Проектирование и расчет системы отопления жилого здания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций

1.1 Расчёт наружной стены

1.2 Расчёт чердачного перекрытия

1.3 Расчёт перекрытия над подвалом

2. Расчёт теплопотерь помещений

3. Расчёт нагревательных приборов

4. Гидравлический расчёт

5. Присоединение системы к тепловым сетям

6. Вентиляция здания

6.1 Определение воздухообмена в помещении

6.2 Выбор системы вентиляции и их конструирование

6.3 Расчёт системы вентиляции

Заключение

Список литературы

Введение

Важное место в решении задач по экономии топливно-энергетических ресурсов занимает сокращение расхода тепла на отопление зданий. Теплопотери зданий существенно зависят от сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций и до настоящего времени неоправданно велики. Для Республики Беларусь, которая вынуждена расходовать значительную часть национального дохода на приобретение топливно-энергетических ресурсов, эта проблема весьма актуальна.

Отопление необходимо для создания микроклимата помещений, поэтому оно требует специального расчёта на соответствие нормам и оптимальному энергопотреблению.

Проект отопления разработан в соответствии с заданием на проектирование, а также СНБ 2.04.01-97 “Строительная теплотехника”. Заданием на проектирование предусматривается проектирование систем отопления и вентиляции жилого пятиэтажного дома с высотой этажа 3,2 м, находящегося в Брестской области. Здание ориентированно на север.

Стены здания - из обыкновенного глиняного кирпича с плотностью 1800 кг/см3. В здании имеется неотапливаемый подвал без световых проёмов, а также чердак.

Окна в здании - с двойным остеклением на деревянных переплётах, входные двери - двойные, с тамбуром, без тепловой защиты.

Отопление в здании предусматривается от внешнего источника - центральной системы отопления с насосной циркуляцией теплоносителя, присоединение к внешним теплоносителям через элеватор.

Трубы с чугунными радиаторами М-90 связаны однотрубно. Схема движения теплоносителя в подающих и обратных магистралях попутная. Распределение теплоносителя - верхняя. Система вентиляции - естественная.

Все расчётные данные по материалам и строительным нормам взяты из СНБ 2.04.01-97 “Строительная теплотехника”.

1. Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций

Расчет наружной стены здания

Стена изображена схематически на рис. 1:

Рисунок 1 - Конструкция наружной стены

Согласно таблице 4.1 СНБ 2.01.01 расчётная температура для жилых зданий составляет tв =180С, относительная влажность воздуха 55%.

СНБ 2.04.01 значение коэффициентов теплопроводности и теплоустойчивости для используемых материалов составляет:

а) кирпич обыкновенный глиняный

л1=0,7 Вт/(мЧ0С), Ѕ1=9,2 Вт/(м2Ч0С);

б) штукатурка известково-песчаная

л2=0,7 Вт/(мЧ0С), Ѕ2=8,69 Вт/(м2Ч0С);

Рассчитаем коэффициент теплопроводности теплоизоляционного слоя:

;

;

л2 = 0,09/(2-1/8,7-0,02/0,7-0,02/0,7-0,38/0,7-1/23)=0,073 Вт/(м*0С);

Теплоизоляционный материал принимаем согласно СНБ 2-04-97:

плиты из резольнофенолформальдегидного пенопласта

л2 =0,052 Вт/(мЧ0С), Ѕ2= 0,85 Вт/(м2Ч0С);

Поскольку толщина кирпичной кладки принималась 380 мм, то толщина нашей наружной стены составит 0,51 м, что удовлетворяет критерию, установленному СНиП.

Посчитаем тепловую инерцию:

;

D= 8,69*0,02/0,7+9,2*0,38/0,7+0,85*0,09/0,052=6,34;

т.к тепловая инерция находится в интервале от 4 до 7, то наружная температура будет равна:

;

tн = ((-25)+(-21))/2= -23;

tн - средняя температура наиболее холодной пятидневки.

tн1 - средняя температура наиболее холодных суток обеспеченностью 0,92

tн2 - средняя температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92

Рассчитаем требуемое термическое сопротивление:

;

tв - расчётная температура внутреннего воздуха 0С, принимается по таблице 4.1 СНБ 2.04.01-97 tв =180С.

tв - расчётная зимняя температура наружного воздуха, принимается по таблице 4.3 с учётом тепловой инерции ограждающей конструкции.

n - коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху, принимаемы по таблице 5.3 n=1.

бв - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м2*0С) принимаемый по таблице 5.4

?tв - расчётный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, 0С применяемый по таблице 5.5 ?tв = 60С

Rтр =1*(18+23)/(8,7*6)=0,79 Вт/(м2*0С);

Для применяемых материалов имеем:

R0=1/8,7+0,02/0,7+0,02/0,7+0.38/0,7+0,09/0,052+1/23=2,04 Вт/(м2*0С).

