Проектирование системы отопления многоквартирного трехэтажного жилого дома в селе Никольское Кадуйского района Вологодской области

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Исходные данные

2. Определение сопротивлений теплопередачи наружных ограждающих конструкций

2.1 Теплотехнический расчет наружного ограждения стены

2.2 Теплотехнический расчет чердачного перекрытия

2.3 Теплотехнический расчет конструкции полов над подвалом

2.3.1 Расчет перекрытия между жилым помещением и техническим подвалом

2.3.2 Расчет перекрытия между тамбуром и техническим подвалом

2.4 Теплотехнический расчет светового проема здания

2.5 Теплотехнический расчет наружной двери здания

3. Расчет тепловых потерь через ограждающие конструкции здания

3.1 Общие положения

3.2 Расчёт расходов теплоты на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха через ограждающие конструкции помещений

3.3 Тепловые потери помещений

4. Расчёт системы отопления

4.1 Выбор типа системы отопления и расчетных параметров теплоносителя

4.2 Конструирование системы отопления

5. Гидравлический расчет системы отопления

5.1 Общие положения

5.2 Расчетные параметры теплоносителя

5.3 Расчет тепловой нагрузки системы отопления

5.4 Гидравлический расчет системы отопления

5.5 Расчёт циркуляционного напора в системе водяного отопления

5.6 Расчет ОЦК по методу удельных потерь давления на трение

5.7 Расчет и гидравлическая увязка стояков с ОЦК

6. Расчет нагревательных приборов

6.1 Общие положения

6.2 Расчет площади отопительных приборов

6.3 Расчет размера отопительных приборов

7. Автоматизация индивидуального теплового пункта. Расчет и подбор оборудования

7.1 Общие данные

7.2 Узел учёта тепловой энергии

7.3 Автоматизированный тепловой узел

7.3.1 Контроллер ECL «Comfort 210»

7.3.2 Подбор регулирующего клапана для системы отопления

7.3.3 Подбор регулирующего клапана для системы горячего водоснабжения

7.3.4 Подбор насоса для системы отопления

7.3.5 Подбор насоса для системы горячего водоснабжения

7.3.6 Подбор балансировочного клапана

7.3.8 Контрольно-измерительные приборы

8. Сметный расчет системы отопления

9. Безопасность жизнедеятельности при монтаже систем отопления

Заключение

Список использованных источников

Приложение

Введение

Системы отопления служат для поддержания необходимых параметров внутреннего микроклимата в холодный период года. Расчет системы отопления жилого здания включает в себя определение теплового режима здания, конструирование и тепло-гидравлический расчет системы отопления, а также оценку ее сметной стоимости.

Расчет теплового режима включает в себя теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций, определение тепловых потерь через наружные ограждающие конструкции, на нагрев инфильтрующегося воздуха, поступающего в помещение, а также определение тепловых поступлений от различных бытовых источников (для жилого здания основным теплоисточником является искусственное освещение).

Тепло-гидравлический расчет системы отопления состоит из расчета тепловой нагрузки системы отопления, расчета циркуляционного напора в системе отопления, гидравлического расчета (подбор экономичных диаметров теплопроводов системы отопления), а также расчета нагревательных приборов, то есть определения необходимого количества секций радиатора.

Целью данной работы является проектирование системы отопления многоквартирного трехэтажного жилого дома в селе Никольское Кадуйского района Вологодской области.

1. Исходные данные

Исходными данными для данной работы являются расчетные параметры воздуха. Расчетные параметры разделяются на внутренние и наружные. По [1] определяем параметры наружного и внутреннего воздуха для города Бабаево, и сводим их в таблицу 1.1.

Таблица 1.1 - Расчетные параметры воздуха

Наименование параметра	Обозн.	Значение	Ед. изм.
Наружные расчетные параметры
Высота этажа	Нэт	2,8	м
Температура холодной пятидневки	text	-31	оС
Средняя температура наружного воздуха за отопительный период	tср	-3,8	оС
Продолжительность отопительного периода	z	231	сут
Внутренние расчетные параметры
Температура внутреннего воздуха:	tint	-	оС
для комнат	tint	20	оС
для угловых комнат	tint	20	оС
для кухонных комнат	tint	16	оС
для санитарных узлов, коридоров и лестничной клетки	tint	16	оС

2. Определение сопротивлений теплопередачи наружных ограждающих конструкций

2.1 Теплотехнический расчет наружного ограждения стены

Необходимо рассчитать сопротивление теплопередачи для наружных стен жилого дома, расположенного в селе Никольское Кадуйского района.

Конструкция наружной стены приведена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Конструкция наружной стены: 1 - кирпич силикатный СУЛ-150/25 ГОСТ 379-95: д = 120 мм; л=0,81 Вт/(м^оС); 2 - воздушный зазор: д = 40 мм; л=0,2 Вт/(м^оС); 3 - утеплитель ISOVER KL-34: д = 40 мм; л=0,043 Вт/(м^оС); 4 - блоки из ячеистого бетона 588*400*188(h) Гост 31360-2007 М35: д = 40 мм; л=0,14 Вт/(м^оС).

Нормируемое значение сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций, соответствующее высоким теплозащитным свойствам R_reg примем по таблице 4 [2] в зависимости от градусов суток D_d района строительства. D_d находим по следующей формуле:

,,(2.1)

где t_int - температура внутреннего воздуха, ^оС;

t_ht, z_ht - средняя температура наружного воздуха, ^оС, и продолжительность отопительного периода, принимаемые по таблице 1* [1] для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8 ^оС, сутки.

Вычислим по формуле (2.2) численное значение R_reg:

,, (2.2)

где D_d - градусо - сутки отопительного периода;

а, b - коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы 4 [2] для жилых зданий.

Сопротивление теплопередачи определяется по формуле (2.3):

, , (2.3)

где n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху [таблица 6, 2], n=1;

?t - нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, ^оС [таблица 5, 2], ?t=4;

б_int - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций [таблица 7, 2], б_int=8,7Вт/ м²*^оС;

t_ext - расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, принимаемая равной средней температуре наиболее холодной пятидневке обеспеченностью 0,92, ^оС.

Принимаем за приведенное сопротивление теплопередаче для наружной стены R_о большее из значений R_reg , равное 3,32 м²*^оС /Вт.

Сопротивление для однослойной или многослойной ограждающей конструкции определяется по формуле (2.4):

, (2.4)

где r - коэффициент теплотехнической однородности [таблица 6, 3];

R_si - сопротивление теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции;

R_к - термическое сопротивление ограждающей конструкции, с последовательно расположенными однородными слоями;

R_sе - сопротивление теплоотдачи наружной поверхности стены.

, (2.5)

, (2.6)

где R₁, R₂, R_n, R_al - термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м²*^оС /Вт.

, (2.7)

где б_ext - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающих конструкций для условий холодного периода, б_ext=23 Вт/м²*^оС.

