Установка системы отопления в зданиях

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Краткое описание задания, расчетные параметры наружного и внутреннего воздуха

2. Определение расчётной температуры в неотапливаемом подвале

3. Определение расчетных температур в неотапливаемых помещениях (чердака, тамбура ЛК)

4. Определение расчетных потерь теплоты помещениями и зданием

5. Конструирование и расчет однотрубной системы водяного отопления

5.1 Конструирование системы отопления, определение расчётного теплового потока и расхода теплоносителя для отопительных приборов, расчётной мощности системы отопления

5.2 Конструирование, тепло-гидравлический расчет и подбор оборудования теплового пункта при зависимой схеме подключения к тепловым сетям

5.3 Гидравлический расчет однотрубной системы отопления методом характеристик сопротивления

5.4 Подбор отопительных приборов

6. Конструирование и расчет двухтрубной системы водяного отопления

6.1 Конструирование системы отопления, определение расчетного теплового потока и расхода теплоносителя для отопительных приборов, расчетной мощности системы отопления

6.2 Конструирование, тепло-гидравлический расчет и подбор оборудования теплового пункта при независимой схеме подключения к тепловым сетям

6.3 Гидравлический расчет двухтрубной системы отопления методом удельных потерь давления на трение. Подбор термостатических клапанов и балансовых клапанов на обратных подводках отопительных приборов, определение их требуемой пропускной способности. Подбор насоса циркуляционного

6.4 Подбор отопительных приборов

7. Основные рекомендации по монтажу, пуску и тепло-гидравлической наладке системы отопления

Список использованной литературы

Введение

В помещениях с постоянным или длительным пребыванием людей и в помещениях, где по условиям производства требуется поддержание положительных температур в холодный период года, устраивается система отопления. Система отопления является одной из строительно-технологических установок здания, которая должна отвечать следующим основным требованиям:

· санитарно-гигиеническим;

· экономическим;

· строительным;

· монтажным;

· эксплуатационным;

· эстетическим.

Системы отопления состоят из следующих основных элементов:

ь генератора тепла, в котором теплоносителю передаётся необходимое количество тепла;

ь системы теплопроводов для перемещения по ним теплоносителя;

ь нагревательных приборов, передающих тепло от теплоносителя воздуху и ограждениям помещения.

В качестве теплоносителя в системах отопления служат вода, пар, воздух и дымовые газы.

Системы отопления подразделяются на местные и центральные. Центральная система отопления может быть районной, когда группа зданий отапливается из центральной котельной или центрального теплового пункта.

Системы отопления следует выбирать, руководствуясь основными требованиями, предъявляемыми к проектируемому зданию, и технико-экономическими показателями различных вариантов систем, допустимых по санитарно-гигиеническим условиям. Из систем центрального отопления наиболее распространенными являются системы водяного отопления как наиболее отвечающие гигиеническим требованиям (не исключается применение парового и воздушного отоплении при соответствующем обосновании).

Системы водяного отопления подразделяют на системы с естественной и искусственной циркуляцией теплоносителя. В свою очередь их подразделяют:

v по схеме питания приборов - на двухтрубные и однотрубные;

v по расположению подающих магистралей - на системы с верхней разводкой и с нижней разводкой;

v по направлению движения воды в подающих и обратных магистралях - на тупиковые и с попутным движением воды.

В данном курсовом проекте применяется тупиковая система водяного отопления с верхней разводкой магистральных теплопроводов, однотрубная и двухтрубная.

1. Краткое описание здания, расчетные параметры наружного и внутреннего воздуха

Согласно заданию, объектом проектирования является жилое многоквартирное здание, расположенное в Бресте. Здание двухсекционное, девятиэтажное.

Основное решение системы отопления: водяная однотрубная тупиковая с нижней разводкой магистральных трубопроводов и зависимой схемой подключения к теплосетям.

Дополнительный вариант: двухтрубная система водяного отопления с независимой схемой подключения.

Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций:

· наружная стена - R_т =3,2 м^{2 0}С/Вт;

· покрытие чердачное - R_т =5,4 м^{2 0}С/Вт

· перекрытие над подвалом- R_Т=2,5 м^{2 0}С/Вт.

Источник теплоснабжения: тепловые сети с параметрами: Т_г=105⁰С, Т_о=70⁰С.

Параметры теплоносителя в системе: t_г =85⁰С, t₀ =65⁰С.

Отопительные приборы: радиаторы чугунные МС-140 М

Расчетная температура наружного воздуха - средняя температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92: text= -240 С.

Согласно СНБ 4.02.01-03 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» принимаем следующие расчетные параметры внутреннего воздуха:

- жилая комната t_в=18 ⁰C (для угловых комнат t_в=20 ⁰С);

- кухня t_в=18 ⁰C;

- лестничная клетка t_в=16 ⁰C;

- ванная t_в=25 ⁰C;

- туалет t_в=18 ⁰C;

- относительная влажность внутреннего воздуха: ц_в=55%.