1.2 Расчет чердачного перекрытия

Чердачное перекрытие изображено схематически на рис. 2:

СНБ 2.04.01 значение коэффициентов теплопроводности и теплоустойчивости для используемых материалов составляет:

1) - цементно-песчаный раствор с=1800 кг/м3

л1=0,76Вт/(м*0С); Ѕ1=9,6 Вт/(м2*0С);



Рисунок 2 - Конструкция чердачного перекрытия

2) - теплоизоляционные слой;

3) - железобетонная плита с=2500 кг/м3

л3=1,92 Вт/(м*0С); Ѕ3=17,96 Вт/(м2*0С);

Рассчитаем коэффициент теплопроводности теплоизоляционного слоя:

;

л2=0,2/(3-0,05/0,76-0,22/1,92-1/8,7-1/12)=0,075Вт/(м*0С);

Теплоизоляционный материал принимаем согласно СНБ 2-04-97: плиты полистиролбетонные теплоизоляционные

л2 =0,075 Вт/(мЧ0С); Ѕ2= 0,73 Вт/(м2Ч0С);

Рассчитаем тепловую инерцию чердачного перекрытия:

D=УRi Si =11.09*0.05/0.93+1,11*0.2/0,075+19,7*0.22/2,04= 5,89;

т.к тепловая инерция находится в интервале от 4 до 7, то наружная температура будет равна

; tн = ((-25)+(-21))/2= -23;

tн - средняя температура наиболее холодной пятидневки.

tн1 - средняя температура наиболее холодных суток обеспеченностью 0,92

tн2 - средняя температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92

tн = -260С; tв =180С; ?tв=40С; n=0,9;

Rтр =0,9*(18+23)/(8,7*4)=1,06 Вт/(м2*0С);

R0=1/8,7+0,22/1,92+0,05/0,76+0,2/0,075+1/12=3,2 Вт/(м2*0С).

1.3 Расчет подвального перекрытия

Подвальное перекрытие изображена схематически на рис. 3:

Рисунок 3 - Конструкция подвального перекрытия

СНБ 2.04.01 значение коэффициентов теплопроводности и теплоустойчивости для используемых материалов составляет:

1)- линолеум с=1800 кг/м3

л1=0,35Вт/(м*0С);

2)- цементно-песчаная стяжка

л2=0,93Вт/(м*0С);

3) - теплоизоляционные слой;

4) - железобетонная плита с=2500 кг/м3

л4=2,04 Вт/(м*0С);

Рассчитаем коэффициент теплопроводности теплоизоляционного слоя:

;

л3 =0,2/(1/8,7+1/6+0,005/0,35+0,05/0,93+0,22/2,04)=0,076;

Теплоизоляционный материал принимаем согласно СНБ 2-04-97: плиты полистиролбетонные теплоизоляционные

л3=0,075 Вт/(м*0С);

Согласно таблице 4.3 СНБ 2.01.01 tн для Брестской области: tн = -230С

Рассчитаем требуемое термическое сопротивление

;

?tв- расчётный перепад температур, согласно таблице 5.5 СНБ2.01.01 ?tв=20С;

Согласно таблице 5.3 СНБ 2.01.01 n=0,6

Rтр =0,6*(18+23)/(8,7*2)=1,41 Вт/(м2*0С);

R0=1/8,7+0,22/1,92+0,05/0,76+0,2/0,075+0,005/0,35+1/6=3,21 Вт/(м2*0С).

2. Расчёт теплопотерь помещений

Расчёт теплопотерь здания состоит из расчёта теплопотерь по всем помещениям для каждого ограждения. Теплопотери здания складываются из теплопотерь всех помещений, а теплопотери каждой комнаты рассчитываются как сумма теплопотерь ограждающих конструкций, относящихся к данной комнате. Общая расчётная потеря тепла каждой ограждающей конструкции вычисляется по формуле:

;

Q -потери тепла, определяется по формуле:

;

F - площадь ограждающей конструкции [м2]

tв - расчётная температура внутреннего воздуха [0С], для жилых комнат принимается равной 180С, для ванной tв = 250С, для лестничной клетки 160С, для сан. узла мы также принимаем температуру 160С.

tн - расчётная зимняя температура наружного воздуха, принимается по таблице 5.2 СНБ 2.01.01.

n - коэффициент учитывающий положение наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху, принимается по таблице 5.3 СНБ 2.01.01.

R0 - термическое сопротивление [];

К - коэффициент теплопередачи [];

;

следует учитывать, что для окна R0 =0,6[];

для двери R0 =0,6 R0тр

Определим удельную тепловую характеристику здания:

;

Q - сумма теплопотерь,

Vн - строительный объём здания,

tв =18 0С,

tн - расчётная температура наружного воздуха для холодного периода года (температура наиболее холодной пятидневки с обеспечением 0,92), С0 (для Брестской области -210С),

б - температурный коэффициент, учитывающий изменение требуемого термического сопротивления наружных ограждающих конструкций в зависимости от tн.

Вычислим температурный коэффициент:

б =0,54+ 22/(18+21)=1,04;

q = 27343/(3264*(18+21)*1,04)= 0,21;