Рассчитываем термическое сопротивление каждого из однородных слоев:

, (2.8)

,

.

Сопротивление теплопередаче для замкнутой воздушной прослойки, расположенной вертикально определяем по таблице 7 [ 3].

.

Вычисляем значение толщины теплоизоляции ISOVER KL-34, лут.= 0,043 Вт/(м^оС); с = 19 кг/м3.

.

Принимаем в качестве расчётного значения толщину утеплителя ISOVER KL-34 .

Вычисляем действительное значение сопротивления теплопередаче для наружной стены:

.

Так как 5,69 м²*^оС/Вт > 3,32 м²*^оС/Вт, то значения коэффициента теплопередачи определяем по формуле (2.9):

,. (2.9)

2.2 Теплотехнический расчет чердачного перекрытия

Необходимо рассчитать сопротивление теплопередачи для перекрытия чердака.

Конструкция покрытия приведена на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 - Конструкция перекрытия чердака: 1 - монолитная цем.-песчаная стяжка, д = 40 мм; л=0,76 Вт/(м^оС); 2 - ПСБ-С-25 ГОСТ 15588-86*, д = 250 мм; л=0,039 Вт/(м^оС); 3 - ж/б плита, д = 220 мм; л=1,69 Вт/(м^оС).

Вычислим по формуле (2.2) численное значение сопротивления теплопередаче R_reg:

Сопротивление теплопередачи определяется по формуле (2.3).

Принимаем за приведенное сопротивление теплопередаче для чердачного перекрытия численное значение R_reg большей и равной R_о=4,37 м²*^оС /Вт.

Сопротивление для однослойной или многослойной ограждающей конструкции определяем по формуле (2.4).

Термическое сопротивление каждого из однородных слоев рассчитываем по формуле (2.8).

Вычисляем действительное значение сопротивления теплопередачи :

Так как условие выполняется (), то значение коэффициента теплопередачи определим по формуле (2.9).

,.

2.3 Теплотехнический расчет конструкции полов над подвалом

2.3.1 Расчет перекрытия между жилым помещением и техническим подвалом

Требуется рассчитать сопротивление теплопередачи для перекрытия между жилым помещением и техническим подвалом.

Конструкция перекрытия приведена на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 - Конструкция перекрытия: 1 - ленолеум на теплоизолирующей основе д = 5 мм; л=0,33 Вт/(м^оС); 2 - стяжка из цементно-песчаного раствора М150, д = 30 мм; л=0,76 Вт/(м^оС); 3 - стяжка из легкого бетона М75, д = 75 мм; л=0,8 Вт/(м^оС); 4 - утеплитель ISOVER Классик, д = 50 мм; л=0,041 Вт/(м^оС); 5 - сборная ж/б плита, д = 150 мм; л=1,69 Вт/(м^оС).

Вычисляем по формуле (2.2) нормируемое значение сопротивления теплопередачи R_reg.

Приведенное сопротивление теплопередачи определяем по формуле (2.3).

Принимаем для покрытия численное значение R_reg большей и равной R_о=4,37 м²*^оС /Вт.

Вычисляем значение толщины теплоизоляции ISOVER Классик, лут.= 0,041 Вт/(м^оС).

.

.

Принимаем в качестве расчётного значения толщину утеплителя ISOVER KL-34 .

Вычисляем действительное значение сопротивления теплопередаче:

.

Так как 5,31 м²*^оС/Вт > 4,37 м²*^оС/Вт, то значения коэффициента теплопередачи определяем по формуле:

2.3.2 Расчет перекрытия между тамбуром и техническим подвалом

Рассчитаем сопротивление теплопередачи для перекрытия между тамбуром и техническим подвалом.

Конструкция перекрытия приведена на рисунке 2.4.



Рисунок 2.4 - Конструкция перекрытия над подвалом: 1 - керамическая плитка д = 11 мм; л=1,5 Вт/(м^оС); 2 - стяжка из цементно-песчаного раствора М200, д = 19 мм; л=0,76 Вт/(м^оС); 3 - сборная ж/б плита, д = 150 мм; л=1,69 Вт/(м^оС).

Вычисляем действительное значение сопротивления теплопередаче:

.

Значение коэффициента теплопередачи определяем по формуле:

2.4 Теплотехнический расчет светового проема здания

Определяем с учетом таблицы 4 [2] для световых проемов требуемое термическое сопротивление теплопередаче по формуле (2.10):

(2.10)

По значению выбираем конструкцию окна с приведенным сопротивлением теплопередаче по приложению Л [3], при условии .

В доме установлены окна с тройным остеклением из обычного стекла в деревянных, раздельно-спаренных переплетах. Таким образом, приведенное сопротивление теплопередаче принимаем равным

Коэффициент теплопередачи определяется по формуле (2.9) :

2.5 Теплотехнический расчет наружной двери здания

Фактическое общее сопротивление теплопередаче наружных дверей должно быть не менее значения для стен зданий и сооружений [4]. Тогда можно найти по формуле (2.11):

(2.11)

Вычисляем коэффициент теплопередачи наружных дверей:

3. Расчет тепловых потерь через ограждающие конструкции здания

3.1 Общие положения

Для проектирования системы отопления жилого дома в первую очередь следует определить мощность системы отопления, необходимой для восполнения тепловых потерь через ограждающие конструкции.

Поэтому первоначально необходимо произвести расчет тепловых потерь ограждающих конструкций здания.

По приложению 9 [5], определяем тепловые потери здания, как сумму потерь теплоты через отдельные ограждающие конструкции или их части. Основные и добавочные потери теплоты следует определять, суммируя потери теплоты через отдельные ограждающие конструкции с округлением до 10 Вт для помещений по формуле:

, (3.1)

где k - коэффициент теплопроводности наружного ограждения, Вт/(м²*^оС);

А - расчетная площадь ограждающей конструкции, м²;

t_р - расчетная температура воздуха в помещении с учетом повышения ее в зависимости от высоты для помещений высотой более 4 м, ^оС;

в - добавочные потери теплоты в долях от основных потерь, определяемые в соответствии с приложением 9 [5];

n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху по таблице 6 [2].

Площади А ограждающих конструкций здания при расчете теплопотерь помещений вычисляют с точностью до 0,1 м², следуя правилам обмера ограждений по планам и разрезам здания. Правила обмера ограждений учитывают сложность теплопередачи на границах ограждений и предусматривают условные увеличения или уменьшения площадей для соответствия расчетным теплопотерям.

3.2 Расчёт расходов теплоты на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха через ограждающие конструкции помещений

Инфильтрация - это неорганизованное поступление в помещение холодного наружного воздуха через неплотности в ограждающих конструкциях стен, дверей, окон за счет разности давлений воздуха снаружи и внутри здания.