2. Определение расчетных температур в неотапливаемых помещениях

Рассчитаем расчетную температуру в неотапливаемом помещении:

где - произведение коэффициентов теплопередачи на площадь соответственно внутреннего ограждения и наружного ограждения неотапливаемого помещения;

t_p - расчетная температура воздуха в помещении;

t_ext - расчетная температура наружного воздуха для холодного периода года.

Необходимо определить требуемое сопротивление теплопередаче перекрытия подвала с тем, чтобы:

1.

2. .

Определим дополнительные данные, необходимые для расчета:

- первой зоны:

R1=, А1=14,8 м²;

- второй зоны:

R2=4,3, А2=160 мІ;

- третьей зоны:

R3=8,6, А3=120 мІ;

- четвертой зоны:

R4=14,2, А4=43 мІ.

- стен заглубленных в землю:

R₅=5,46, А4=172,4 мІ.

-для подвала:

А_{подвала}=338,5 мІ.

Необходимо обеспечить температуру в подвале больше нуля, поэтому увеличим толщину утепляющего слоя (пеноплекс) до 16 см. Тогда получаем для стен граничащих с воздухом:

R₅=3,2+0,115+0,043+, , А5=51,2 мІ.

Учитывая первое условие принимаем t_x=2 ^°C, которая будет обеспечиваться за счёт труб и теплового пункта.

Проверим выполнения второго условия (перепада между температурой внутреннего воздуха и температурой поверхности пола отапливаемого помещения над неотапливаемым подвалом):

где

Вывод: принятые проектные условия удовлетворяют нормативным требованиям.

3. Определение расчетных температур в неотапливаемых помещениях (чердака, тамбура ЛК)

Температуру тамбура лестничной клетки и чердака определяем, пользуясь коэффициентом учёта положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху n, по формуле:

t_в-t_х= (t_в -t_н)•n

Произведение коэффициента n на расчётную разность температур заменяет реальную разность между температурами воздуха в отапливаемом и неотапливаемом помещениях.

Принимаем для чердака n =0,9:

t_ч=18-(18-(-24))•0,9=-19,8°С

Для тамбура лестничной клетки n=0,35:

t_лк=16-(16-(-24))•0,35=2 °С

4. Определение расчетных потерь теплоты помещениями и зданием

Расчетные основные и добавочные потери теплоты помещения определяются суммой потерь теплоты через отдельные ограждающие конструкции Q, Вт, по формуле:

где k=1/R - коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции, Вт/(м²Ч⁰С);

R - сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, м²Ч⁰С/Вт;

А - расчётная площадь ограждающей конструкции, м²;

t_p - расчётная температура воздуха в помещении с учётом повышения её в зависимости от высоты для помещений высотой более 4 м, ⁰С;

t_ext - расчетная температура наружного воздуха для холодного периода года;

n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху;

в - добавочные потери теплоты в долях от основных потерь.

Сопротивление теплопередаче R_с, м²Ч⁰С/Вт, для не утеплённых полов на грунте и стен ниже уровня земли с коэффициентом теплопроводности л?1,2 Вт/(м²Ч⁰С) по зонам шириной 2м, параллельным наружным стенам принимают равным 2,1- для первой зоны; 4,3- для 2 зоны; 8,6- для 3 зоны; 14,2- для оставшейся площади пола.

Сопротивление теплопередаче R_h для утеплённых полов на грунте и стен ниже уровня земли (с коэффициентом теплопроводности л _h утепляющего слоя толщиной д, м, менее 1,2 Вт/(м²Ч⁰С)) равно.

В помещениях жилых зданий при естественной вытяжной вентиляции расчёт , Вт, выполняется по выражению:

Теплопоступления в жилых зданиях учитывают в тепловом балансе помещения в виде общих бытовых тепловыделений, которые принимают для жилой комнаты из расчёта 21Вт на 1м² её жилой площади:

Результаты расчётов сводим в таблицы 1, 2, 3, 4, 5.

Таблица 1.



Таблица 2



Таблица 3



Таблица 4

номер, назначение помещения	tр,°С F,м	наименование ограждения	ориентация	размеры, м	А, мІ	k Вт/(мІ°С)	(tр-text)n °С	1+?в	Q, Вт	примеч.
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
А лестничная клетка	16	8 ТО	С	8(1,5*1,5)	18,0	1	40	1,1	792
		НС	С	23,6*3-18	52,8	0,313	40	1,1	727
		ПТ	-	6,15*2,6	16,0	0,185	35,8	1	106
		ПЛ	-	5*3	15,0	0,4	14	1	84
		ВС	-	0,4*12,6	5,0	1,24	14	1	87
		Л.ПЛ.	-	3*1,2	3,6	2,27	14	1	114
		Вх.Д.	-	1*2,1	2,1	4,55	14	8,4	1124	5,4
		Ст.Т.	-	2,2*3-2,1	4,5	2,63	14	1	166
								итого	3210
								по зданию	6421

Таблица 5

итого по этажам	Q, Вт	Qi,Вт	Qh,Вт	Qh(1-з1),Вт	Q4,Вт
итого по 1 этажу	7679	8547	4172	834	15392
итого по 2 этажу	5193	8547	4172	834	12906
итого по 3 этажу	5193	8547	4172	834	12906
итого по 4 этажу	5193	8547	4172	834	12906
итого по 5 этажу	5193	8547	4172	834	12906
итого по 6 этажу	5193	8547	4172	834	12906
итого по 7 этажу	5193	8547	4172	834	12906
итого по 8 этажу	5193	8547	4172	834	12906
итого по 9 этажу	7711	8547	4172	834	15424
две лестничные клетки	6420				6420
всего по зданию	58161	76923	37548	7506	127578

5. Конструирование и расчет однотрубной системы водяного отопления

Система отопления - это совокупность технических элементов, предназначенных для получения, переноса и передачи во все обогреваемые помещения количества теплоты, необходимого для поддержания температуры на заданном уровне.