Таблица 1. Расчет теплопотерь помещений

Номер поммещения	Наименование помещения	Наименование oграждения	Ориентация по сторонам света	Размер поверхности ограждения	Площадь ограждения F,м2	Сопротивление теплопередаче,R0,м2*0С/Вт	Внутренняя температура tв,0С	Разность температур (tв-tн),0С	Коэффициент теплоппередачи К, Вт/м2*0С	Потери тепла Q,Вт	Добавки к теплопотерям,%	Общая расчетная потеря тепла,Вт
											Ориентация	Обдувание ветром	Прочие	Сумма
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
101	ж/к	нс	в	5,7*3,2	15,24	2,04	18	41	0,49	306,29	10	10	5	25	382,87
		нс	ю	2,4*3,2	4,68	2,04	18	41	0,49	94,06		10	5	15	108,17
		о	ю	1,5*2	3	0,6	18	41	1,67	205,00		10	5	15	235,75
		п		5,7*2,4	13,68	3,2	18	41	0,31	105,17			5	5	110,42	837
102	к	нс	ю	2,8*3,2	5,96	2,04	15	38	0,49	111,02		10		10	122,12
		о	ю	1,5*2	3	0,6	15	38	1,67	190,00		10		10	209,00
		п		2,5*2,8	7	3,2	15	38	0,31	49,88					49,88	381
103	Кр	п		2,8*1,3	3,64	3,2	18	41	0,31	27,98					27,98	28
104	Кр	п		1,3*4,8	6,24	3,2	18	41	0,31	47,97					47,97	49
105	к	нс	ю	3,2*2,5	5	2,04	15	38	0,49	93,14		10		10	102,45
		о	ю	1,5*2	3	0,6	15	38	1,67	190,00		10		10	209,00
		п		2,5*2,7	6,75	3,2	15	38	0,31	48,09					48,09	359
106	ж/к	нс	ю	4,1*3,2	10,12	2,04	18	41	0,49	122,04		10		10	134,24
		о	ю	1,5*2	3	0,6	18	41	1,67	123,00		10		10	135,30
		п		4,1*2	8,2	3,2	18	41	0,31	63,04					63,04	332
107	ж/к	нс	з	5,7*3,2	18,24	2,04	18	41	0,49	219,95	5	10	5	20	263,94
		нс	ю	3,2*3,2	7,24	2,04	18	41	0,49	87,31		10	5	15	100,40
		о	ю	1,5*2	3	0,6	18	41	1,67	123,00	10	10	5	25	153,75
		п		5,7*3,2	18,24	3,2	18	41	0,31	140,22			5	5	147,23	665
108	ж/к	нс	з	5,7*3,2	18,24	2,04	18	41	0,49	219,95	5	10	5	20	263,94
		нс	с	3,2*3,2	7,24	2,04	18	41	0,49	87,31	10	10	5	25	109,13
		п		5,7*3,2	18,24	3,2	18	41	0,31	140,22			5	5	147,23
		о	с	1,5*2	3	0,6	18	41	1,67	123,00	10	10	5	25	153,75	674
109	ж/к	нс	с	3,2*2	3,4	2,04	18	41	0,49	41,00	10	10		20	49,20
		о	с	1,5*2	3	0,6	18	41	1,67	123,00	10	10		20	147,60
		п		4,1*2	8,2	3,2	18	41	0,31	63,04					63,04	259
110	кр	п		1,2*4,8	5,76	3,2	18	41	0,31	44,28					44,28	44
111	к	нс	с	2,7*3,2	5,64	2,04	15	38	0,49	63,04	10	10		20	75,64
		о	с	1,5*2	3	0,6	15	38	1,67	114,00	10	10		20	136,80
		п		2,7*2,7	7,29	3,2	15	38	0,31	51,94					51,94	264
112	ж/к	нс	с	2,7*3,2	5,64	2,04	18	41	0,49	68,01	10	10		20	81,61
		о	с	1,5*2	3	0,6	18	41	1,67	123,00	10	10		20	147,60
		п		2,6*2,7	7,02	3,2	18	41	0,31	53,97					53,97	283
113	кр	п		2,4*3	7,2	3,2	18	41	0,31	55,35					55,35	55
114	ж/к	нс	с	3*3,2	6,6	2,04	18	41	0,49	79,59	10	10		20	95,51
		о	с	1,5*2	3	0,6	18	41	1,67	123,00	10	10		20	147,60
		п		3*3,2	8,7	3,2	18	41	0,31	66,88					66,88	309
115	ж/к	нс	в	5,7*3,2	18,24	2,04	18	41	0,49	219,95	10	10	5	25	274,94
		нс	с	2,4*3,2	4,68	2,04	18	41	0,49	56,44	10	10	5	25	70,54
		о	с	1,5*2	3	0,6	18	41	1,67	123,00	10	10	5	25	153,75
		п		5,7*2,4	13,68	3,2	18	41	0,31	105,17			5	5	110,42	609
															всего	5511
201	ж/к	нс	в	5,7*3,2	18,24	2,04	18	41	0,49	366,59	10	10	5	25	458,24
		нс	ю	2,4*3,2	4,68	2,04	18	41	0,49	94,06	10	10	5	25	117,57
		о	ю	1,5*2	3	0,6	18	41	1,67	205,00	10	10	5	25	256,25	832
202	к	нс	ю	2,8*3,2	5,96	2,04	15	38	0,49	111,02		10		10	122,12
		о	ю	1,5*2	3	0,6	15	38	1,67	190,00		10		10	209,00	331
203	к	нс	ю	2,7*3,2	5,64	2,04	15	38	0,49	105,06		10		10	115,56
		о	ю	1,5*2	3	0,6	15	38	1,67	190,00		10		10	209,00	324
204	ж/к	нс	ю	2*3,2	3,4	2,04	18	41	0,49	68,33		10		10	75,17
		о	ю	1,5*2	3	0,6	18	41	1,67	205,00		10		10	225,50	300
205	ж/к	нс	з	5,7*3,2	18,24	2,04	18	41	0,49	366,59	5	10	5	20	439,91
		нс	ю	3,2*3,2	7,24	2,04	18	41	0,49	145,51		10	5	15	167,34
		о	ю	1,5*2	3	0,6	18	41	1,67	205,00		10	5	15	235,75	842
206	ж/к	нс	з	5,7*3,2	18,24	2,04	18	41	0,49	219,95	5	10	5	20	263,94