Детальный расчет тепловых потерь на нагрев инфильтрующегося воздуха ведется в соответствии с приложением 10 [5]. Расход теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха следует определять по формуле:

, Вт, (3.2)

где G_i - расход инфильтрующегося воздуха, кг/ч, через ограждающие конструкции помещения;

с - удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кг^оС);

t_p, t_i - расчетные температуры воздуха, ^оС, соответственно в помещении и наружного воздуха в холодный период года;

k - коэффициент учета влияния встречного теплового потока в конструкциях.

Расход теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха в помещениях жилых при естественной вытяжной вентиляции, не компенсируемого подогретым приточным воздухом, следует принимать равным большей из величин, полученных по расчету по формулам (3.2) и (3.3):

Q_i = 0,28 L_n·с·c· (t_p - t_i)k, (3.3)

где L_n - расход удаляемого воздуха, м³/ч, не компенсируемый подогретым приточным воздухом; для жилых зданий -- удельный нормативный расход 3 м³/ч на 1 м² жилых помещений;

с - плотность воздуха в помещении, кг/м³.

Инфильтрация воздуха через наружные стены, как показала практика, очень незначительна, поэтому в виде добавочных потерь теплоты будем учитывать только теплопотери на нагрев воздуха, инфильтрующегося через световые проемы.

Следовательно, расход инфильтрующегося воздуха в помещении G_i через неплотности наружных ограждений следует определять по формуле (3.4):

, кг/ч, (3.4)

где A₁ - площадь световых проемов,м²;

p_i - расчетная разность между давлениями, Па, на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций соответственно на расчетном этаже при p₁ = 10 Па;

R_u - сопротивление воздухопроницанию, м²·ч·Па/кг;

Расчетная разность между давлениями на наружной и внутренней поверхностях каждой ограждающей конструкции p_i принимается после определения условно-постоянного давления воздуха в здании p_int (отождествляется с давлениями на внутренних поверхностях наружных ограждающих конструкций), на основе равенства расхода воздуха, поступающего в здание G_i и удаляемого из него G_ext за счет теплового и ветрового давлений и дисбаланса расходов между подаваемым и удаляемым воздухом системами вентиляции с искусственным побуждением и расходуемого на технологические нужды.

Расчетная разность давлений p_i определяется по формуле:

p_i = (H - h_i) (_i - _p) + 0,5 с_i ? ² (c_e,n - c_e,p) k_l - p_int ; (3.5)

где H - высота здания, м, от уровня средней планировочной отметки земли до верха карниза;

h_i - расчетная высота, м, от уровня земли до верха окон;

_i, _p - удельный вес, Н/м³, соответственно наружного воздуха и воздуха в помещении, определяемый по формуле:

= ; (3.6)

с_i - плотность наружного воздуха, кг/м³;

? - максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, м/с;

c_e,n, c_e,p - аэродинамические коэффициенты соответственно для наветренной и подветренной поверхностей ограждений здания, принимаемые по приложению Д [6];

k_l - коэффициент учета изменения скоростного давления ветра в зависимости от высоты здания, принимаемый по таблице 24 [4];

p_int - условно-постоянное давление воздуха в здании, Па, в нашем проекте принимаем, что существует баланс по притоку и вытяжке в помещениях здания.

3.3 Тепловые потери помещений

При расчете потерь теплоты через ограждающие конструкции площадь отдельных ограждений должна вычисляться с соблюдением правил обмера наружных ограждений. Эти правила учитывают сложность процесса теплопередачи через элементы ограждения и предусматривают условные увеличения и уменьшения площадей, когда фактические теплопотери могут быть соответственно больше или меньше тепловых потерь, полученных по вышеуказанным формулам. Расчетные тепловые потери отдельного помещения определяются в соответствии с выражением (3.7).

(3.7)

Вспомогательные помещения (коридоры, ванные комнаты и тому подобное), как правило, расположены внутри квартиры и не имеют наружных стен - поэтому их тепловые потери вычисляют только для пола первого этажа этих помещений и потолка верхнего этажа и делят эти теплопотери между помещениями, которые сообщаются с данными вспомогательными помещениями.

Наружная стена лестничных клеток обычно принимается той же конструкции, что и в квартирах. Потолок лестничной клетки является конструктивно продолжением чердачного перекрытия. Добавочными являются теплопотери на открывание дверей.

Предварительно производится расчет сопротивления теплопередачи слоистых ограждающих конструкций, определение температур на внутренней поверхности стен и в углах. В качестве исходных данных задаются общие данные по объекту и данные по каждому ограждению помещений.

С помощью расчета определяются следующие параметры: основные потери тепла и потери на инфильтрацию через ограждающие конструкции; потери тепла по помещениям; теплопоступления от бытовых приборов для жилых помещений; потери тепла зданием; нагрузки на приборы системы отопления; сопротивления теплопередачи слоистых ограждающих конструкций

Все расчеты выполнены в соответствии СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий" и свод правил к нему, СНиП 23-01-99 "Строительная климатология". Расчёт тепловых потерь произведён в программе Microsoft Office Excel 2010. Теплопотери для помещений вычисляют с точностью до 10 Вт.

Ниже в таблице 3.1 приведён фрагмент расчёта тепловых потерь. Остальной расчет представлен в приложении 1.

теплоноситель напор ограждающий автоматизация

Таблица 3.1 - Расчёт тепловых потерь помещений здания (фрагмент)

