивления
для данного
стояка.
Задаемся диаметром второго стояка и определяем его действительную характеристику сопротивления. Она должна быть близка к требуемой характеристике сопротивления:
По расходу воды и полученному значению действительной характеристики сопротивления второго стояка находим действительные потери давления во втором стояке. Невязка давлений располагаемого и действительного не должна превышать 15%:
Общее гидравлическое сопротивление системы отопления высчитывается по формуле:
Расчет стояка 1
Руководствуясь данными табл. 1, принимаем диаметры стояка 1 и радиаторных узлов равными 20 мм.
Таблица 1
Данные для предварительного выбора однотрубных стояков водяного отопления
| Условный диаметр стояка dу, мм | Температурный перепад Δt, ˚с | Средние значения величин на стояке | ||
|
Расходов воды Gст, кг/ч |
Скоростей воды υст, м/с |
Тепловых нагрузок Qст, ккал/ч |
||
| 15 | 95-70=25 | 210-270 | 0,3-0,4 | 5250-6750 |
| 100-70=30 | 6300-8100 | |||
| 105-70=35 | 7350-9450 | |||
| 20 | 95-70=25 | 450-550 | 0,35-0,42 | 11250-13750 |
| 100-70=30 | 13500-16500 | |||
| 105-70=35 | 15750-19250 | |||
| 25 | 95-70=25 | 800-1000 | 0,4-0,49 | 20000-25000 |
| 100-70=30 | 24000-30000 | |||
| 105-70=35 | 28000-35000 | |||
Определение полной характеристики сопротивления стояка 1 как суммы характеристик сопротивления:
а) 7 вертикальных этажестояков проточно-регулируемых систем d = 20 мм:
кгс/м2
/(кг/ч)2
б) радиаторных узлов верхнего этажа:
кгс/м2 /(кг/ч)2
в) прямых участков труб стояка d=20 мм общей длиной l =7,5+12+0,8=20,3м:
кгс/м2 /(кг/ч)2
г) местных сопротивлений:
вентиля на подающей магистрали с коэффициентом ξ=10
пробкового крана на обратной магистрали с ξ=2
отводов (4 шт.), гнутых под углом 90°, с ξ=1·4=4
отступов от стояка к магистрали (2 шт.) с ξ=0,5·2=1
тройников на проход горячей магистрали при Gпр/Gсб = 565,6/1052,7 = 0,53 с ξ=0,5
тройников на проход обратной магистрали при Gпр/Gсб = 0,53 с ξ=3
Общая сумма составляет ∑ξ=20,5.
кгс/м2 /(кг/ч)2
Таким образом, полная характеристика сопротивления стояка 1:
кгс/м2 /(кг/ч)2
Действительные потери давления в стояке 1:
Расчет Ст2.
=
1896 кгс/м2 G=487,1
кг/ч
Ориентировочный расчёт показывает, что сконструировать стояк 2 из труб одного диаметра так, чтобы его характеристика сопротивления соответствовала требуемой, нельзя. Поэтому конструируем стояк из следующих частей:
подъёмного участка с радиаторным узлом верхнего этажа диаметром 20мм.
опускной части с радиаторным узлом верхнего этажа диаметром 15мм.
Подъемная часть(d=20мм):
S1=6*3.15*10-4=18,9*10-4 кгс/м2
радиаторный узел верхнего этажа с d=20мм: S12=1*1.46*10-4 =1.46*10-4 кгс/м2
Опускная часть(d=15мм):
S2=6*13.38*10-4=80,29*10-4 кгс/м2
радиаторный узел верхнего этажа с d=15мм: S22=1*5.03*10-4 =5.03*10-4
кгс/м2
Прямые участки труб