		нс	с	3,2*3,2	7,24	2,04	18	41	0,49	87,31	10	10	5	25	109,13
		о	с	1,5*2	3	0,6	18	41	1,67	123,00	10	10	5	25	153,75	526
207	ж/к	нс	с	3,2*2	3,4	2,04	18	41	0,49	41,00	10	10		20	49,20
		о	с	1,5*2	3	0,6	18	41	1,67	123,00	10	10		20	147,60	196
208	к	нс	с	2,7*3,2	5,64	2,04	15	38	0,49	63,04	10	10		20	75,64
		о	с	1,5*2	3	0,6	15	38	1,67	114,00	10	10		20	136,80	212
209	ж/к	нс	с	2,7*3,2	5,64	2,04	18	41	0,49	68,01	10	10		20	81,61
		о	с	1,5*2	3	0,6	18	41	1,67	123,00	10	10		20	147,60	229
210	ж/к	нс	с	3*3,2	6,6	2,04	18	41	0,49	79,59	10	10		20	95,51
		о	с	1,5*2	3	0,6	18	41	1,67	123,00	10	10		20	147,60	243
211	ж/к	нс	в	5,7*3,2	18,24	2,04	18	41	0,49	219,95	10	10	5	25	274,94
		нс	с	2,4*3,2	4,68	2,04	18	41	0,49	56,44	10	10	5	25	70,54
		о	с	1,5*2	3	0,6	18	41	1,67	123,00	10	10	5	25	153,75	499
															всего	4539
501	ж/к	нс	в	5,7*3,2	15,24	2,04	18	41	0,49	306,29	10	10	5	25	382,87
		нс	ю	2,4*3,2	4,68	2,04	18	41	0,49	94,06		10	5	15	108,17
		о	ю	1,5*2	3	0,6	18	41	1,67	205,00		10	5	15	235,75
		пт		5,7*2,4	13,68	3,2	18	41	0,31	105,17			5	5	110,42	837
502	к	нс	ю	2,8*3,2	5,96	2,04	15	38	0,49	111,02		10		10	122,12
		о	ю	1,5*2	3	0,6	15	38	1,67	190,00		10		10	209,00
		пт		2,5*2,8	7	3,2	15	38	0,31	49,88					49,88	381
503	кр	пт		2,8*1,3	3,64	3,2	18	41	0,31	27,98					27,98	28
504	кр	пт		1,3*4,8	6,24	3,2	18	41	0,31	47,97					47,97	49
505	к	нс	ю	3,2*2,5	5	2,04	15	38	0,49	93,14		10		10	102,45
		о	ю	1,5*2	3	0,6	15	38	1,67	190,00		10		10	209,00
		пт		2,5*2,7	6,75	3,2	15	38	0,31	48,09					48,09	359
506	ж/к	нс	ю	4,1*3,2	10,12	2,04	18	41	0,49	122,04		10		10	134,24
		о	ю	1,5*2	3	0,6	18	41	1,67	123,00		10		10	135,30
		пт		4,1*2	8,2	3,2	18	41	0,31	63,04					63,04	332
507	ж/к	нс	з	5,7*3,2	18,24	2,04	18	41	0,49	219,95	5	10	5	20	263,94
		нс	ю	3,2*3,2	7,24	2,04	18	41	0,49	87,31		10	5	15	100,40
		о	ю	1,5*2	3	0,6	18	41	1,67	123,00		10	5	15	141,45
		пт		5,7*3,2	18,24	3,2	18	41	0,31	140,22			5	5	147,23	653
508	ж/к	нс	з	5,7*3,2	18,24	2,04	18	41	0,49	219,95	5	10	5	20	263,94
		нс	с	3,2*3,2	7,24	2,04	18	41	0,49	87,31	10	10	5	25	109,13
		пт		5,7*3,2	18,24	3,2	18	41	0,31	140,22			5	5	147,23
		о	с	1,5*2	3	0,6	18	41	1,67	123,00	10	10	5	25	153,75	674
509	ж/к	нс	с	3,2*2	3,4	2,04	18	41	0,49	41,00	10	10		20	49,20
		о	с	1,5*2	3	0,6	18	41	1,67	123,00	10	10		20	147,60
		пт		4,1*2	8,2	3,2	18	41	0,31	63,04					63,04	259
510	кр	пт		1,2*4,8	5,76	3,2	18	41	0,31	44,28					44,28	44
511	к	нс	с	2,7*3,2	5,64	2,04	15	38	0,49	63,04	10	10		20	75,64
		о	с	1,5*2	3	0,6	15	38	1,67	114,00	10	10		20	136,80
		пт		2,7*2,7	7,29	3,2	15	38	0,31	51,94					51,94	264
512	ж/к	нс	с	2,7*3,2	5,64	2,04	18	41	0,49	68,01	10	10		20	81,61
		о	с	1,5*2	3	0,6	18	41	1,67	123,00	10	10		20	147,60
		пт		2,6*2,7	7,02	3,2	18	41	0,31	53,97					53,97	283
513	кр	пт		2,4*3	7,2	3,2	18	41	0,31	55,35					55,35	55
514	ж/к	нс	с	3*3,2	6,6	2,04	18	41	0,49	79,59	10	10		20	95,51
		о	с	1,5*2	3	0,6	18	41	1,67	123,00	10	10		20	147,60
		пт		3*3,2	8,7	3,2	18	41	0,31	66,88					66,88	309
515	ж/к	нс	в	5,7*3,2	18,24	2,04	18	41	0,49	219,95	10	10	5	25	274,94
		нс	с	2,4*3,2	4,68	2,04	18	41	0,49	56,44	10	10	5	25	70,54
		о	с	1,5*2	3	0,6	18	41	1,67	123,00	10	10	5	25	153,75
		пт		5,7*2,4	13,68	3,2	18	41	0,31	105,17			5	5	110,42	609
															всего	5141
	лк	нс	ю	18*2,6	18,46	2,04	16	39	0,49	352,91		10		10	388,20
		о	ю	1,5*2	3	0,6	16	39	1,67	195,00		10		10	214,50
		о	ю	1,5*2	3	0,6	16	39	1,67	195,00		10		10	214,50
		п		2,6*5,7	13,61	3,2	16	39	0,31	99,52				0	99,52
		пл		2,6*5,7	13,61	3,21	16	39	0,31	148,82				0	148,82
		д	ю	2*2	4	0,5	16	39	1,98	309,52		10	400	410	1578,57
		о	ю	1,5*2	3	0,6	16	39	1,67	195,00		10		10	214,50
		о	ю	1,5*2	3	0,6	16	39	1,67	195,00		10		10	214,50
															всего	3073
										Общая сумма	27343