Номер помещения и его назначение	Температура внутреннего воздуха tв, 0С	Характеристика ограждения	Расчетная температура наружного воздуха tн, 0С	Расчетная разность температур tв-tн, 0С	Коэффициент n	Коффициент теплоотдачи ограждения k, Вт/(м2*0С)	Основные теплопотери, Вт Q0=k*A*(tв-tн)*n	Дополнительные теплопотери	Суммарные ТОполнительные теплопотери, Вт ?QД=Qд.ор+Qд.дс+Qд.нд+Qд.нп	Теплопотери с учетом ТОбавок, Вт Qоб=Q0+Qд	Расход теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха, Вт, ?Qн	Бытовые тепловыделения, Вт, Qд.бт=21*Ап	Полные теплопотери, Вт, ?Qт.п.
		Наименование	Ориентация	Размеры a*b, м2	Площадь А, м2						C учетом ориентации Qд.ор=Q0*вор	При наличии двух и более стен Qд.дс=Q0*вдс	На открывание дверей Qднд=Q0*внд	На неотапливаемые полы Qднп=Q0*внп
1 этаж
Помещение 101 Угловое	20	НС	СЗ	5,76*2,8	16,13	-31	51	1	0,18	144,57	7,23	7,23	-	-	14,46	159,03	2466,14	828,6	2434,87
	20	НС	СВ	6,85*2,8	16,81	-31	51	1	0,18	150,70	7,53	7,53	-	-	15,07	165,77
	20	ТО	СВ	1,68*1,41	2,37	-31	51	1	1,82	219,65	10,98	10,98	-	-	21,97	241,62
	20	ПЛ	-	5,76*6,85	39,46	-31	51	0,6	0,19	230,88	-	-	-	-	0,00	230,88
Помещение 102	20	НС	СВ	5,14*2,8	12,02	-31	51	1	0,18	107,78	10,78	-	-	-	10,78	118,56	2200,69	739,4	2027,50
	20	ТО	СВ	1,68*1,41	2,37	-31	51	1	1,82	219,65	21,97	-	-	-	21,97	241,62
	20	ПЛ	-	5,14*6,85	35,21	-31	51	0,6	0,19	206,03	-	-	-	-	0,00	206,03
Помещение 103	20	НС	СВ	6,5*2,8	15,83	-31	51	1	0,18	141,91	14,19	-	-	-	14,19	156,11	2267,13	761,7	2115,39
	20	ТО	СВ	1,68*1,41	2,37	-31	51	1	1,82	219,65	21,97	-	-	-	21,97	241,62
	20	ПЛ	-	(6,5*6,85)- (3,15*2,62)	36,27	-31	51	0,6	0,19	212,25	-	-	-	-	0,00	212,25
Помещение 104	20	НС	СВ	3,75*2,8	7,83	-31	51	1	0,18	70,20	7,02	-	-	-	7,02	77,23	1605,56	539,44	1415,19
	20	ТО	СВ	0,845*1,41	1,19	-31	51	1	1,82	110,48	11,05	-	-	-	11,05	121,53
	20	ПЛ	-	3,75*6,85	25,69	-31	51	0,6	0,19	150,31	-	-	-	-	0,00	150,31
Помещение 105	18	НС	СВ	2,67*2,8	4,81	-31	49	1	0,18	41,41	4,14	-	-	-	4,14	45,55	1446,83	486,1	1253,18
	18	ТО	СВ	0,845*1,41	1,19	-31	49	1	1,82	106,15	10,61	-	-	-	10,61	116,76
	18	ПЛ	-	(2,67*6,85)+ (2,37*2,05)	23,15	-31	49	0,6	0,19	130,14	-	-	-	-	0,00	130,14
Помещение 106	20	НС	СВ	3,78*2,8	8,64	-31	51	1	0,18	77,43	7,74	-	-	-	7,74	85,18	1058,46	355,6	1084,01
	20	ТО	СВ	1,38*1,41	1,95	-31	51	1	1,82	180,43	18,04	-	-	-	18,04	198,47
	20	ПЛ	-	3,78*4,48	16,93	-31	51	0,6	0,19	97,52	-	-	-	-	0,00	97,52
Помещение 107	20	НС	СВ	3,65*2,8	7,55	-31	51	1	0,18	67,69	6,77	-	-	-	6,77	74,46	1819,02	611,2	1571,45
	20	ТО	СВ	0,845*1,41	1,19	-31	51	1	1,82	110,48	11,05	-	-	-	11,05	121,53
	20	ПЛ	-	(3,65*6,85)+(1,73*2,37)	29,10	-31	51	0,6	0,19	167,60	-	-	-	-	0,00	167,60
Помещение 108	20	НС	СВ	3,75*2,8	7,83	-31	51	1	0,18	70,20	7,02	-	-	-	7,02	77,23	1605,56	539,4	1415,19
	20	ТО	СВ	0,845*1,41	1,19	-31	51	1	1,82	110,48	11,05	-	-	-	11,05	121,53
	20	ПЛ	-	3,75*6,85	25,69	-31	51	0,6	0,19	150,31	-	-	-	-	0,00	150,31
Помещение 109	20	НС	СВ	6,5*2,8	15,83	-31	51	1	0,18	141,91	14,19	-	-	-	14,19	156,11	2267,13	761,7	2115,39
	20	ТО	СВ	1,68*1,41	2,37	-31	51	1	1,82	219,65	21,97	-	-	-	21,97	241,62
	20	ПЛ	-	(6,5*6,85)-(3,15*26,2)	36,27	-31	51	0,6	0,19	212,25	-	-	-	-	0,00	212,25
Помещение 110	20	НС	СВ	5,14*2,8	12,02	-31	51	1	0,18	107,78	10,78	-	-	-	10,78	118,56	2200,69	739,4	2027,50
	20	ТО	СВ	1,68*1,41	2,37	-31	51	1	1,82	219,65	21,97	-	-	-	21,97	241,62
	20	ПЛ	-	5,14*6,85	35,21	-31	51	0,6	0,19	206,03	-	-	-	-	0,00	206,03
Помещение 111 Угловое	20	НС	СВ	5,76*2,8	16,13	-31	51	1	0,18	144,57	7,23	-	-	-	7,23	151,80	2466,14	828,6	2416,65
	20	НС	ЮВ	6,85*2,8	16,81	-31	51	1	0,18	150,70	15,07	-	-	-	15,07	165,77
	20	ТО	СВ	1,68*1,41	2,37	-31	51	1	1,82	219,65	10,98	-	-	-	10,98	230,63
	20	ПЛ	-	5,76*6,85	39,46	-31	51	0,6	0,19	230,88	-	-	-	-	0,00	230,88
Помещение 112	16	НС	ЮВ	2,8*2,12	4,41	-31	47	1	0,18	36,46	1,82	-	-	-	1,82	38,28	2476,02	831,9	2032,67
	16	ТО	ЮВ	1,08*1,41	1,52	-31	47	1	1,82	130,13	6,51	-	-	-	6,51	136,64
	16	ПЛ	-	(2,12*10,9)+(3,15*5,24)	39,61	-31	47	0,6	0,19	213,63	-	-	-	-	0,00	213,63
Помещение 113 Угловое	20	НС	ЮВ	4,73*2,8	13,24	-31	51	1	0,18	118,72	11,87	11,87	-	-	23,74	142,47	2394,70	804,6	2549,41
	20	НС	ЮЗ	8,1*2,8	19,21	-31	51	1	0,18	172,21	17,22	17,22	-	-	34,44	206,66
	20	ТО	ЮЗ	1,38*1,41	1,95	-31	51	1	1,82	180,43	18,04	18,04	-	-	36,09	216,51
	20	ТО	ЮЗ	1,08*1,41	1,52	-31	51	1	1,82	141,21	14,12	14,12	-	-	28,24	169,45
	20	ПЛ	-	8,1*4,73	38,31	-31	51	0,6	0,19	224,19	-	-	-	-	0,00	224,19

4. Расчёт системы отопления

4.1 Выбор типа системы отопления и расчетных параметров теплоносителя

В соответствии с техническим заданием в жилом доме проектируется однотрубная вертикальная система отопления с нижней разводкой.

Выбор данной системы аргументирован следующими факторами.

