Xreferat.com » Рефераты по строительству » Отопление и вентиляция гражданского здания г. Воронежа

Отопление и вентиляция гражданского здания г. Воронежа

Федеральное агентство по образованию (Рособразование)

Архангельский государственный технический университет

Кафедра промышленной теплоэнергетики


Курсовая работа

По дисциплине: "Энергетические системы обеспечения жизнедеятельности"

На тему: "Отопление и вентиляция гражданского здания г. Воронежа"


Чирков Дмитрий Валентинович

курс III группа ОСП


Архангельск

2008

Содержание


1. Задание

2. Теплотехнический расчет

3. Расчет теплопотерь отапливаемых помещений

4. Расчет нагревательных приборов

5. Расчет котлов и вспомогательного оборудования

6. Расчет помещения встроенной котельной

7. Гидравлический расчет двухтрубной водяной системы отопления

8. Расчет системы вентиляции

9. Используемые источники


2. Теплотехнический расчет


Определение оптимальных ограждающих конструкций и определение общего термического сопротивления ограждающих конструкций.

Требуемое термическое сопротивление теплопередаче


, (м2·К)/Вт,


где - расчетная температура воздуха в помещении, находим по таблице 1,4 [1], оС;

- расчетная температура наружного воздуха, находим по таблице 1,3 [1], оС;

- коэффициент, учитывающий характер омывания ограждения наружным воздухом [1];

- коэффициент теплоотдачи от воздуха помещения к внутренней поверхности наружного ограждения [2], Вт/(м2·К)

- нормируемый перепад температур [3], оС.


Определяются градусо-сутки отопительного периода


,


где - средняя температура отопительного периода (таблица 1,3 [1]), оС;

- продолжительность отопительного периода (таблица 1,3 [1]), сут.

Приведенное сопротивление теплопередаче для стен


2·К)/Вт;


для чердачных перекрытий


, (м2·К)/Вт;


для окон


, (м2·К)/Вт;


В качестве расчетного требуемого термического сопротивления принимается наибольшее из двух значений и .

Определяется минимально допустимая толщина тепловой изоляции


, м


где - коэффициент теплопроводности материала изоляции, Вт/(м·К);

- коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности ограждения к наружному воздуху (таблица 1.5 [1]), Вт/(м2·К);

- толщина материального слоя (таблица 1.14 [1]), м;

- коэффициент теплопроводности материала слоя (таблица 1.1 [1]), Вт/(м·К)

Фактическое термическое сопротивление


, (м2·К)/Вт.


Исходные данные

Внутренняя температура воздуха для большинства помещений оС.

Расчетная температура наружного воздуха для г. Воронеж оС.

Средняя температура отопительного периода оС.

Продолжительность отопительного периода сут.

Расчет стен

Коэффициент теплоотдачи от воздуха помещения к внутренней поверхности наружного ограждения Вт/(м2·К).

Нормируемый перепад температур оС, по условию принять не более 7 оС, следовательно, принимаем оС

Коэффициент, учитывающий характер омывания ограждения наружным воздухом для наружных стен .

Требуемое термическое сопротивление теплопередаче


2·К)/Вт;


Градусо-сутки отопительного периода


;


Приведенное сопротивление теплопередаче


2·К)/Вт;


В качестве расчетного термического сопротивления принимаем 2·К)/Вт.


Принимаем следующую конструкцию стены


Рисунок 1. Разрез стены


В качестве теплоизоляционного материала принимаем пенополиуретан с коэффициентом теплопроводности Вт/(м·К) (таблица 1.4.2 [2]).

Для г. Воронеж при нормальном влажностном режиме помещений группа условий эксплуатации ограждений А (таблица 1,2 [1]).

Коэффициент теплопроводности для обыкновенного глиняного кирпича Вт/(м·К) (таблица 1.1 [1]).

Коэффициент теплопроводности для штукатурки из цементно-песчаного раствора Вт/(м·К) (таблица 1.1 [1]).

Минимально допустимая толщина тепловой изоляции


м.


Принимаем стандартную толщину теплоизоляционного материла м.