Основной целью отопления является обеспечение комфортных условий для человека, т.е. обеспечение выполнения первого и второго условий комфортности. Первое условие комфортности определяет оптимальное сочетание температур для человека, находящегося в центре рабочей зоны помещения. Второе условие комфортности определяет максимальные или минимальные допустимые температуры нагретых или охлажденных поверхностей для человека, находящегося в непосредственной близости от них.

Отопление обеспечивает выполнение только допустимых тепловых условий.

Функционирование отопления характеризуется определенной периодичностью в течение года и изменчивостью использования мощности установки, зависящей, прежде всего, от метеорологических условий в холодное время года.

Отопительный сезон здания начинается при устойчивом (в течение 3-х суток) понижении среднесуточной температуры наружного воздуха до 8 и ниже, а заканчивается при устойчивом повышении температуры наружного воздуха до 8 . Период отопления зданий в течение года называют отопительным периодом, длительность которого устанавливают на основании многолетних наблюдений, как среднее число дней в году с устойчивой среднесуточной температурой воздуха .

К достоинствам однотрубных систем отопления по сравнению с двухтрубными можно отнести:

1. Более устойчивый гидравлический режим.

2. Меньшая длинна и масса труб.

3. Возможность унифицировать отдельные узлы и детали (актуально для высотных и типовых зданий).

Во-первых, применение однотрубной системы позволяло значительно уменьшить длину трубопроводов, и соответственно снизить затраты.

Во-вторых, появлялась возможность делать отдельные узлы одинаковыми, это значительно упрощает их изготовление и монтаж, тем самым сокращает затраты. Данные преимущества актуальны для высотных, а так же для жилых домов типовых серий, где в одинаковых квартирах (у соседей сверху и снизу) устанавливались одинаковые узлы системы отопления.

5.1 Конструирование системы отопления, определение расчётного теплового потока и расхода теплоносителя для отопительных приборов, расчётной мощности системы отопления

Конструирование системы отопления выполняется на основании задания на разработку проекта и нормативных документов.

Последовательность конструирования системы отопления:

1. На планах этажей наносим местоположение отопительных приборов (обязательно под окнами, а также у протяженных наружных стен).

2. Намечаем предполагаемое количество и местоположение веток и местоположение стояков системы отопления.

3. Местоположение стояков переносим на план чердака и подвала. На плане чердака наносится местоположение стояков и разводка магистральных подающих теплопроводов. На плане подвала наносятся магистрали обратного теплоносителя с нанесением местоположения присоединения к ним стояков.

4. На плане обозначается местоположение помещения для теплового пункта, куда подводим питающие магистрали системы отопления.

5. При проектировании магистралей необходимо обозначить местоположение неподвижных опор для компенсации температурных удлинений. На вертикальных участках стояков обязательно устраиваются неподвижные опоры через каждые 2-3 этажа.

6. Для выпуска воздуха при верхней разводке предусматриваются воздухосборники в концевой части каждой ветки. При нижней разводке воздух удаляется через воздушные краны радиаторов верхних этажей.

7. Вычерчиваем аксонометрическую схему системы отопления для более нагруженной ветки с дополнительной веткой по одному из фасадов здания.

При проектировании выполняются соответствующие тепловые и гидравлические расчеты, позволяющие подобрать материалы и оборудование системы отопления и теплового пункта

Оптимальные комфортные условия достигаются правильным выбором вида отопления и вида отопительного прибора. Отопительные приборы следует размещать, как правило, под световыми проемами, обеспечивая доступ для осмотра, ремонта и очистки. Размещать отопительные приборы рекомендуется у каждой наружной стены помещения с целью ликвидации нисходящего на пол холодного воздуха. В силу тех же обстоятельств, длина отопительного прибора должна составлять не менее 0,7-0,9 ширины оконных проемов отапливаемых помещений. Полная высота отопительного прибора должна быть меньше расстояния от чистого пола до низа подоконной доски на величину не менее 110 мм. В лестничных клетках зданий до 12 этажей отопительные приборы можно размещать только на первом этаже на уровне входных дверей.

Тепловую изоляцию следует предусматривать для трубопроводов, прокладываемых в неотапливаемых помещениях - в местах, где возможно замерзание теплоносителя.

По возможности стояки рекомендуется располагать в наружных углах здания и помещений, т.к. это самые благоприятные места для выпадения конденсата.