Однотрубная система отопления, по сравнению с двухтрубной, не имеет стояков обратной подачи или приема воды как отработанного теплоносителя. Кроме того, вертикальная однотрубная система отопления значительно проще в монтаже, а, следовательно, на ее устройство уходит меньше трудозатрат. Это является положительным экономическим эффектом. Однако считается, что при использовании однотрубной системы в самый дальний от теплового узла радиатор будет поступать уже порядком остывший теплоноситель, и в зимний период в доме появиться хоть одна «самая холодная комната». Но в наше время есть множество технологических решений, которые избавляют от проблем, существовавших с такими системами буквально десяток лет назад. На современные однотрубные системы отопления устанавливают термостатические клапаны, радиаторные регуляторы, специальные воздухоотводчики, балансировочные клапана, удобные шаровые краны, благодаря которым можно с лёгкостью преодолеть все температурные провалы.

Однотрубные системы напрямую экономят тепло. В случае, когда помещение перегрето, термостат прекращает или уменьшает доступ теплоносителя в прибор. Так теплоноситель попадает в прибор соседнего помещения, и, если это помещение также перегреется, то прикроется и его термостат. Таким образом, из циркуляции исключается излишний теплоноситель. Расход теплоносителя в системе - величина переменная. В режиме «минимум» в однотрубную систему поступает теплоноситель, циркулирующий только по нерегулируемым стоякам (на лестничных клетках, в лифтовых холлах, межквартирных коридорах).

В однотрубных системах каждый радиатор является отдельной единицей, которую можно изолировать с помощью запорных клапанов. Правильно выполненный монтаж систем отопления с установкой всех запорных клапанов позволяет ремонтировать и заменять отдельные приборы, не отключая полностью всю отопительную систему. Правильное подключение дает возможность перенаправить поток теплоносителя по стояку, минуя заменяемый или ремонтируемый элемент

Существенным недостатком однотрубной системы отопления дома является то, что она требует более высокого давления теплоносителя в процессе эксплуатации. Повышается мощность насосов в котельных - повышаются эксплуатационные расходы, появляется больше протечек, система чаще требует пополнения воды.

Таким образом, если сравнивать однотрубные и двухтрубные системы отопления, преимущества первых становятся очевидными, перечислим основные из них:

- экономичность и малые затраты материалов и средств, так как требуется установка только одной магистрали для теплоносителя;

- легкость проектирования и монтажа;

- повышенное давление воды обеспечит нормальную естественную циркуляцию;

- реализована возможность регулировать работу отдельных отопительных приборов, подключенных на одну трубу.

К недостаткам однотрубной системы отопления можно отнести:

- необходимость качественной регулировки по стоякам и отопительным приборам, чтобы компенсировать теплопотерю теплоносителя;

- постепенную потерю рабочего давления в системе;

- ограниченность количества обогревательных устройств на одном стояке.

Таким образом, взвесив все преимущества и недостатки, мною была выбрана однотрубная вертикальная система отопления.

4.2 Конструирование системы отопления

Конструирование системы начинается с расстановки стояков и нагревательных приборов на плане типового этажа. В большинстве случаев применяют открытую прокладку отопительных труб и их теплоотдачу учитывают при тепловом расчете отопительных приборов. На трубах, в местах пересечения перекрытий и внутренних стен, следует предусматривать гильзы из несгораемых материалов.

В качестве отопительных приборов приняты чугунные секционные радиаторы MC-140М. Преимущественным является размещение радиаторов под окнами, но не по центру окна, а привязывают к стоякам в соответствии с длиной подводок. Радиаторы устанавливают открыто у наружных стен. Их следует размещать по возможности ниже, и они должны быть невысокими. На лестничных клетках отопительные приборы размещены под лестницей и на расстоянии 2,2 м от промежуточной площадки.

Прокладка магистралей применяется главным образом открытая, чтобы был свободный доступ к ним для осмотра, ремонта из замены. Все разводящие магистрали должны иметь уклон (рекомендованный - 0,003, минимальный - 0,002) теплового удлинения труб. Присоединение нагревательных приборов к стоякам и трубопроводам может быть одностороннее и разностороннее. В первую очередь на практике применяют одностороннее присоединение. Движение теплоносителя воды в приборах возможно сверху вниз и снизу вверх.

На магистралях, стояках и подводках устанавливается запорно-регулирующая арматура для отключения или регулирования системы или ее частей. Арматура на стояках предназначена для полного отключения отдельных стояков, если требуется проводить ремонты и другие работы во время отопительного сезона. В проектируемой системе на стояках устанавливаются шаровые краны для обеспечения отключения стояков. Воздух из систем отопления удаляется через воздухоотводчики, установленные на отопительных приборах и в верхних точках трубопроводов. Дренирование теплоносителя из систем отопления предусматривается через шаровые краны, устанавливаемые в нижних точках трубопроводов по ходу движения теплоносителя на подающем трубопроводе после, на обратном трубопроводе до запорной арматуры. Арматура в тепловом пункте здания предназначена для регулирования и отключения отдельных систем отопления, а также отопительного оборудования. Шаровые краны размещают на главных подающих и обратных магистралях, до и после теплового пункта.

В проектируемой системе отопления используются электросварные прямошовные трубы (ГОСТ 10704-91). Дренажные и воздуховыпускные трубопроводы запроектированы из оцинкованных труб.

5. Гидравлический расчет системы отопления

5.1 Общие положения

Система водяного отопления представляет собой разветвленную закольцованную сеть труб и отопительных приборов, заполненных теплоносителем. По трубам нагретая вода (теплоноситель) распределяется по отопительным приборам, охлажденный в приборах теплоноситель по магистрали обратного трубопровода возвращается в тепловой узел, где с помощью насосного смешения, смешивается в подающем трубопроводе с теплоносителем из тепловой сети и снова поступает в систему отопления

Трубопроводы предназначены для доставки и передачи в каждое помещение обогреваемого здания требуемого количества тепловой энергии. Так как теплопередача происходит при охлаждении определенного количества теплоносителя, то требуется выполнить гидравлический расчет системы. Задача гидравлического расчета состоит в выборе экономичных диаметров труб с учетом принятых перепадов давления и расходов теплоносителя. При этом должна быть гарантирована подача его во все части системы отопления для обеспечения расчетных тепловых нагрузок нагревательных приборов.

Существующие методы гидравлического расчета трубопроводов систем отопления очень трудоемки, а точность увязки расходуемых давлений невелика из-за ограниченного сортамента труб. Для проведения гидравлического расчета необходимо составить расчетную аксонометрическую схему системы отопления, на которой указываются тепловые нагрузки отопительных приборов, тепловые нагрузки и номера стояков, тепловые нагрузки, длина и номера участков магистралей. Под участком понимается часть трубопровода, в пределах которой расход теплоносителя и диаметр трубы остаются неизменными. Последовательно соединенные участки, образующие замкнутый циркуляционный контур теплоносителя через тепловой генератор, составляют циркуляционное кольцо системы.