3. Расчёт нагревательных приборов

Нагревательные приборы являются основным элементом системы отопления. Они устанавливаются непосредственно в помещении и должны удовлетворять теплотехническим, санитарно-гигиеническим и технико-экономическим требованиям.

В жилых зданиях устанавливаются нагревательные приборы с высоким коэффициентом теплоотдачи. Их поверхность в тоже время не должна нагреваться выше температуры 900С, т.к. уже при этой температуре может возникнуть сухая возгонка оседающей на приборе пыли. В качестве нагревательных приборов используются чугунные радиаторы типа М-90.

Требуемая поверхность нагрева прибора определяется по формуле:

;

Q-теплопотери отдельного помещения;

k- коэффициент теплопередачи нагревательного прибора берётся из «Справочника проектировщика» к=11,5;

tв - внутренняя температура помещения;

в1 - поправочный коэффициент, учитывающий теплопередачу через дополнительную площадь прибора; в1 =1,02…1,03;

в2 - поправочный коэффициент, учитывающий дополнительные теплопотери вследствие размещения нагревательных приборов у наружной стены, в2 =1,02;

tср -средняя температура в нагревательном приборе.

Для однотрубной системы рассчитывается следующим образом:

;

tвх - температура воды, входящей в нагревательный прибор;

tо -температура охлажденной воды;

tг -температура горячей воды, выходящей из нагревательного прибора;

Qпр - теплопотери выше расположенных приборов;

Qст - теплопотери всего стояка.

;

tвх - температура воды, входящей в нагревательный прибор;

tвых -температура воды, выходящей из нагревательного прибора.

Количество секций в радиаторе вычисляется по следующей формуле:

;

в4 -поправочный коэффициент учитывает способ установки нагревательного прибора, в4 =1;

f1 -площадь одной секции нагревательного прибора, берётся из «Справочника проектировщика», f1 =0,71;

в3 -поправочный коэффициент, учитывающий число секций в одном радиаторе, вычисляется по формуле:

;

F - поверхность нагрева прибора.

Все расчёты по данной работе приведены в таблице №2.

Таблица 2- Расчет нагревательных приборов

Номер помещения	Наименование помещения	Теплопотери Qпр, Вт	Tвх	Tвых	Средняя температура таплоносителя tср	Температура помещения tв	Тип нагревательного прибора	Коэффициент теплопередачи К, Вт/м2*?С	Поверхность нагрева Fр, м2	Количество секций	Группировка радиаторов
101	ж/к	865,88	49,75	40,00	44,88	18	М-90	9,8	2,80	14	2х7
102	к	381,00	48,70	40,30	44,50	15	М-90	9,8	1,38	7	1x7
103	к	359,54	46,70	40,10	43,40	18	М-90	9,8	1,52	7	1x7
104	ж/к	381,72	46,20	40,00	43,10	18	М-90	9,8	1,63	8	1x8
105	ж/к	665,33	45,70	39,80	42,75	18	М-90	9,8	2,88	14	2x7
106	ж/к	674,06	44,50	40,00	42,25	18	М-90	9,8	2,75	14	2х7
107	ж/к	304,12	47,40	40,70	44,05	18	М-90	9,8	1,25	6	1x6
108	к	264,38	46,60	40,30	43,45	15	М-90	9,8	1,00	4	1x4
109	к	283,18	45,70	41,40	43,55	18	М-90	9,8	1,19	5	1x5
110	ж/к	365,34	47,10	40,10	43,60	18	М-90	9,8	1,53	7	1x7
111	ж/к	609,66	45,40	40,00	42,70	18	М-90	9,8	2,65	13	1x6;1x7
201	ж/к	832,06	56,20	49,75	52,97	18	М-90	9,8	2,55	13	1x6;1x7
202	к	331,12	58,20	48,70	53,45	15	М-90	9,8	0,92	4	1x4
203	к	324,56	55,40	46,70	51,05	15	М-90	9,8	0,97	4	1x4
204	ж/к	300,67	58,30	46,20	52,25	18	М-90	9,8	0,94	4	1х4
205	ж/к	842,99	57,60	45,70	51,65	18	М-90	9,8	2,69	13	1x6;1x7
206	ж/к	526,83	56,40	44,50	50,45	18	М-90	9,8	1,74	8	1x8
207	ж/к	196,80	54,70	47,40	51,05	18	М-90	9,8	0,64	3	1x3
208	к	212,44	57,80	46,60	52,20	15	М-90	9,8	0,61	3	1x3
209	к	229,21	56,40	45,70	51,05	15	М-90	9,8	0,68	3	1x3
210	ж/к	229,21	56,30	47,10	51,70	18	М-90	9,8	0,73	3	1х3
211	ж/к	243,11	55,80	45,40	50,60	18	М-90	9,8	0,80	3	1х3
501	ж/к	865,88	75,00	67,50	71,25	18	М-90	9,8	1,74	8	1x8
502	к	381,00	75,00	68,10	71,55	15	М-90	9,8	0,72	3	1х3
503	к	359,54	75,00	68,20	71,60	15	М-90	9,8	0,68	3	1x3
504	ж/к	381,72	75,00	68,10	71,55	18	М-90	9,8	0,76	3	1x3
505	ж/к	653,03	75,00	67,90	71,45	18	М-90	9,8	1,31	6	1x6
506	ж/к	674,06	75,00	67,80	71,40	18	М-90	9,8	1,35	6	1x6
507	ж/к	304,12	75,00	68,30	71,65	18	М-90	9,8	0,61	3	1х3
508	к	264,38	75,00	68,40	71,70	15	М-90	9,8	0,50	2	1x2
509	к	283,18	75,00	68,50	71,75	15	М-90	9,8	0,53	2	1x2
510	ж/к	365,34	75,00	68,20	71,60	18	М-90	9,8	0,73	3	1x3
511	ж/к	309,99	75,00	68,10	71,55	18	М-90	9,8	0,62	3	1x3
512	ж/к	609,66	75,00	68,00	71,50	18	М-90	9,8	1,22	6	1x6
	лк	3073,0	75,00	40,00	57,50	16	М-90	9,8	7,94	41	2x10;1x8; 1x13