Определение расчётного теплового потока для отопительных приборов:

Q₁=(Q₄-0,9Q₃),

где Q₄-расчётные суммарные потери теплоты отапливаемого помещения, Вт;

Q₃- часть расчётных потерь теплоты, возмещаемых поступлением теплоты от трубопроводов, проходящих в отапливаемом помещении, Вт.

Расчетная мощность системы отопления определяется по формуле:

, Вт;

где - расчетная мощность системы отопления, Вт;

- тепловая нагрузка здания, Вт.

5.2 Конструирование, тепло-гидравлический расчет и подбор оборудования теплового пункта при зависимой схеме подключения к тепловым сетям

По заданию курсового проекта тепловой пункт расположен в подвале проектируемого здания. Основные элементы и оборудование теплового пункта составляют гидравлическую цепочку со стороны первичного и вторичного теплоносителя. Со стороны первичного теплоносителя основными элементами являются регулирующий клапан с сервомотором и ультразвуковой расходомер счётчика коммерческого учёта теплоты. Со стороны вторичного теплоносителя основными элементами являются фильтр, шаровые краны, обратный клапан.

В тепловом пункте для однотрубной системы отопления при зависимой схеме подключения проходят трубы d=65мм. Длину трубопроводов в тепловом пункте примем l=5м.

Местные сопротивления:

· 6 шаровых запорных кранов;

· 1 обратный клапан;

· 2 фильтра;

· 1 трехходовой смесительный клапан.

Тогда потери давления в тепловом пункте составят:

ДP_т.п.= ДP*_т.п. + ДP_{смес.кл.}+ ДP_о.к.+ 2ДP_ф.,

где ДP*_т.п. - потери давления в трубопроводах и запорной арматуре теплового пункта, Па;

ДP_{смес.кл.}- потери на смесительном клапане, Па;

ДP_о.к- потери на обратном клапане, Па;

ДP_ф.- потери на фильтре, Па.

Потери трёхходового клапана найдём, задавшись k_v=(2…3)*, м³/ч.

k_v=(2…3)*

Принимаем клапан HERZ d=32мм арт.1 4037 50 (k_v=16 м³/ч).

ДP_{смес.кл}=Па.

Принимаем Фильтр-грязевик ГЕРЦ У-образной формы с фланцевым подключением арт.1 4111 87. Тонкая сетка из хромо-никелевой стали. Размер ячейки 0,75 мм. Корпус из чугуна GJL 250 по EN 1561, фланцы по EN 1092, PN 16. Цвет - голубой. Отверстие для слива с заглушкой 1/2. 4 отверстия Rp 1/4 с заглушками для подключения измерительных клапанов 1 0284 01 и 1 0284 02 заказываются отдельно k_vs=76 м³/ч:

ДP_ф=Па.

Принимаем .

Определим характеристику сопротивления трубопровода теплового пункта: 6 отвода и 6 шаровых запорных кранов:

S= Па/(кг/ч)²

ДP*_т.п..=G²*S=5770*0,297*10^-4=990Па.

Тогда ДP_т.п.=990+13000+2*580+2000=17150Па.

Для подбора циркуляционного насоса необходимо определить его подачу V_н,м³/ч, и напор P_н,кПа.

Подача насоса соответствует расчетному расходу в системе отопления:

V_н=_.=5,77 м³/ч.

Требуемый напор соответствует общим потерям давления в системе отопления:

P_н=ДP_с.о.+?Р_тп = 28510+17150=45660 Па=4,7м.вод.ст.

Насос подбираем с помощью компьютерной программы «GRUNDFOS - WinCAPS»:

UP 32-80 180

Насос, оснащенный электродвигателем с мокрым ротором и защищенным статором, без сальниковых уплотнений, с двумя уплотнительными кольцами.

Подшипники смазываются перекачиваемой жидкостью.

Характеристики насоса:

- Керамические вал и радиальные подшипники.

- Осевой подшипник из графита.

- Гильза ротора и подшипниковая обойма сделаны из нержавеющей стали.

- Коррозионно-стойкое рабочее колесо, Композитный материал PES.

- Корпус насоса из Чугун.

3-фазный электродвигатель, требующий

дополнительной защиты.

Жидкость:

Мин. температура жидкости: -25 град. С

Макс. температура жидкости: 110 град. С

Технические данные:

Предусмотренное количество насосов:

TF класс: 110

Данные на шильде: CE

Материалы:

Материал, корпус насоса: Чугун

Материал, корпус насоса: 0.6020 DIN W.-Nr.