В выпускной квалификационной работе гидравлический расчет выполнен по методу удельных потерь на трение, с помощью компьютерной программы Microsoft Office Excel 2010, и представлен в табличной форме. При выполнении гидравлического расчёта были использованы методика и справочные материаламы, приведённые в справочнике проектировщика "Внутренние санитарно-технические устройства" часть 1 "Отопление" под редакцией Староверова и Шиллера [7]

5.2 Расчетные параметры теплоносителя

В отопительной технике применяется высокотемпературная вода, которая под воздействием избыточного давления не вскипает в трубопроводах. Горячая вода, циркулируя в нагревательных приборах, охлаждается, а затем возвращается в теплоисточник для последующего подогрева. Параметры теплоносителя, циркулирующего в системе, характеризует температурный перепад между горячей и охлажденной водой (дt_с= t_г - t_о).

Выбор вида и параметров теплоносителя надо обосновывать предельно допустимыми температурами поверхности нагревательных приборов.

В дипломном проекте принята дt_с =95 - 70 = 25^оС. В водяных системах отопления жилых зданий при отопительном графике 95-70 ^оС средняя температура воды в нагревательных приборах равна 83 ^оС.

Указанная средняя температура горячей воды, которая циркулирует через нагревательные приборы, является максимальной и поддерживается лишь при расчетной температуре наружного воздуха.

5.3 Расчет тепловой нагрузки системы отопления

Расчетная тепловая нагрузка прибора в помещении определяется по тепловым потерям помещения Q_пом, но должна быть несколько выше, так как приборы устанавливаются у наружных стен или под окнами и, нагревая ограждения, увеличивают действительные значения Q_пом. Поэтому действительное значение нагрузки прибора определяется следующим выражением:

,, (5.1)

где в₁ - коэффициент, учитывающий дополнительное увеличение теплового потока радиаторов, равный 1,02 для радиаторов МС-140М-500 [таблица 9.4, 7].

в₂ - коэффициент учета дополнительных потерь теплоты, равный 1,02 для радиаторов чугунных секционных типа МС-140М при размещении у наружной стены (в том числе под оконным проемом) и 1,02 у световых проемов [таблица 9.5, 7].

Расчетная тепловая нагрузка стояка определяется по формуле (5.2):

,, (5.2)

где - сумма расчетных нагрузок нагревательных приборов, присоединенных к данному стояку, Вт.

Расчетные тепловые мощности приборов и расчетные тепловые нагрузки стояков проставляются на аксонометрической схеме ветвей системы отопления. По ним находится расход воды в отдельных стояках, G_ст, и в системе, G_сист. Расход теплоносителя определяется по выражению (5.3), исходя из уравнения теплового баланса.

,, (5.3)

где Q_ст - расчетная тепловая нагрузка стояка, кДж/ч;

с - удельная массовая теплоемкость воды, равная 4,19 кДж/(кг·^оС).

Расчет тепловых потерь помещения приведен в таблице 3.1.

5.4 Гидравлический расчет системы отопления

Гидравлический расчет системы отопления для многоквартирного жилого дома произведен методом удельных потерь давления на трение и представлен в таблице 1 приложения 2.

5.5 Расчёт циркуляционного напора в системе водяного отопления

Как правило, расчет любой системы отопления начинается с расчета наиболее протяженной и нагруженной ветви, а в ней выбирают основное циркуляционное кольцо (ОЦК). Для тупиковых систем ОЦК проходит через наиболее удаленный стояк расчетной ветви, а при равных длинах, через наиболее нагруженный. Количество колец в однотрубных вертикальных системах равно количеству стояков [8].

Выбираем в качестве расчетной ветви четвертую ветвь, а в качестве ОЦК - кольцо, проходящее через стояк №26. В нашем случае ОЦК будет представлять собой замкнутый контур: 0-1-16-17-18-19-20-21-22-23-24-25-26-27-28-29-29'-28'-27'-26'-25'-24'-23'-22'-21'-20'-19'-18'-17'-16'-1'-0' (смотри графическую часть лист №4).

Для ОЦК вычисляем расчетный циркуляционный напор по выражению (5.4):

 (5.4)

где - искусственный напор, создаваемый насосом, Па;

- естественный или гравитационный напор, возникающий в кольце системы вследствие охлаждения воды в нагревательных приборах и открытых (неизолированных) трубопроводах, Па;

Искусственный напор, создаваемый насосом, определяем по формуле(5.6):

(5.6)

где - длина основного циркуляционного кольца, м;

- это самая большая часть напора.

Величина для однотрубных систем отопления (вертикальных) с нижней разводкой (тупиковых и с попутным движением воды) может быть вычислена по приближенной формуле:

(5.7)

где - ускорение свободного падения, м/с²;

- среднее приращение плотности воды при ее охлаждении на 1⁰С, ;

- сумма произведений мощностей нагревательных приборов стояка на вертикальное расстояние от условного центра охлаждения приборов до центра нагревания воды в системе (рисунок 5.1).



Рисунок 5.1 - Схема стояка

Таким образом, по формуле (5.5) получаем расчетное циркуляционное давление для основного циркуляционного кольца:

Расчетный циркуляционный напор ОЦК и системы в целом - это движущий напор для системы, является основной характеристикой системы.

5.6 Расчет ОЦК по методу удельных потерь давления на трение

Расчет состоит из двух этапов:

а) предварительный расчет;

б) окончательный расчет.

Предварительный расчет заключается в подборе ориентировочных диаметров участков ОЦК. Для этого необходимо знать расход воды на каждом участке и значения средних удельных потерь давления на трение в магистральных участках ОЦК и в удаленном стояке.

Находим расходы воды на всех участках ОЦК системы путем последовательного суммирования расходов воды в стояках №20-26.

Для предварительного выбора диаметров труб ОЦК определяется вспомогательная величина - среднее значение удельной потери давления от трения , Па, на один метр трубы:

(5.8)

гдеb - коэффициент, учитывающий ориентировочно долю потерь давления на трение от общих гидравлических потерь, для насосных систем принимают b=0,65 по таблице II.21 [7];

l_маг - общая длина ОЦК, м.

По величине, расходу теплоносителя на участке и по предельно допустимым скоростям движения теплоносителя [таблица 10.5, 7] подбираем диаметры труб d_y, мм, фактические удельные потери давления R, Па/м, а также фактическую скорость теплоносителя х, м/с по таблице II.1 [7].

Для расчета ОЦК по методу удельных потерь давления на трение необходимо знать сумму коэффициентов местных сопротивлений (к.м.с.). Для этого составляем таблицу к.м.с. (таблица 5.1).

Гидравлическое сопротивление отдельного участка системы по методу удельных потерь давления на трение вычисляется по формуле Дарси-Вейсбаха:

, (5.9)

где Дp_l - потери давления на трение на участке длиной l, Па;

Дp_M - потери давления в местных сопротивлениях участка, Па;

R - удельные потери давления на трение, Па/м;

l - длина участка, м;

d - внутренний диаметр трубопровода, м;

л - коэффициент трения;

с - плотность воды, кг/м³;

w - скорость воды, м/с;

- сумма коэффициентов местных сопротивлений (к.м.с.) на участке.