4. Гидравлический расчёт

Цель гидравлического расчёта: определение диаметров теплопроводов при заданной тепловой нагрузке и расчётном циркуляционном давлении установленном для данной системы. Из курса гидравлики известно, что при движении реальной жидкости по трубам всегда имеют места потери давления для преодоления сопротивлений двух видов: сопротивления на трение, на местное сопротивление (сопротивление по длине).

- сопротивление на трение;

- местное сопротивление.

Суммарные потери давления, возникающие при движении воды в теплопроводе должно быть меньше расчётного циркуляционного давления, установленного для данной системы.

Под расчётным циркуляционным давлением понимается необходимое давление для поддержания принятого гидравлического режима системы отопления, т.е то давление, которое может быть израсходовано в расчётных условиях на преодоление гидравлических сопротивлений в системе.

Величина располагаемого циркуляционного давления:

;

?pн - давление, создаваемое насосом, принимаем равным 10 кПа.

Б - поправочный коэффициент, для однотрубной системы Б=1,

?pе.тр - давление от охлаждения воды в трубах [Па], при открытой прокладке не учитывается.

?pе.пр - давление возникающее от охлаждения воды в приборе, вычисляется по формуле:

;

n - количество этажей (n=3),

h - высота этажа (h=3,4м),

с0 и сг - плотность теплоносителя в обратной и падающей магистралях соответственно.

с0=992,2 кг/м3 сг = 974,8 кг/м3

Для определения диаметра трубопровода, скорости движения воды в трубопроводе нужно рассчитать

;

Gi -расход воды на участке.

;

K- доля потери давления на трение (К=0,65).

Уl -длина циркуляционного кольца.

Зная Gi и Rср по расчету отопления и вентиляции жилых зданий определим d и v .

Данный расчёт оформлен в виде таблицы №3.

Таблица 3-Гидравлический расчет трубопровода

Номер участка	Тепловая нагрузка участка Qi,Вт	Раход воды на участке Gi,кг/ч	Длина участка l,м	Диаметр трубопровода d, мм	Скорость движения воды н, м/с	Потери давления от трения на 1м длины R,Па/м	Потери давления от трения на участке Rl, Па	Сумма коэффициентов местных сопротивлений, Уо	Потери давлений в местных сопротивлениях, Z, Па	Сумма потер давления на участке Rli+Zi
1	27343	647,58	3	32	0,29	42,25	126,75	2	82,418	209,17
2	13177,5	323,79	3	25	0,26	52,06	156,18	10,5	347,802	503,98
3	10383,5	255,14	5,5	20	0,36	119,00	654,50	1	63,504	718,00
4	7666,5	188,38	1	20	0,33	102,56	102,56	1	53,361	155,92
5	6800,5	167,10	5	20	0,28	77,30	386,50	1	38,416	424,92
6	5968,5	146,65	3,1	20	0,26	66,00	204,60	2	66,248	270,85
7	5136,5	126,21	11	15	0,36	191,00	2177,4	50,2	3187,9	5365,30
8	6002,5	147,49	3,1	20	0,27	73,80	228,78	5	178,605	407,39
9	7757,5	190,61	6	25	0,30	88,02	528,12	1,5	66,15	594,27
10	10830,5	266,12	5,5	20	0,36	120,00	660,00	2	127,008	787,01
11	13177,5	323,79	3	25	0,26	52,06	156,18	11	364,364	520,54
12	27343	647,58	9	32	0,29	42,25	380,25	7	288,463	668,71

?pе.пр = 0,5*3*3,4*10*(992,2-974,8)=887,4;

?pпц =10000+887,4=10887,4;

R=(1-0,65)*10887,4/57,6=65,03;

Запас давления в основном циркуляционном кольце определяется по формуле:

;

(10887,4-10583,81)/10887,4*100% = 2,78%.