Фактическое термическое сопротивление


2·К)/Вт.


Расчет перекрытия

Коэффициент теплоотдачи от воздуха помещения к внутренней поверхности наружного ограждения Вт/(м2·К).

Нормируемый перепад температур оС, по условию принять не более 6 оС, следовательно, принимаем оС

Коэффициент, учитывающий характер омывания ограждения наружным воздухом .

Требуемое термическое сопротивление теплопередаче


2·К)/Вт;


Градусо-сутки отопительного периода


;


Приведенное сопротивление теплопередаче


2·К)/Вт;


В качестве расчетного термического сопротивления принимаем 2·К)/Вт.

Принимаем следующую конструкцию перекрытия

Рисунок 3. Перекрытие


В качестве теплоизоляционного материала принимаем утеплитель-минералватная плита с коэффициентом теплопроводности Вт/(м·К) (таблица 1.15 [1]).

Теплопроводности материалов:

Покрытие рубероид: δиз = 6мм; Вт/(м·К) (таблица 1.1 [1]).

Железобетонная стяжка: δиз = 30мм; Вт/(м·К).

Пароизоляционный слой из пергамина: δиз = 2мм ; Вт/(м·К)

Железобетонное перекрытие: δиз = 140мм ; Вт/(м·К)

Минимально допустимая толщина тепловой изоляции


м.


Принимаем, стандартную толщину теплоизоляционного материла 0,06 м.

Фактическое термическое сопротивление


2·К)/Вт.


Расчет окон

Градусо-сутки отопительного периода


;


Приведенное сопротивление теплопередаче


2·К)/Вт;


По таблице 1.4.4 [2] выбираем двойное остекление в спаренных переплётах: 2·К)/Вт.

Проверка наружных ограждений на конденсацию влаги

Температура внутренней поверхности ограждения вычисляется по формуле


,

где

оС.


По I-d диаграмме влажного воздуха определяем температуру точки росы оС, при относительной влажности 50%.

Следовательно, конденсации влаги происходить не будет.


3. Расчет теплопотерь отапливаемых помещений


Теплопотери рассчитываются с целью оптимального расчета и конструирования системы отопления. Тепловые потери подразделяются на основные и добавочные.

Основные теплопотери


, Вт


где - коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м2·К);

- поверхность ограждения определяется по правилам линейного обмера, м2;

Для ворот и наружных дверей вместо подставляется разность коэффициентов теплопередачи окна и стены (или наружных дверей и стены).

По таблице 1,16 [1] находим: наружные одинарные ворота принимаем: к=4,65 Вт/(м2·К).

Наружные двери: к=4,65 Вт/(м2·К).

Для наружных стен Вт/(м2·К);

Для перекрытия Вт/(м2·К);

Для окон Вт/(м2·К).

Добавочные теплопотери

1. На ориентацию ограждений в отношении сторон света


Рисунок 5. Поправка на ориентацию ограждений в отношении стран света


2. На обдувание ограждения ветром зависит от скорости ветра за 3 наиболее холодных месяца и от того защищено или незащищено ограждение или нет.

По таблице 1.3 [1] находим для г. Воронеж средняя скорость ветра 5,4 м/с.

Для защищенных ограждений размер добавки 10 %.

3. На угловые помещения размер добавки 5 %.

4. В зависимости от конструкции наружного входа:

для одиночных дверей β=0,65H

Определение теплопотерь через полы, расположенные на грунте

Площадь этажа разбивается на зоны. Зона – полоса 2 м, параллельно наружным стенам. Для каждой зоны установлено свое термическое сопротивление.

Для неутепленных полов термическое сопротивление зон:


2·К)/Вт;

2·К)/Вт;

2·К)/Вт;

2·К)/Вт.


Таблица 1. Расчет теплопотерь

№ отапли-ваемо-го поме-щения

Наимено-вание помещения и tв, оС

Наиме-нова-ние ограж-дения Ориен-тация ограж-дения Размеры ограждения,м.