Таблица 5.1 - Сумма коэффициентов местных сопротивлений для ОЦК

№ участка	dу, мм	Название местного сопротивления	Кол-во на участке, шт	Значение к.м.с	Сумма к.м.с. на участке
0-1	80	Отвод на 90°	4	2	3
		Шаровый кран	1	1
		Балансировочный клапан	1	0
1-16	50	Тройник на разделение	1	3	3,5
		Внезапное сужение	1	0,5
16-23	50	Тройник на ответвление	1	1,5	6
		Шаровый кран	1	1
		Отвод на 90°	3	3
		Балансировочный клапан	1	0
		Внезапное сужение	1	0,5
23-24	40	Тройник на проход	1	1	2
		Отвод на 90°	1	1
24-25	40	Тройник на проход	1	1	1,5
		Внезапное сужение	1	0,5
25-26	32	Тройник на проход	1	1	1
26-27	25	Тройник на проход	1	1	1,5
		Внезапное сужение	1	0,5
27-28	25	Тройник на проход	1	1	1
28-29	20	Тройник на проход	1	1	3
		Внезапное сужение	1	0,5
		Отвод на 90°	1	1,5
29-29'	15	Отвод на 90°	1	1,5	28,5
		Отвод на 90°	7	10,5
		Шаровый кран	1	1
		Тройник с пробкой	3	4,5
		Радиатор	3	6
		Балансировочный клапан	1	2
		Тройник на проход	3	3
29'-28'	20	Отвод на 90°	1	1,5	1,5
28'-27'	25	Тройник на проход	1	1	3,5
		Внезапное расширение	1	1
		Отвод на 90°	1	1,5
27'-26'	25	Тройник на проход	1	1	2
		Внезапное расширение	1	1
26'-25'	32	Тройник на проход	1	1	1
25'-24'	40	Тройник на проход	1	1	2
		Внезапное расширение	1	1
24'-23'	40	Тройник на проход	1	1	2
		Отвод на 90°	1	1
23'-16'	50	Тройник на проход	1	1	6
		Отвод на 90°	3	3
		Балансировочный клапан	1	0
		Шаровый кран	1	1
		Внезапное расширение	1	1
16'-1'	50	Тройник на слияние	1	1,5	2,5
		Внезапное расширение	1	1
1'-0'	80	Отвод на 90°	4	2	4,5
		Шаровый кран	1	1
		Тройник на слияние	1	1,5

Расчет гидравлического сопротивления ОЦК системы по методу удельных потерь давления на трение приведен в таблице 5.2

Таблица 5.2 - Расчет гидравлического сопротивления ОЦК

Номер участка	Тепловая нагрузка на участке Q, Вт	Температурный перепад, ?t1-t0,?C	Расход воды на участке G, кг/ч	Длина участка l, м	Диаметр участка d, мм	Удельное сопротивление на трение R, Па	Скорость теплоносителя н, м/с	Сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке ?о, Па	Потери давления на трение на участке Rl, Па	Потери давления на местные сопротивления на участке Z, Па	Общие потери давления на участке Rl+Z, Па	Суммарные потери давления в главном циркуляционном кольце ?(Rl+Z), Па
0-1	124895,3	25	4577,2	21,2	80	8,97	0,23	3,0	190,08	79,35	269,43	14273,47
1-16	66166	25	2454,2	0,9	50	29,58	0,32	3,5	28,10	170,22	198,32
16-23	36365,6	25	1300,3	11,3	50	8,42	0,16	6,0	95,21	77,54	172,74
23-24	32266,9	25	1153,7	4,2	40	25,07	0,23	2,0	105,73	53,28	159,01
24-25	23773,1	25	850	7,3	40	14,06	0,18	1,5	102,66	24,20	126,86
25-26	17633,	25	630,5	6,8	32	22,59	0,20	1,0	153,55	20,02	173,57
26-27	13534,3	25	483,9	2,3	25	12,66	0,15	1,5	29,14	16,51	45,65
27-28	11031,1	25	394,4	3,3	25	23,05	0,18	1,0	76,06	15,92	91,98
28-29	6024,8	25	215,4	4,6	20	31,86	0,18	3,0	144,81	44,85	189,66
29-29' СТ-26	6024,8	25	215,4	18,4	15	258,71	0,40	28,5	4747,35	2177,50	11565,5
29'-28'	6024,8	25	215,4	4,1	20	31,86	0,18	1,5	131,34	22,42	153,76
28'-27'	11031,1	25	394,4	4,8	25	23,05	0,18	3,5	111,25	55,73	166,98
27'-26'	13534,3	25	483,9	2,1	25	12,66	0,15	2,0	25,97	22,01	47,99
26'-25'	17633	25	630,5	6,1	32	22,59	0,20	1,0	138,25	20,02	158,27
25'-24'	23773,1	25	850	6,3	40	14,06	0,18	2,0	87,90	32,26	120,16
24'-23'	32266,9	25	1153,7	5,8	40	25,07	0,23	2,0	144,11	53,28	197,40
23'-16'	36365,6	25	1300,3	10,7	50	8,42	0,16	6,0	90,21	77,54	167,75
16'-1'	66166	25	2454,2	1,2	50	29,58	0,32	2,5	35,49	121,58	157,08
1'-0'	127367,7	25	4577,2	21,5	80	8,97	0,23	4,5	192,33	119,02	311,35

Вычисляем гидравлическое сопротивление циркуляционного кольца, сложив ДР всех участков кольца:

.

Для окончательного расчета ОЦК требуется выполнение двух условий:

1) условие общего гидравлического баланса ОЦК:

2) условие гидравлической устойчивости для однотрубных систем:

В данном случае эти условия выполняются.

5.7 Расчет и гидравлическая увязка стояков с ОЦК

После расчета основного кольца переходим к расчету наиболее благоприятного (для тупиковых систем - наименее протяженного) кольца той же ветви. Участки, которые являются общими для обоих колец, повторно не рассчитываются (расходы в них одинаковы и диаметры подобраны при расчете ОЦК). Увязка гидравлических сопротивлений параллельных колец производится за счет изменения сопротивления не общих участков колец (стояков - в вертикальных системах и ветвей - в горизонтальных).

После увязки колец первой ветви подобно рассчитывается каждая следующая ветвь, и производится увязка между всеми параллельными ветвями системы.

Допускается невязка по параллельным ветвям и кольцам в однотрубных системах (горизонтальных я вертикальных, насосных и гравитационных), рассчитанный с постоянным перепадом температур: в тупиковых -15% от величины гидравлического сопротивления основного кольца .

Невязка до 15% должна устраняться при наладочной регулировке стояков системы отопления посредством закрытия кранов или вентилей, установленных на стояках. Если невязка больше 15% и диаметр стояка больше минимального, то следует сконструировать составной стояк. Если при минимальном диаметре стояка величина невязки превышает 15%, то на выходе из стояка устанавливают дроссельную диафрагму. Диаметр отверстия диафрагмы вычисляют в соответствии с выражением:

В нашем случае все стояки первой ветви увязываются путем их составления из труб разных диаметров.