5. Присоединение системы отопления к тепловым сетям

Работа элеватора основана на использовании энергии подающей магистрали тепловой сети, выходящей из сопла со значительной скоростью. При этом статистическое давление её становится меньше, чем давление в обратной магистрали, вследствие чего охлаждённая вода из обратной магистрали подсасывается струёй воды из подающей магистрали в камеру высасывания. Образовавшийся поток воды поступает в камеру смешения, где выравниваются температуры и скорости, а давление постоянно. В диффузоре скорость потока уменьшается по мере увеличения его сечения, а статическое давление увеличивается. За счёт гидростатического давления в конце диффузора и в камере всасывания элеватора создаётся циркуляционное давление, необходимое для действия системы отопления.

Основной расчётной характеристикой для элеватора служит так называемый коэффициент смешения U, представляющий собой отношение массы подмешиваемой воды Gп к массе поступающей воды Gс из тепловой сети в элеватор:

;

t1 - температура воды, поступающей в элеватор из подающей линии тепловой сети;

tг - температура смешанной воды, поступающей в систему после элеватора, tг=950С;

t0 - температура охлаждённой воды из обратной линии поступающей из системы отопления, to=700С.

;

Далее определяем основной размер элеватора - диаметр горловины dг,мм, перехода камеры смешения в диффузор:

;

Gсм количество воды, циркулирующей в системе отопления, кг/ч.

?pнас - гидравлическое сопротивление системы отопления, Па ?pнас=(10-12)МПа

Количество воды, циркулирующей в системе отопления:

;

УQ - суммарный расход теплоты на отопление, Вт,

с - удельная теплоёмкость воды, кДж/(кг*0С), принимаем = 4,18 - 4,22;

3,6 - коэффициент перевода Вт в кДж/ч

в1 и в2 - поправочный коэффициент, принимаем в1 и в2=1

Gсм =3,6* 44964,09/(4,18*25)=1549 кг/ч; dг=87,4*v1549/(100*v10000)=34,4 (мм);

Подберём серийный элеватор, имеющий диаметр горловины наиболее близкий к 34,4мм. Номер элеватора -5.

Рассчитываем диаметр сопла

dс = dг/(1+U)=35/(1+1)=17,5;

Давление pэ, кПа которое необходимо иметь перед элеватором для обеспечения нормальной его работы, pэ =1,4*(1+1)2*10000 =56 кПа.

6. Вентиляция здания

6.1 Определение воздухообмена в помещении

Система вытяжной вентиляции с естественным побуждением для жилых, общественных и административно-бытовых зданий следует рассчитывать на разность плотностей наружного воздуха при температуре 50С и внутреннего воздуха при расчётной температуре для холодного периода года. Необходимость встройки систем вентиляции в жилых и общественных зданиях обусловлено выделением теплоты, влаги и вредных газов.

Воздухообменом называется частичная или полная замена воздуха, содержащего вредные выделения, чистым атмосферным воздухом. Количество воздуха L, подаваемого или удаляемого за 1 час из помещения, отнесённого к его кубатуре Vн, принято называть кратностью воздухообмена n. При этом знак (+) обозначается воздухообмен по притоку, ( - ) по вытяжке, т.е n =L/V

6.2 Выбор системы вентиляции и её конструирование

Канальными системами естественной вентиляции называется система, в которой подача наружного воздуха или удаление загрязнённого осуществляется по специальным каналам, предусмотренным в конструкциях здания, или приставным воздуховодам. Воздух в этих системах перемещается вследствие разности давлений наружного и внутреннего воздуха.

Вытяжная естественная канальная вентиляция состоит:

- из вертикальных внутренних каналов с отверстиями, закрытыми жалюзийными решётками;

- сборных горизонтальных воздуховодов и вытяжной шахты.

Для усиления вытяжки воздуха из помещений на шахте часто устанавливают дефлектор.

В кирпичных внутренних стенах размеры каналов принимаются кратными Ѕ кирпича (140х140, 140х270, 270х270, 270х400 и т.д). Наименьший канал - 1/2х1/2 кирпича (140х140).

Вытяжные отверстия в жилых зданиях располагаем на расстоянии 0,5 м от потолка. Наименьший размер вытяжной решётки 150х150 мм. В домах квартирного типа допускается объединение вентиляционных каналов из туалетной и ванной комнат. Обособленно выполняются вентиляционные каналы из кухонь.

Протяжённость сборных каналов на чердаках от места присоединения вертикального вытяжного канала до выбросной шахты не должна превышать 8м, ближайшими по ходу воздуха к вытяжной шахте должны быть вытяжные каналы верхних этажей.

6.3 Расчёт системы вентиляции

Сотоит в том, чтобы выполнить аэродинамический расчёт. Он выполняется следующим образом.

- разбиваем аксонометрическую схему воздуховода на расчётные участки.

- определяют расход воздуха через приточные отверстия, данный расчёт приведён в таблице №4

Таблица 4-Потребные вентиляционные объемы воздуха

Номер помещения	Помещение	Объем помещения м3	Кратность помещения n	Объем вентиляционного воздуха L, м3/ч
			приток	вытяжка	приток	вытяжка
105	кухня	31,62	-	3	-	94,86
127,133	сан. узел и ванна	12,24	-	3	-	36,72

- определяем площадь поперечного сечения воздуховода, м2, по участкам:

; Vдоп- допустимая скорость в каналах, м/с

- по ориентировочному сечению канала выбирается количество каналов по ближайшему стандартному сечению.