Материал, корпус насоса: 30 B ASTM

Материал, рабочее колесо: Композитный материал PES

Установка:

Макс.температура окружающей среды при температуре жидкости 80 *C: 80 град. С

Макс. рабочее давление: 10 бар

Макс.давление при заданной температуре:

Макс. давление при заданной температуре:

Размер трубного соединения: G 2

Допустимое давление, размер трубы: PN 10

Монтажная длина: 180 мм

Электрические характеристики:

Частота сети электропитания: 50 Hz

Номинальное напряжение: 3 x 400 V

Допустимое отклонение напряжения:

Ток при скоростях 1-2-3: - 0.5 A

Пусковой ток при скоростях 1-2-3:

Коэффициент полезного действия

Емкость конденсатора - при работе:

Емкость конденсатора - при пуске:

Класс защиты (IEC 34-5): 42

Класс изоляции (IEC 85): F

Остальное:

Hетто-вес: 4.8 кг

Полный вес: 5.1 кг

Объем упаковки: 0.01 м³

5.3 Гидравлический расчет однотрубной системы отопления методом характеристик сопротивления

Целью гидравлического расчета при условии использования располагаемого перепада давления на вводе и обеспечения бесшумности работы системы отопления является:

§ определение диаметров участков системы отопления,

§ подбор регулирующих клапанов, устанавливаемых на ветках, стояках или подводках отопительных приборов,

§ подбор перепускных смесительных, разделительных, балансовых клапанов и определение величины их гидравлической настройки;

§ подбор типа и типоразмеров циркуляционных насосов.

Эти настройки и соответствующие им значения применяются при пусковой наладке системы отопления.

Основой гидравлического расчета по методу характеристик сопротивления является следующие соотношения:

?р_уч=S_уч•G_уч²; ?р_уз=S_уз•G_уз²; ?р_ст=S_ст•G_ст²; ?р_со=S_со•G_со².

где ?р_уч,?р_уз,?р_ст,?р_со - потери давления, соответственно, на определенном участке, в узле, на стояке, системы отопления, Па;

G_уч,G_уз,G_ст,G_со - расход теплоносителя, соответственно, на определенном участке, в узле, на стояке, системы отопления, м³/ч.

S_уч,S_уз,S_ст,S_со - характеристика сопротивления.

В данном курсовом проекте производится гидравлический расчет самой нагруженной ветки В (стояк 13) самого нагруженного и удаленного стояка.

Весь расчет сведен в таблицу 6 с использованием следующих формул:

Q_t=1,05Q₄; ; S=(l•л/d+Уо) •A ; ?р_уч=S_уч•G_уч².

В таблице:

Q_t - расчетная нагрузка, Вт;

G - часовой расход теплоносителя, кг/ч, определяется по формуле;

l_уч - длина участка, определяется по чертежу, м;

d_у - диаметр участков системы отопления, определяется по номограмме, в зависимости от G и от V, мм;

приведенный коэффициент гидравлического трения, определяется по таблице;

сумма коэффициентов местных сопротивлений на участках;

приведенный коэффициент местного сопротивления участка;

А - удельное динамическое давление на участке, Па/(кг/ч)² ;

S - значение характеристики участка, Па/(кг/ч)² ;

потеря давления на участке теплопровода, Па.

Таблица 6

На основании гидравлического расчета и графика падения давлений основного циркуляционного кольца подбираем балансовые клапаны для остальных стояков по расчетному направлению. Расчет сводим в таблицу 7:

Таблица 7

№ Стояка	Qt, Вт	Gст, кг/ч	Sст*104	?Pст, Па	Pтрех	Характеристики клапана
						?Pкл, Па	kv,м3/ч	n
Ст.20	4912	211	1434,5	6399	2340	12500	4,1	1,1
Ст.19	5460	235	1434,5	7907	3150	11593	4,2	1,3
Ст.18	7903	340	1434,5	16568	5400	2156	9,8	3,9
Ст.17	5957	256	1434,5	9411	3420	12349	4,1	1,35
Ст.16	7303	314	1434,5	14145	4950	6597	5,6	2,5
Ст.15	4757	205	1434,5	6001	2160	18296	3,4	0,8

5.4 Подбор отопительных приборов

Цель расчёта состоит в выборе типа и размера (или количества секций) отопительного прибора при заданных условиях для запроектированной системы отопления.

Последовательность расчёта:

1. Определяется суммарное понижение температуры воды ??t_M на участках подающей магистрали от теплового пункта до рассматриваемого стояка или ветви.

Определяется температура подающей воды на входе в рассматриваемый стояк по формуле:

t₁ = t_Г - ??t_M

2. Для однотрубного стояка вычисляются расчетные температуры на стояке между узлами отопительных приборов, являющиеся в дальнейшем расчете температурами входа воды в отопительный прибор t_вx. Расчет выполняют «по ходу движения воды», начиная от t₁, по принципу пропорциональности потери температуры в узле отопительного прибора его тепловой нагрузке Q_np, например:

t₂= t₁ -Q_пр5[(t₁ - t₀)/Q_cm];

t₃ = t₂ -Q_np4[(t₁ - t₀)/ Q_cm] и т.д.

Следует помнить, что значение тепловой нагрузки отопительного прибора (или сумма тепловых нагрузок отопительных приборов помещения) соответствует расчетной тепловой нагрузке данного помещения Q₄.

3. Определяется средняя температура отопительного прибора:

· двухтрубной системы отопления

tcp=(t1+to)/ 2

· однотрубной системы отопления

tcp=tex- 0,5Qnpi -[(0,86*в1в2) /(б•Qcm)],

где в1 и в2 - соответственно коэффициент учета дополнительного теплового потока за счет округления сверх расчетной величины и коэффициент учета дополнительных потерь через наружные ограждения;

б - коэффициент затекания воды в отопительный прибор;

Q_cm - расчетный расход воды в стояке, принимаемый из гидравлического расчета системы отопления, кг/ч;

4. Для отопительного прибора определяется средняя расчетная разность температур:

?tсp=tcp-tp.

