Расчет системы отопления жилого помещения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Исходные данные

Аннотация

Введение

1. Определение теплопотерь через пол

2. Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции

3. Расчет нагревательных приборов

4. Гидравлический расчет системы отопления

5. Расчет сопротивлений стояка

Список литературы

Исходные данные

Район строительства: г. Кемерово;

Объект: жилое здание;

Теплоснабжение: котельная с параметрами теплоносителя 90-70 °С

Стены: R = 4,0;

Покрытие R = 3,0 ;

Окна: двойное остекление (сопротивление теплопередачи R=0,6 )

Размер окон : a?b=1,5?1,5 ;

Пол: не утепленный, на лагах.

Аннотация

В курсовом проекте спроектирована двухтрубная система водяного отопления с нижней разводкой и параметрами теплоносителя 90-70 ?С.

В качестве отопительных приборов приняты радиаторы биметаллические марки Global Style Plus 500.

На подводках к радиатору предусматривается установка автоматического терморегулятора RTD-G и запорного радиаторного клапана RLV.

Так же в курсовой работе выполнены теплотехнический и гидравлический расчеты.

Введение

В отапливаемых зданиях при наличии разности температур между внутренним и наружным воздухом постоянно происходят потери тепла через ограждающие конструкции - наружные стены, перекрытия, полы и проемы. Системы отопления должны восполнять эти потери, поддерживая в помещениях внутренние температуры, требуемые санитарными нормами.

В водяных системах отопления можно в широких пределах изменять параметры теплоносителя для регулирования теплоотдачи нагревательных приборов в зависимости от температур наружного воздуха, что позволяет уменьшить расход тепла за отопительный сезон. Паровые системы отопления такой регулировке не поддаются, поэтому в эксплуатации они менее выгодны, чем водяные.

Нагревательные приборы - один из основных элементов системы отопления. Их назначение - непосредственный обогрев отапливаемых помещений путем передачи тепла от теплоносителя. В связи с этим к ним предъявляются высокие теплотехнические, технико-экономические и санитарно-гигиенические требования.

Нагревательные приборы, применяемые в системах центрального отопления, подразделяют по материалу - на металлические (чугунные, стальные), малометальные (комбинированные) и неметаллические (керамические, фарфоровые и др.); по внешней поверхности - на гладкие (радиаторы, трубы и панели) и ребристые (конвекторы, ребристые трубы).

Вид нагревательных приборов надо выбирать в соответствии с характером и назначением отапливаемых зданий, сооружений и помещений. При этом нужно также учитывать тип системы отопления, вид и параметры теплоносителя, технико-экономические соображения.

Нагревательные приборы следует располагать у наружных стен, преимущественно под окнами. При таком размещении движение теплого воздуха от нагревательного прибора препятствует образованию ниспадающих холодных токов от окон и холодных поверхностей стен. Если под окнами разместить приборы нельзя, допускается установка их у наружных или у внутренних стен.

1. Определение теплопотерь через пол

Целью теплотехнического расчета является определение термических сопротивлений ограждающих конструкций для последующего определения мощности отопительных установок.

Расчетную температуру наружного воздуха принимаем равной средней температуре наиболее холодной пятидневки [5]. Для г.Кемерово t_н=-39?С. Расчетную температуру воздуха внутри жилого здания принимаем t_в=20?C, на лестничных площадках t_в=16?C, в коридорах t_в=18?C.

Потери тепла через полы, расположенные непосредственно на лагах, вычисляем по зонам-полосам шириной 2 м, параллельным наружным стенам. Полосы нумеруют по порядку, начиная от наружных стен. В соответствии со СНиП 2.04.05-2002 [4, сопротивление теплопередаче для не утепленных полов на грунте следует определять, принимая R, м²??С/Вт, равным: 2,1 - для I зоны; 4,3 - для II зоны; 8,6 - для III зоны; 14,2 - для IV зоны (оставшейся площади пола).

Рис. 1. Зоны помещения

Общая площадь пола равна:

Определяем площадь каждой зоны:

Определяем потери тепла через пол по зонам:

где - термическое сопротивление для i - й зоны пола;

- площадь для i-й зоны, определяется из рис. 1;

t_в - расчетная температура внутреннего воздуха [5 ];

t_н = - 39 ?С - расчетная температура наружного воздуха [5 ].

Общие теплопотери через пол:

Определяем фактическое термическое сопротивление пола:

Термическое сопротивление стены:

Термическое сопротивление окна:

Термическое сопротивление потолка:

2. Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции

Теплопотери всего здания определяем, суммируя потери через отдельные ограждающие конструкции всего здания. Теплопотери через отдельные ограждающие конструкции здания определяем по формуле:

где, F - площадь ограждающей конструкции, м?;

R - термическое сопротивление ограждающей конструкции, ;

в - добавочный коэффициент на ориентацию света[4 ];

t_в - расчетная температура внутреннего воздуха [5 ];

t_н = - 39 ?С - расчетная температура наружного воздуха [5 ].

Результаты расчетов сведены в табл. 1.

Условные обозначения:

НС - наружная стена;

ДО - двойное остекление;

ПТ - потолок;

ПЛ - пол;

ВС - внутренняя стена.