Пло-щадь ограж-дения, м2

Расчёт-ная раз-ность темпе-ратур tв-tн, оС

К , Вт/(м2∙єС)

Qосн , Вт

Добавки, %

Qдоб Вт

Qобщ Вт










Стра-ны света Ве-тер Дру-гие

101

Архив

+18

НС Ю 2,2*4,5 9,9 50 0,43 213 0 10 5 32 245


ДО Ю 1,5 1,8 2,7 50 2,63 447 0 10 5 67 514


Пт - 2,2 1,0 2,2 50 0,28 31 - - - - 31


Пл Iзона 2,2 1,0 2,2 50 1/ 2,15 51 - - - - 51
102 Склад 14 Пт - 3,0 2,2 6,6 52 0,28 96 - - - - 96



Пл Iзона 0,9 2,2 1,98 52 1/ 2,15 48 - - - - 48




IIзона 2 2,2 4,4 52 1/ 4,3 53 - - - - 53




IIIзона 0,2 2,2 0,44 52 1/ 8,6 3 - - - - 3
103 Буфет 16 Пл - 2,2 3,8 8,36 54 0,28 126 - - - - 126



Пт IIIзона 2,2 1,7 3,74 54 1/ 8,6 23 - - - - 23




IVзона 2,2 2,1 4,62 54 1/ 14,3 17 - - - - 17
104 Комната отдыха 18 Пт - 2,2 1,4 3,08 56 0,28 48 - - - - 48



Пл IVзона 2,2 1,4 3,08 56 1/ 14,3 12 - - - - 12
105 Коридор 18 НС Ю 1,7 4,5 7,65 56 0,43 184 0 10 5 28 212



ВС З 1,0 4,5 4,5 6 0,71 19 - - - - 19



ВС З 3,1 5,1 15,81 4 0,71 45 - - - - 45



НДД Ю 0,9 2,2 1,98 56 2,33 258 0 10 5 39 297



Пт - (2,8*1,6)+(11,4*1,7) 23,86 56 0,28 374 - - - - 374



Пл Iзона 1,7*2 3,4 56 1/ 2,15 89 - - - - 89




IIзона 1,7*2 3,4 56 1/ 4,3 44 - - - - 44




IIIзона (2*1,7)+(5,4*1,3)+(0,2*3,1) 11,04 56 1/ 8,6 72 - - - - 72




IVзона (0,4*3,7)+(1,4*3,1) 5,82 56 1/ 14,3 23 - - - - 23
106 Офис 16 НС Ю 4,9 4,5 22,05 54 0,43 512 0 10 5 77 589



НС З 4,6 4,8 22,08 54 0,43 513 10 10 5 128 641



ДО Ю 1,5 1,8 2,7 54 2,63 383 0 10 5 57 440



ДО З 1,5 1,8 2,7 54 2,63 383 10 10 5 96 479



Пт - 4,5*4,1 18,45 54 0,28 279 - - - - 279



Пл Iзона 2*(4,5+4,1) 17,2 54 1/ 2,15 432 - - - - 432




IIзона (2*0,6)+(2*2,1) 9,2 54 1/ 4,3 116 - - - - 116




IIIзона 0,6*0,1 0,06 54 1/ 8,6 0,4 - - - - 0,4
107 Офис 16 НС З 4,2 5,8 24,36 54 0,43 566 10 10 5 142 708



ДО З 1,5 1,8 2,7 54 2,63 383 10 10 5 96 479



Пт - 4,2 4,5 18,9 54 0,28 286 - - - - 286



Пл Iзона 2*4,2 8,4 54 1/ 2,15 211 - - - - 211




IIзона 2*4,2 8,4 54 1/ 4,3 105 - - - - 105




IIIзона 0,6*4,2 2,52 54 1/ 8,6 16 - - - - 16
108 Офис 16 НС З 2,7 6,0 16,2 54 0,43 376 10 10 5 94 470



ДО З 1,5 1,8 2,7 54 2,63 383 10 10 5 96 479



Пт - 2,7 4,5 12,15 54 0,28 184 - - - - 184



Пл Iзона 2*2,7 5,4 54 1/ 2,15 136 - - - - 136




IIзона 2*2,7 5,4 54 1/ 4,3 68 - - - - 68




IIIзона 0,6*2,7 1,62 54 1/ 8,6 10 - - - - 10
109 Туалет 14 НС З 2,2 5,5 12,1 52 0,43 281 10 10 5 70 351