5. Вычисляется тепловой поток Q₃ от трубопроводов, проходящих в рассматриваемом помещении:

Q₃ = ?(q_вl_в+ q_гl_г),

где q_в и q_г - соответственно теплоотдача 1м.п. вертикального и горизонтального неизолированного теплопровода, Вт/м.

6. Расчетный требуемый тепловой поток отопительного прибора вычисляется по выражению:

Q=(Q₄-0,9Q₃), Вт.

7. Номинальный требуемый тепловой поток отопительного прибора вычисляется по формуле:

Q_н.т..=, ц = (?t_ср/?t_H)¹⁺ⁿ •(G_пр/360)^Р

где коэффициент учёта способа установки прибора;

n и р - эмпирические коэффициенты, принимаемые по каталогам производителей;

?t_H - номинальная средняя разность температур, равная 70 °С для приборов отечественного производства, или 60 °С - для большинства импортных приборов.

8. По требуемой величине Q_н.т подбирается по каталогам производителей отопительный прибор, номинальный тепловой поток которого Q_н может быть меньше требуемого не более чем на 5% или на 60Вт.

Для секционных отопительных приборов требуемое минимальное число секций определяется по формуле:

N_мин =Q_н.т/(q_н. в_з),

где в₃ - коэффициент учета числа секций в приборе;

q_н - номинальный тепловой поток одной секции радиатора, принимаемый по каталогу производителя.

Для однотрубной системы отопления определим требуемое минимальное число секций радиаторов МС-140М для Ст13.

Результаты расчётов сведём в таблицу 8:

Таблица 8

6. Конструирование и расчет двухтрубной системы водяного отопления

Двухтрубной система отопления называется из-за наличия в ней двух параллельно прокладываемых стояков - подающего и обратного. Это позволяет поставлять в каждый отопительный прибор любого этажа первичный теплоноситель с исходными параметрами, а значит, каждый отопительный прибор находится в равных условиях с остальными.

Плюсы двухтрубной системы отопления - это более равномерное распределение теплоносителя в сети и возможность более точной регулировки отопительных узлов по этажам и комнатам в зависимости от требований к тому или иному помещению.

6.1 Конструирование системы отопления, определение расчетного теплового потока и расхода теплоносителя для отопительных приборов, расчетной мощности системы отопления

Принцип конструирования данной системы тот же, что и в однотрубной, но с некоторыми особенностями.

Двухтрубную систему отопления мы рассчитываем с теми же исходными данными, что и однотрубную, но методом удельных потерь давления. Делаем мы это с целью сравнения эффективности однотрубной и двухтрубной системы.

6.2 Конструирование, тепло-гидравлический расчет и подбор оборудования теплового пункта при независимой схеме подключения к тепловым сетям

В тепловом пункте для двухтрубной системы отопления при независимой схеме подключения проходят трубы d=65 мм. Длина трубопроводов в тепловом пункте l=5,0 м.

Местные сопротивления:

§ 4 шаровых запорных крана;

§ фильтр;

§ обратный клапан;

§ теплообменник.

Прежде, чем приступить к конструированию теплового пункта, необходимо подобрать теплообменник.

Исходные данные для подбора теплообменника:

· расчетный расход теплоты Q_t = 1,1*134180=150460 Вт;

· температура греющей воды на входе в теплообменник Т_г=105 °С ;

· температура нагреваемой воды на входе в теплообменник t₀ = 65 °C, на выходе t_г=85 °С.

Подбор энергоэффективного пластинчатого теплообменника для теплового пункта при независимой схеме подключения к тепловым сетям выполнен с помощью электронной программы Thermo:

Таблица 9. Расчет пластинчатого теплообменника

Наименование	Единицы измерений	Греющая среда	Нагреваемая среда
Тепловая мощность	кВт	150.70
Входная температура	оС	105.0	65.0
Выходная температура	оС	73.4	85.0
Перепад давления в аппарате	Бар	0.0507	0.1176
- в том числе в патрубках	Бар	0.0004	0.0010
Коэффициент запаса	%	10.0
Массовый расход	кг/с	1.133	1.795
Объемный расход	м3/ч	4.223	6.628
Скорость теплоносителя в аппарате	м/с	0.15	0.23
Коэффициент теплопередачи	Вт/(м2. К)	3443.6
Расчетная поверхность теплообмена	м2	3.60
Количество устанавливаемых секций	шт.	10
Поверхность устанавливаемых секций	м2	4.00

Для подбора циркуляционного насоса необходимо определить его подачу V_н,м³/ч, и напор P_н,кПа.

Подача насоса соответствует расчетному расходу в системе отопления:

V_н=_.=5,77 м³/ч.

Требуемый напор соответствует общим потерям давления в системе отопления:

P_н=ДP_с.о.+?Р_тп,

где потери давления в тепловом пункте:

ДP_т.п.= ДP*_т.п. + ДP_т.о..+ ДP_о.к.+ ДP_ф.,

где ДP*_т.п. - потери давления в трубопроводах и запорной арматуре теплового пункта, Па;

ДP_т.о..- потери теплообменника, Па;

ДP_о.к- потери на обратном клапане, Па;

ДP_ф.- потери на фильтре, Па.