отопление радиатор стояк нагревательный

Табл. 1. Теплопотери через ограждающие конструкции

3. Расчет нагревательных приборов

Целью расчета является определение необходимого числа секций. Расчет нагревательных приборов ведется по теплопотерям каждой комнаты.

Для отопления помещения принимаем радиаторы биметаллические марки Global Style Plus 500, которые устанавливаются в комнатах под каждым окном. Такое расположение радиаторов позволяет равномерно обогреть нижнюю зону помещения вдоль всей наружной стены и особенно под окнами. Так же является оптимальным решением, при котором наиболее комфортный микроклимат может быть достигнут при наименьших затратах.

Систему отопления принимаем двухтрубную с нижней разводкой и с принудительной подачей теплоносителя. Такая конфигурация отопления позволяет регулировать температуру в каждой отдельной комнате, не затрагивая все остальные элементы отопительной системы. Так же такая система имеет меньшие гидравлические сопротивления, поэтому в ней можно использовать трубы меньшего диаметра. К тому же плюс такой системы является возможность замены или отключения одного радиатора, без остановки всей отопительной сети.

Для поддерживания в комнатах комфортной температуры и для существенного снижения потребления тепловой энергии, перед каждым отопительным прибором устанавливаем термостатический вентиль Danfoss .

Для ремонта или замены отопительного прибора в комнатах монтируем запорный вентиль ASV-1.

Рис. 2. Схема стояка

1.Определяем расход через стояк:

где t_пр = 90?С - температура в подающем трубопроводе;

t_обр = 70 - температура воды в обратном трубопроводе;

Q_ст - количество теплоты расходуемое стояком, ккал/ч;

2.Определяем среднюю температуру теплоносителя в приборе:

3.Определяем температурный перепад:

,

где t_в - расчетная температура воздуха внутри помещений, ?С [5];

4.По температурному перепаду определяем теплоотдачу одного э.к.м. нагревательного прибора q_э [5], затем определяем требуемую поверхность нагревательного прибора:

где в₁ - коэффициент, учитывающий изменение теплоотдачи в зависимости от принятого способа установки прибора [5]. Принимаем в₁ = 1,05; в₂ - коэффициент, учитывающий снижение температуры воды относительно расчетного значения вследствие остывания в трубопроводах [5]. Принимаем в₂ = 1,04; Q_пр - принимаем равной теплопотере комнаты;

5.Определяем число секций прибора:

Для радиатора биметаллического марки Global Style Plus 500

Результаты расчетов сведены в табл. 2.

4. Гидравлический расчет теплопровода системы отопления

Целью гидравлического расчета является выбор наиболее экономичных диаметров трубопровода, исходя из расходов воды по участкам и допустимым скоростям движения воды в трубах.

Расчет производим в следующем порядке:

1. Разбиваем главное циркуляционное кольцо системы отопления по расчетным участкам по ходу движения теплоносителя.

2. Определяем расход на каждом участке:

где - расходы через соответствующие стояки, кг/ч

G_уч1=89,37+78,92+65,75+65,75+82,29+82,29+117+85,61+85,61+90,82+90,82+82,14+92,85+91,55+94,38+98,98+86,77+86,77+117+85,93+85,93+95,33+156,98=2108,84

3. Расчет потерь давления в трубопроводе ведем по методу динамических давлений. Сущность метода заключается в замене потерь на трение равновеликими им потерями в местных сопротивлениях:

где - приведенный коэффициент трения на 1 м трубы данного диаметра, 1/м [5];

- динамическое или скоростное давление, кгс/м², при данном расходе воды G, кг/ч [5];

- сумма местных сопротивлений [5 ];

Динамическое давление P_д и уловный диаметр d_у трубопровода определяем руководствуясь значением скорости течения теплоносителя (0,3 - 0,5 м/с). Приведенный коэффициент трения выбираем в зависимости от d_у и вида циркуляции. Значение местных сопротивлений определяем по виду местных сопротивлений и диаметру.

Результаты расчетов сведены в табл. 3.

Табл. 3. Гидравлический расчет системы отопления

5. Расчет сопротивления стояка

Сопротивление стояка определяем по формуле:

где - потери давления в узле присоединения к прямому трубопроводу [5 ];

- потери давления в узле присоединения к обратному трубопроводу [5];

- потери давления в узле нагревательного прибора первого этажа - этаже стояк с осевым замыкающим участком и краном двойной регулировки [5];

- потери давления в узле нагревательного прибора второго этажа при нижней разводке и краном двойной регулировки [5 ];

- добавочные потери по длине стояка (0,3 м - добавочная длина стояка) [5 ].

Определим потери давления самого нагруженного стояка (стояк №18):

Потери в системе отопления:

Список литературы

1.СНиП 2.01.01-2003 "Строительная климатология";

2.СНиП 2.09.04-2003* "Общественные здания и сооружения"

3.СНиП II-3-2003* "Строительная теплотехника";

4.СНиП 2.04.05-2002* "Отопление, вентиляция и кондиционирование";

5. Щекин Р.В., Березовский В.А., Потапов В.А. "Расчет системы центрального отопления" Киев, Вища школа, 1975;

6.Сканави А. Н. ,Богословский В. Н. "Отопление" : Учеб. для вузов. - М.: Стройиздат, 1991. - 735 с.

Размещено на Allbest.ru