ДО З 1,5 1,8 2,7 52 2,63 369 10 10 5 92 461



Пт - 2,2 3,0 6,6 52 0,28 96 - - - - 96



Пл Iзона 2,2*2 4,4 52 1/ 2,15 106 - - - - 106




IIзона 2,2*1,0 2,2 52 1/ 4,3 27 - - - - 27
110 Умывальная комната 16 НС З 0,9 5,4 4,86 54 0,43 113 10 10 5 28 141



ВД - 0,7 2,2 1,54 7 2,91 31 - - - - 31



Пт - 0,9 4,5 4,05 54 0,28 61 - - - - 61



Пл Iзона 0,9*2 1,8 54 1/ 2,15 45 - - - - 45




IIзона 0,9*1,0 0,9 54 1/ 4,3 11 - - - - 11
111 Душевая 25 НС С 2,4 4,5 10,8 63 0,43 293 10 10 5 73 366



НС З 3,1 4,8 14,88 63 0,43 403 10 10 5 101 504



ВС С 2,0 5,1 10,2 9 0,71 65 - - - - 65



ДО С 1,5 1,8 2,7 63 2,63 447 10 10 5 112 559



Пт - 2 2,8 5,6 63 0,28 99 - - - - 99



Пл Iзона (2+2,8)*2 9,6 63 1/ 2,15 281 - - - - 281
112 Раздевалка 23 НС С 7,2 4,5 32,4 61 0,43 850 10 10 5 213 1063



ДО С 3*(1,5*1,8) 8,1 61 2,63 1299 10 10 5 325 1624



ВС Ю 4,7 5,7 26,79 5 0,71 95 - - - - 95



ВС В 6,0 5,0 30 7 0,71 149 - - - - 149



ВС В 2,3 5,5 12,65 9 0,71 81 - - - - 81



ВС С 1,0 5,1 5,1 7 0,71 25 - - - - 25



ВС В 0,9 5,1 4,59 7 0,71 23 - - - - 23



ВД - 0,9 2,2 1,98 5 2,91 29 - - - - 29



Пт - (6,2*5,8)+(2,2*1,0) 38,16 61 0,28 652 - - - - 652



Пл Iзона 7,2 2 14,4 61 1/ 2,15 409 - - - - 409




IIзона (5,1*2)+3,7+0,6 14,5 61 1/ 4,3 206 - - - - 206




IIIзона 5,1 1,7 8,67 61 1/ 8,6 61 - - - - 61
















113 Бокс 16 НС С 23 4,6 105,8 54 0,43 2457 10 10 5 614 3071



НС Ю 23 4,6 105,8 54 0,43 2457 0 10 5 369 2826



НС В 18 5,5 99 54 0,43 2299 10 10 5 575 2874



ВС В 1,0 4,5 4,5 4 0,71 13 - - - - 13



ВС З 0,9 2,2 1,98 4 2,91 23 - - - - 23



ДО С 10*(1,5*1,8) 27 54 2,63 3835 10 10 5 959 4794



ДО В 4*(1,5*1,8) 10,8 54 2,63 1534 10 10 5 384 1918



В Ю 5*(3,6*3) 54 54 4,65 13559 0 10 5 2034 15593



Пт - 2*(24*9) 432 54 0,28 6532 - - - - 6532



Пл Iзона 2*(23*2+17,6) 127,2 54 1/ 2,15 3195 - - - - 3195




IIзона 2*(21*2+9,3) 102,6 54 1/ 4,3 544 - - - - 544




IIIзона 2*(19*2+5,3) 86,6 54 1/ 8,6 1288 - - - - 1288




IVзона 17,6*5,3 90,1 54 1/ 14,3 340 - - - - 340

4. Расчет нагревательных приборов


Расчет нагревательных приборов сводится к определению поверхности нагрева нагревательного прибора по формуле