Для фильтра принимаем пропускную способность k_v=76 м³/ч:

ДP_ф=Па.

Принимаем .

Определим характеристику сопротивления трубопровода теплового пункта: 2 отвода и 4 шаровых запорных крана:

S= Па/(кг/ч)²

ДP*_т.п..=G²*S=5770²*0,189*10^-4=630Па.

Тогда ДP_т.п.=630+11760+580+2000=14970Па.

Значит, Р_н= 12068+14970=27040 Па=2,8 м.вод.ст.

Циркуляционный насос подбираем с помощью компьютерной программы «GRUNDFOS - WinCAPS»:

MAGNA UPE 50-60 F

Насос, оснащенный электродвигателем с мокрым ротором и защищенным статором, без сальниковых уплотнений, с двумя уплотнительными кольцами.

Подшипники смазываются перекачиваемой жидкостью.

Насос спроектирован для удобной вторичной переработки.

Характеристики насоса:

* Встроенная электронная система регулирования производительности.

* Керамические радиальные подшипники.

* Осевой подшипник из графита.

* Гильза ротора, щелевое уплотнение и подшипниковая обойма сделаны из нержавеющей стали.

* Корпус статора - из алюминиевого сплава.

* Корпус насоса изЧугун.

* Статор со встроенным термодатчиком.

1-фазный электродвигатель, не требующий дополнительной защиты.

Насосы UPE серии 2000 позволяют регулировать напор в системах с переменным расходом без использования дополнительных устройств.

Возможны 2 способа регулирования:

* По пропорциональному давлению.

* По постоянному давлению.

Жидкость:

Мин. температура жидкости: 15 град. С

Макс. температура жидкости: 95 град. С

Технические данные:

Предусмотренное количество насосов:

TF класс: 110

Данные на шильде: CE

Материалы:

Материал, корпус насоса: Чугун

Материал, корпус насоса: 0.6025 DIN W.-Nr.

Материал, корпус насоса: 35 B - 40 B ASTM

Материал, рабочее колесо: Нержавеющая сталь

Материал, рабочее колесо: 1.4301 DIN W.-Nr.

Материал, рабочее колесо: 304 AISI

Рисунок 6.1. Подбор расширительного бака.

Расширительный бак предназначается для того, чтобы воспринимать прирост расширяющейся при нагревании воды. Вторая функция расширительного бака - централизованное удаление воздуха из с.в.о. с естественной циркуляцией воды.

Закрытый (мембранный) расширительный бак устанавливается как правило в тепловом пункте при теплоснабжении от тепловых сетей или местного автоматизированного источника теплоты.

Требуемый объем такого бака V_з.б. зависит от гидростатического давления и давления предохранительного клапана.

, л.

где: V_рб - объем открытого расширительного бака, л;

;

V_со - объем воды в системы отопления, л,

Р_г - гравитационное давление, бар, равно Р_г =с*h_г*10^-4=987*25,85*9,81= 250,3кПа;

Р_пк - давление предохранительного клапана,.

л.

Принимаем напорный расширительный бак объемом на 250 л.

6.3. Гидравлический расчет двухтрубной системы отопления методом удельных потерь давления на трение. Подбор термостатических клапанов и балансовых клапанов на обратных подводках отопительных приборов, определение их требуемой пропускной способности

Гидравлический расчет двухтрубной системы отопления с верхней разводкой проведем методом удельных потерь давления.

Этот метод основан на уравнении Бернулли, которое преобразуем к виду:

, Па;

где R - удельная потеря давления на трение, определяем по номограммам, Па/м;

l - длина участка, м.

? о - сумма коэффициентов местных сопротивлений.

Др_д -динамическое давление, Па.

Расчет проводим аналогично рассмотренному расчету однотрубной системы, только основное циркуляционное кольцо проходит через нижний отопительный прибор Ст13.

На отопительном приборе обязательно устанавливаем 2 клапана: балансовый (RL-5) и термостатический (TS-90). Потери давления на этих клапанах определим согласно расходу через них по соответствующим номограммам.

Расчет второстепенных циркуляционных колец системы проводят исходя из расчета основного кольца. В каждом новом кольце рассчитывается только дополнительные участки, параллельно соединенные с участком основного кольца.

Располагаемое циркуляционное давление для расчета дополнительных участков принимают равным потерям давления на параллельно соединенных с ними участках, входящих в основное кольцо с поправкой на разность естественных циркуляционных давлений в рассматриваемом и основном кольцах.