Гидравлический расчет остальных ветвей, а также ведомость коэффициентов местных сопротивлений представлен в приложении 2

6. Расчет нагревательных приборов

6.1 Общие положения

Отопительные приборы - один из главных элементов системы отопления, который служит для передачи теплоты от теплоносителя в обогреваемые помещения. К отопительным приборам предъявляются высокие теплотехнические, технико-экономические и санитарно-гигиенические требования. Нагревательные приборы, применяемые в системах отопления, подразделяются: по материалу - на металлические (чугунные и стальные), комбинированные и неметаллические; по внешней поверхности - на гладкие (радиаторы, трубы) и ребристые (конвекторы, ребристые трубы). Наиболее популярны чугунные радиаторы. Их отливают в виде отдельных секций. Секции могут компоноваться в приборы различной площади путем соединения на ребровых ниппелях с прокладками. Несколько секций в сборе называют чугунными секционными радиаторами.

Тип нагревательных приборов надо выбирать в соответствии с характером и назначением здания. При этом нужно также учитывать тип системы отопления, вид и параметры теплоносителя, технико-экономические соображения.

Для нашего проекта выбираем радиаторы чугунные секционные типа МС-140-108.

После выбора типа нагревательных приборов, определения мест их установки и способа присоединения к трубопроводам системы отопления выполняется тепловой расчет отопительных приборов.

Для поддержания необходимой температуры в отапливаемом помещении надо, чтобы количество тепла, которое отдается нагревательными приборами, равнялось тепловым потерям помещения [9].

6.2 Расчет площади отопительных приборов

Требуемая поверхность нагревательных приборов, F_пр может быть определена по формуле (6.1):

(6.1)

где - требуемая теплоотдача отопительного прибора помещения, Вт;

- коэффициент теплопередачи отопительного прибора, Вт/м²°С;

- температурный напор отопительного прибора, определяемый по формуле:

где - температура воды на входе в отопительный прибор и на выходе из него, °С;

- температура внутреннего воздуха в помещении, °С.

В однотрубных системах водяного отопления вода проходит последовательно через все отопительные приборы, частично охладившись в одном приборе вода поступает в следующий отопительный прибор, в результате остывания температура воды на входе в прибор , и на выходе из них является неодинаковыми для различных приборов и вычисляется по формуле (6.3), (6.4).

,, (6.3)

,, (6.4)

где - суммарная теплоотдача отопительных приборов, расположенных до расчётной точки стояка до ходу движения воды ;

- температура горячей воды, °С ;

- расчётный расход воды, кг/ч ;

- удельная теплоёмкость воды.

,, (6.5)

где- расчетная нагрузка прибора в помещении, Вт;

- поправочный коэффициент, учитывающий долю теплоотдачи теплопроводов, полезную для поддержания заданной температуры воздуха в помещении, при открытой прокладке труб = 0,9 ;

- суммарная теплоотдача проложенных в пределах помещения нагретых труб стояка и подводок, к которым непосредственно присоединен прибор, а также транзитного трубопровода, если он имеется в помещении, Вт.

Теплоотдачу теплопроводов можно определить по формуле

,, (6.6)

Где q_l^гор, q_l^верт - линейные плотности теплового потока открыто проложенных горизонтальных и вертикальных трубопроводов, кДж/(ч·м);

l_гор, l_верт - длины открытых участков горизонтальных и вертикальных труб в помещении, м.

Удельный тепловой поток нагревательного прибора для теплоносителя воды определяется по формуле (6.7):

,Вт/м², (6.7)

где - номинальная плотность теплового потока. Для чугунного секционного радиатора типа МС-140-108 q_ном=758 Вт/м²;

- поправочные коэффициенты.

,(6.8)

где - расход воды через прибор, кг/ч. При трехходовых кранах расход воды через прибор будет равен расходу стояка.

,(6.9)

где - разность средней температуры воды в приборе и температуры окружающего воздуха в помещении, определяется по формуле (6.2);

- коэффициент для учёта атмосферного давления в данной местности, который принимается по таблице 9.1 [7], ;

- экспериментальные числовые показатели, учитывающие направление движения теплоносителя, которые приведены в таблице 9.2 [7];

- коэффициент для учёта направления движения теплоносителя в приборе, при схеме движения воды снизу - вверх определяется по формуле:

(6.10)

где а - коэффициент, который для чугунных секционных радиаторов принимается равным [7].

В остальных случаях коэффициент .

6.3 Расчет размера отопительных приборов

По вычисленной поверхности нагрева приборов, вычисляем число элементов приборов. Для секционных чугунных радиаторов расчетное число секций определяется по формуле (6.11).

, (6.11)

где₄ - поправочный коэффициент, учитывающий способ установки радиатора в помещении, при открытой установке = 1 [7];

₁ - площадь одной секции, м²; для радиаторов типа МС-140М-108 = 0,244 м²;

₃ - поправочный коэффициент, учитывающий число секций в одном радиаторе, для радиатора типа МС-140М-108 определяется по выражению:

, (6.12)

По расчетному числу секций определяется установочное число путем округления N_р в большую сторону.

Расчет отопительных приборов для стояков приведен в приложении 2.

7. Автоматизация индивидуального теплового пункта. Расчет и подбор оборудования

7.1 Общие данные

Автоматизация подразумевает применение комплекса средств, позволяющих осуществлять производственные процессы без непосредственного участия человека, но под его контролем. Совокупность технических средств автоматизации (ТСА), выполняющих определенную целевую задачу без участия человека, представляет автоматическую систему [10].

В выпускной квалификационной работе разработана схема автоматизации и контроля индивидуального теплового пункта: подобраны измерительные и регистрирующие приборы (температуры и давления) и автоматические регуляторы с исполнительными механизмами и регулирующими клапанами. Целью автоматизации является изменение и поддержание комфортной температуры в здании, обеспечение оптимальных тепловых и гидравлических режимов работы системы теплоснабжения, поддержание требуемой температуры горячей воды в системе горячего водоснабжения, защита технологического оборудования и возможность контроля и управления с диспетчерского пункта.

Наблюдения за параметрами систем осуществляются с помощью измерительных приборов. Совокупность устройств, с помощью которых выполняются операции автоматического контроля, называется системой автоматического контроля (погода - зависимая автоматика). Система автоматического контроля позволяет осуществить наиболее полное соответствие между производством и потреблением теплоты за счет строгого соблюдения расчетных параметров теплоносителя. Для контроля параметров, учет которых необходим для анализа работы оборудования или расчетов предусматриваются регистрирующие приборы. Общим положением при выборе средств автоматизации является удобство обслуживания теплового пункта, небольшие капитальные и эксплуатационные затраты.