, м2,


где - требуемая теплоотдача прибора, Вт;

- коэффициент теплопередачи прибора определяем по [3], Вт/(м2·оС);

- средняя температура теплоносителя в приборе, оС;

- температура теплоносителя на входе в нагревательный прибор, оС;

- температура теплоносителя на выходе из нагревательного прибора, оС;

- коэффициент, учитывающий остывание воды в трубах. Определяем по таблице III.20 [1] для двухтрубных систем с нижней разводкой;

- коэффициент, учитывающий способ установки нагревательного прибора. Определяем по таблице III.21 [1];

- коэффициент, учитывающий число секций в радиаторе определяем по таблице III.24 [1].

Для секционных радиаторов число секций в нагревательном приборе


,


где - поверхность одной секции, м2.

Определяется фактическая теплоотдача прибора


, Вт


где - принятое количество секций в нагревательном приборе, шт.

Расхождение между принятой и фактической теплоотдачей


.


Допустимое расхождение %

В качестве требуемой теплоотдачи прибора принимаем общие теплопотери помещения.

Для двухтрубной системы принимаем

Температура теплоносителя на входе в нагревательный прибор оС;

Температура теплоносителя на выходе из нагревательного прибора оС;


оС.


По таблице III.7 [1] определяем для чугунных радиаторов М-140 поверхность одной секции м2.


Таблица 2. Расчет нагревательных приборов

№ поме

щений

Наи

мено

вание

поме

щения и внут

ренняя темпе

ратура tв,, оС

Темпе

ратура теплоно

сителя tпр= (tг +tо)/2, оС

Рас

четный перепад темпе

ратур, tпр- tв, оС

Рас

четная тепловая нагрузка на приборы, Вт

Коэф

фициент

тепло

передачи

нагрева

тельного прибора

к пр,

Вт/(м2 . оС)

Поправочный коэффициент на остывание воды в трубах

Поверх

ность нагрева приборов Fпр, М2

Коли

чество нагре

вательных приборов и секций в приборах, шт.

Попра

вочный коэф

фициент на число секций b3

Прини

маемое коли

чество приборов и секций

Фактическая тепловая нагрузка на прибор, Вт Расхождение между расчетной и фактической тепловой нагрузкой прибора, %






Учит охлаж-дение воды в трубах β1

Учит

способ уста-новки прибо-ра β2







101 12 82,5 70,5 841 9,9 1,05 1

1,265

4,980315

1

1*5

886

5,1

102 14 82,5 68,5 200 9,6 1,05 1

0,319

1,255906

0,96

1*2

224

10,7

103 16 82,5 66,5 166 9,6 1,05 1

0,273

1,074803

0,96

1*1

162

-2,4

104 18 82,5 64,5 1171 9,6 1,05 1

1,986

7,819

1,01

1*8

1258

6,9

105 18 82,5 64,5









106 16 82,5 66,5 2976 9,6 1,05 1

4,895

19,27165

1,03

2*10

3243

8,2

107 16 82,5 66,5 1805 9,6 1,05 1

2,969

11,68898

1,02

1*12

1946

7,2

108 16 82,5 66,5 1347 9,6 1,05 1

2,215

8,720472

1,01

1*9

1459

7,7

109 14 82,5 68,5 1041 9,6 1,05 1

1,662

6,543307

1

1*7

1169

11

110 16 82,5 66,5 289 9,6 1,05 1

0,475

1,870079

0,96

1*2

324

10,9

111 25 82,5 57,5 1809 9,2 1,05 1

3,591

14,1378

1,01

1*14

1881

3,8

112 23 82,5 59,5 4288 9,2 1,05 1

8,225

32,38189

1,03

3*11

4588

6,5

113 16 82,5 66,5 42975 9,6 1,05 1

70,683

278,2795

1,03

12*20

2*19

45079

4,7

5. Расчет котлов и вспомогательного оборудования


Суммарная поверхность нагрева котлов определяется по формуле [1]


, м2


где - коэффициент запаса на производительные потери тепла при нижней разводке трубопроводов;

- расчетное количество тепла, ккал/ч;

- тепловое напряжение поверхности нагрева, ккал/(м2·ч).