Расчет сводим в таблицу 10:

Таблица 10



На основании гидравлического расчета двухтрубной системы отопления мы подбираем балансовый и термостатический клапаны, которые мы установим на отопительные приборы. Для них мы определяем величину их пропускной способности, величину потерь давления. Результаты расчета мы сводим в таблицу 10:

Таблица 11

№Ст/№эт.	G, кг/ч	(??Ркл)рег.уч, Па	?Pкл1, Па	Характеристики балансового клапана
				?Pкл2, Па	kv, м3/ч	n
Ст20/1эт.	27	4200	200	4000	0,14	0,60
Ст20/2эт.	23	3755	150	3605	0,12	0,50
Ст20/3эт.	23	3433	150	3283	0,13	0,52
Ст20/4эт.	23	3185	150	3035	0,13	0,55
Ст20/5эт.	23	3067	150	2917	0,13	0,56
Ст20/6эт.	23	3033	150	2883	0,14	0,56
Ст20/7эт.	23	3067	150	2917	0,13	0,56
Ст20/8эт.	23	3151	150	3001	0,13	0,55
Ст20/9эт.	26	3268	170	3098	0,15	0,54

6.4 Подбор отопительных приборов

Цель расчёта состоит в выборе типа и размера (или количества секций) отопительного прибора при заданных условиях для запроектированной системы отопления.

Для двухтрубной системы отопления определим требуемое минимальное число секций радиаторов МС-140М для Ст13 по примеру п.5.4. Результаты расчётов сведём в таблицу 11:

Таблица 12

Двухтрубная система отопления
tг=	85
tо=	65	45
??tм=	1,2
t1=tг-У?tм=	83,8	63,8
№ этажа	tср, °С	?tср, °С	Q3, Вт	Q1, Вт	?	Qнт, Вт	Nmin, сек
9	74,4	54,4	102	473	0,684	713	4,5	5
8	74,4	54,4	287	244	0,682	368	2,3	3
7	74,4	54,4	287	244	0,682	368	2,3	3
6	74,4	54,4	287	244	0,682	368	2,3	3
5	74,4	54,4	287	244	0,682	368	2,3	3
4	74,4	54,4	287	244	0,682	368	2,3	3
3	74,4	54,4	287	244	0,682	368	2,3	3
2	74,4	54,4	287	244	0,682	368	2,3	3
1	74,4	54,4	287	340	0,684	511	3,2	4

7. Основные рекомендации по монтажу, пуску и тепло-гидравлической наладке системы отопления

Смонтированная система отопления должна быть налажена и испытана. Прием систем отопления производится в три этапа: наружный осмотр, гидравлические испытания и испытания на тепловой эффект.

При наружном осмотре проверяется соответствие выполненных работ утвержденному проекту, правильность сборки и прочность крепления труб и отопительных приборов, установки арматуры, предохранительных устройств, контрольно-измерительных приборов, расположения спускных и воздушных кранов, соблюдение уклонов, отсутствие течи.

Гидравлическое испытание теплообменника тепловых пунктов должно производиться при давлении, равном 1,25 рабочего давления плюс 0,3 МПа. Гидравлическое испытание необходимо производить отдельно для нагреваемой и нагревающей частей. Испытательное давление должно выдерживаться в течение 5 мин, после чего оно понижается до максимального рабочего давления, которое поддерживается в течение всего времени, необходимого для осмотра теплообменника.

Гидравлическое испытание систем водяного отопления производят давлением, равным 1,25 рабочего давления и составляющим не менее 0,2 МПа в самой низкой точке системы. При гидравлических испытаниях системы котлы и расширительные бак должны быть отключены от системы.

Исправное и эффективное действие тепловых узлов систем, присоединяемых к тепловым сетям, определяется в результате их непрерывной работы в течение 48 ч, причем каждый из агрегатов теплового пункта должен проработать не менее 7 ч.

Тепловые испытания систем отопления должны производиться при температуре воды в подающих магистралях не менее 60 °С, если они производятся при наружных температурах выше 0 °С. При осуществлении испытаний в зимнее время температура теплоносителя должна соответствовать температуре наружного воздуха, но быть не менее 50°С при циркуляционном давлении, соответствующему проектному. Дефекты, выявленные при тепловых испытаниях, должны быть устранены регулировочными кранами, установленными у приборов, или другими методами в зависимости от причин, их вызывающих. Тепловые испытания систем отопления должны производиться в течение 7 ч.

Отклонение температуры воздуха в отапливаемых помещениях от предусмотренных в проекте не должны превышать для производственных зданий ±2°, для жилых и общественных зданий +2°, -1 °С. Температура воздуха замеряется на высоте 1,5 м от пола и на расстоянии 1 м от наружной стены.

водяной отопление теплота здание

Список использованной литературы

1. Внутренние санитарно-технические устройства. Часть 1 отопление. Под ред. к.т.н. И.Г. Староверова. М. Стройиздат - 1990г. - 358с.

2. Отопление: Андреевский А.К. - Минск, «Вышэйшая школа», - 1974 - 431с.

3. Пособие по расчету системы отопления: В.В. Покотилов, фирма «HERZ Armaturen», Вена, 2006 г.

4. СНБ 2.04.02-2000. Строительная климатология: Минскстройархитектура, 2001 - с.37.

5. СНБ 4.02.01-03. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха: Минстройархитектуры - 2004. - с.78.

6. Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование. / Под редакцией проф. Б.М. Хрусталева-Мн.: Изд-во АСВ, 2005. - 576с.

Размещено на Allbest.ru