Число каналов определяется по формуле:

;

- далее вычисляют расчётное располагаемое давление ?p,Па, каналов каждого этажа по формуле:

где n- вертикальное расстояние от центра вытяжной решётки до устья вытяжной шахты, м;

сн - плотность наружного воздуха, при температуре +50С; сн=1,27 кг/м3

св - плотность внутреннего воздуха.

Сопротивление системы вентиляции определяется суммированием потерь давления на трение и в местных сопротивлениях участков сети:

где Rk - давление на один метр длины воздуховода, Па/м

m - поправочный коэффициент для прямоугольных воздуховодов.

n - поправочный коэффициент на шероховатость стенок каналов.

l- длина участка, м

Z - потери давления в местных сопротивлениях, Па

Уо - сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке.

- т.к таблицы расчёта воздуховодов даются для круглого сечения, необходимо определить эквивалентный диаметр:

; где a и b стороны прямоугольного канала,мм

- по номограмме [7с.226], зная расход воздуха на участке L, и эквивалентный диаметр, dэквив , мм, определяем действительную скорость в канале Vд, м/с, потери давления, Па, pд=(V2с)/2.

Аэродинамический расчёт вентиляционной системы сводится в таблицу №5

Для нормальной работы системы естественной вентиляции необходимо, чтобы было сохранено соотношение:

;

(6,327-6,25)/6,327*100%=1,17% < 10%.

Таблица 4-Потребные вентиляционные объемы воздуха

Номер участка	Расход воздуха на участке L, м3/ч	Длина участка l,м	Размеры канала а,в,мм	Эквивалентный диаметр, dэ,мм	Действительная скорость воздуха vд,м/с	Потери давления на 1м канала Rк,Па/м	Поправочный коэффициент для прямоугольных воздуховодов m	Абсолютная шероховатость канала Кэ	Поправочный коэффициент на шереховатость стенок каналов n	Потери давления на трение на участках Rк mnl, Па	Динамическое давление на участках рд, Па	Сумма коэффициентов местных сопротивлений Уо	Потери давления в местных сопротивлениях Z, Па	Общие потери давления на участке (Rk mnl + Z), Па
1	94,86	6,8	270х270	270	0,5	0,02	1,13	0,8	1,28	0,193	0,147	3	0,44	0,63
2	189,7	0,5	270х270	270	0,7	0,024	1,13	0,8	1,36	0,018	0,21	2	0,42	0,44
3	284,6	0,6	270х270	270	0,9	0,05	1,13	0,8	1,42	0,048	0,49	2	0,98	1,03
4	379,4	0,6	270х400	322	0,7	0,02	1,17	0,8	1,36	0,019	0,294	2	0,59	0,61
5	569,2	0,4	400х400	400	1,1	0,032	1,13	0,8	1,47	0,021	0,588	1	0,59	0,61
6	789,5	3,7	400х400	400	1,4	0,06	1,13	0,8	1,54	0,386	0,85	3	2,55	2,94

Заключение

теплопровод отопление воздухообмен

Данная курсовая работа написана на тему: «Отопление и вентиляция жилых зданий». Целью курсовой работы является изучение методов проектирования отопления, т.к. отопление играет важную роль в проектировании любого здания, поэтому в работе к системе отопления был представлен ряд требований, таких как: санитарно-гигиенические, экономические, строительные, эксплуатационные. Для этого были выполнены следующие расчёты: теплотехнический расчёт ограждающих конструкций, расчёт теплопотерь, расчёт нагревательных приборов, гидравлический расчёт и аэродинамический расчёт.

В результате вышеперечисленных расчётов получили следующие результаты:

- в данном жилом здании для утепления наружных стен следует использовать утеплитель плиты мягкие полужесткие или жесткие минераловатные на битумном связующем с=100кг/м3, для чердачных перекрытий: плиты мягкие полужесткие или жесткие минераловатные на битумном связующем с=100кг/м3; для пола первого этажа следует применить утеплитель гравий керамзитовый с=600 кг/м3 .

Расчёт теплопотерь ограждающих конструкций показал, что сумма теплопотерь по всему зданию составляет 27343 Вт, а удельная тепловая характеристика данного здания равна 0,21 Вт/(м3*0С). В курсовой работе также был выполнен расчёт нагревательных приборов, целью которого было определение количества секций в радиаторе и их группировка. С помощью гидравлического расчёта теперь можно судить о диаметрах трубопровода и потерях здания. Аэродинамический расчёт даёт представление о расходе воздуха, скорости воздуха в канале, динамическом давлении.

Следует отметить, что расчёты согласуются с нормами, которые установлены СНиПами. Отклонение от норм допускается 10 %.

Список литературы

1) А.Б. Невзорова, Г.Н. Белоусова. Отопление и вентиляция жилого здания: Пособие по курсовому проектированию: Гомель БелГУТ, 2012-43с.

2) Строительная теплотехника/СНБ 2.04.01-97. Мн., 1998 - 32с.

3) Тихомиров К.В. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция: Учеб. Для вузов. М: 1981 - 272с.

4) Богословский В.Н., Сканави А.н., Отопление: Учеб. Для вузов. М.: Строй издат, 2011 - 735с.

5) Теплотехника, отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха: Учеб. Для вузв/В.М.Гусев, Н.И.Ковалёв, В.А. Потрошков; Под ред. В.М. Гусева. Л: Строй издат. 2009. - 343с.

6) Внутренние санитарно-технические устройства.4.1. Отопление/ В.Н. Богословский и др. М.: Строй издат., 2012 - 344с.

7) Теплоснабжение: Учеб. Пособие для студентов вузов. М.: Высшая школа, 1980 480с.

Размещено на Allbest.ru