В качестве расчетного количества тепла принимаем суммарные теплопотери всего здания .

По таблице V.13 определяем тепловое напряжение поверхности нагрева.

Для котлов типа КЧМ-2 при сжигании сортированного антрацита:


ккал/(м2·ч).

м2


По таблице V.2 принимаем 2 чугунных котла КЧМ-2 . Поверхность нагрева каждого котла 4,23 м2, максимальная теплопроизводительность при сжигании сортированного антрацита 45000 ккал/ч.

Расчет дымовой трубы.

Площадь поперечного сечения выходного отверстия дымовой трубы

, см2,


где - тепловая нагрузка котельной, ккал/ч;

- высота трубы от уровня колосниковой решетки до верха оголовка трубы, м.


см2.


Принимаем кирпичную дымовую трубу с размерами в кирпичах , площадь сечения выходного отверстия 729 см2.

Площадь сечения борова


, см2


где - теплопроизводительность котлов, обслуживаемых расчетным участком борова, ккал/ч.

Диаметр борова .

Площадь сечения и диаметр борова на участке котел - общий боров


см2,

см.


Подбор расширительного бака

Расширительные баки предназначены для вмещения избыточного объема воды при ее температурном расширении в системе водяного отопления.

Емкость расширительного бака определяется по формуле


, л


где - объем воды в элементах системы отопления.

Для перепада температур воды в системе 95-70оС


л.

л.


Принимаем стандартный расширительный бак марки 1Е010 с полезной емкостью 67 л. Размеры бака DЧH = 645Ч710 мм.


6. Расчет помещения встроенной котельной


Часовой расход топлива


, кг


где - расход тепла, ккал/ч;

- средняя низшая теплота сгорания топлива ккал/кг;

- кпд котельной установки [1].

По таблице V.23 [1] для антрацита находим ккал/кг.


кг.


Площадь склада для твердого топлива на месячный запас


, м2,


где - объемная масса топлива, принимаемая по таблице V.23 [1], кг/м3;

- высота штабеля в зависимости от рода топлива, м.

Для антрацита кг/м3, м.


м2.


Расход твердого топлива за отопительный период


, т


где - коэффициент, учитывающий непроизводительные потери тепла;

- теплопотери здания, ккал/ч;

- средняя внутренняя температура отапливаемых помещений, оС;


т.


Объем воздуха для дутья


3


где - коэффициент, избытка воздуха в топке;

- температура воздуха под потолком котельной принимается 20 оС;

- барометрическое давление принимаем 745 мм рт. ст. ;

- теоретический объем воздуха необходимого для сгорания


м3


7. Гидравлический расчет двухтрубной водяной системы отопления


Целью гидравлического расчета является:

1. Определение оптимальных диаметров трубопроводов;

2. Определение потерь давления в системе.

Для проведения гидравлического расчета вычерчивается аксонометрическая схема системы отопления с нанесением всех элементов системы.

Первоначально выбирается расчетное циркуляционное кольцо наиболее протяженное и нагруженное. Расчетное кольцо разбивается на расчетные участки – трубопроводы постоянного сечения с постоянным расходом среды. Определяется тепловая нагрузка участка, под которой понимается фактическая теплоотдача приборов, обслуживаемых данным участком.

Определяется расход среды на участке


, кг/ч,

где - тепловая нагрузка участка, Вт;

кДж/(кг·К) - теплоемкость воды;

Диаметры трубопровода на участке , скорости движения воды , потери давления от трения на 1 м трубы определяются по таблице III.60 [1].

Потери давления от трения


, кгс/м2


где - длина расчетного участка, м.

- потери давления от трения на 1 м трубы, кгс/м2;

Значения местных сопротивлений на участке определяются по таблице III.65 [1].

Потери давления на местные сопротивления


,


где - сумма местных сопротивлений участка;

- скоростное давление определяется по таблице III.61 при , кгс/м2;

Потери давления по участкам:


Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.
Подробнее

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Похожие рефераты: