Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВОСЕЛЬСКОГХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ИЖЕВСКЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ»

Кафедра «ЭНЕРГЕТИКИИ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Проектирование систем энергообеспечения»

на тему: Расчет систем энергообеспечения частного дома с. Курья



СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ПРОЕКТИРОВАНИЯ

2. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ НАРУЖНЫХ ОГРАЖДЕНИЙ

3. РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ НА ОТОПЛЕНИЕ ЗДАНИЯ

4. ВЫБОР СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ

5. РАСЧЕТ ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ19

6. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ

7. ВЫБОР КОТЛА И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А



ВВЕДЕНИЕ

Свой дом вдали от городской суеты мечтает сегодня иметь практически каждый. Особенно это касается семейных пар, которые планируют или уже обзавелись детьми. Вопрос переезда в частный дом становится для них как нельзя более актуальным. Да и жизнь в тесных городских условиях со временем начинает приедаться.

С развитием строительства в последние годы, наряду с поиском архитектурно - планировочных решений строений, на первый план выходяттребования по обеспечению комфорта находящихся в них людей.
Одной из основных задач в этой области являются системы отопления, отвечающие современным требованиям.



1. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Объектом курсовой работы является частный жилой дом, который расположен в с.Курья Удмуртской республики.

В доме два этажа. На первом этаже располагается гостиная совмещенная с кухней , сан. узел, прихожая и тамбур.Площадь первого этажа - 52,93 м². На втором этаже находятся 2 спальнихолл и кладовая. Площадь этажа - 50,71 м².

Материалы для строительства:

Фундамент - асфальтобетон 2100;

Наружные стены - кирпич;

Перекрытия - по деревянным балкам;

2 ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ НАРУЖНЫХ ОГРАЖДЕНИЙ

1. Определяется фактическое сопротивление теплопередаче рассчитываемых ограждающих конструкций R_факт, м²? °С/Вт

(1)

где: б_в - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по СНиП 23-02-2003 и равный для стен, полов, гладких потолков б_в = 8,7 Вт/(м2? °С);

R1, R2, …, Rn - сопротивления теплопередаче отдельных слоев ограждения, (м2? °С)/Вт;

д1, д2, …,дn - толщины отдельных слоев конструкции ограждения, м;

л1, л2, …лn - коэффициенты теплопроводности материалов, Вт/(м ? °С), принимаемые в зависимости от влажностных условий эксплуатации ограждения;

б_н - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для зимних условий, Вт/(м2? °С),

Сопротивление теплопередаче наружных стен ровно:

2.Определяется температурный перепад ?t, °С, между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности рассчитываемых ограждающих конструкций по формуле

(2)

где:n - коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху

t_в - расчетная температура внутреннего воздуха;

t_н - расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, °С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92, принимается по СП_131.13330.2012;

б_в - то же, что и в формуле (1).

Полученные значения не должны превышать нормируемых величин ?t_n, °С, представленных в таблице 2.1.

3. Вычисляется коэффициент теплопередачи рассчитываемых ограждающих конструкций k, Вт/(м2 · °С), по формуле:



(3)

Для наружных стен:

4. Определяется общая толщина ограждающей конструкции как сумма толщин всех ее слоев д_огр, м, по формуле

(4)

На примере наружной стены:

5.Аналогичным образом проводится расчёт оставшихся оградительных конструкций. По результатам теплотехнического расчета ограждающих конструкций заполняется сводная таблица 1.

Таблица 1- Результаты теплотехнического расчета наружных ограждений здания

Конструкция	Материалы слоев	л Вт/м К	д см	R м2 К/Вт	К Вт/м2 К
Стена наружная	СТЕНОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ: Кладка из керамического пустотелого кирпича 250х120х138 на ЦПР 800	0,35	20	0,571
	УТЕПЛИТЕЛИ: Маты минераловатныеРоквул 50	0,047	5	1,064
	СТЕНОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ: Кладка из керамического пустотелого кирпича 250х120х138 на ЦПР 800	0,35	20	0,571
	УТЕПЛИТЕЛИ: Пенополистирол 100	0,052	10	1,923
	Конструкция в целом:	4,288	0,233
Пол 1 этаж	ДЕРЕВО: Ель вдоль волокон 500	0,35	4	0,114
	БЕТОНЫ: Асфальтобетон 2100	1,05	15	0,143
	Конструкция в целом:	Зона 1	2,357	0,424
		Зона 2	4,557	0,219
		Зона 3	8,857	0,113
		Зона 4	14,457	0,069
Перекрытие потолок	БЕТОНЫ: Плиты железобетонные пустотные при потоке сверху-вниз*	1,11	20	0,18
	СЫПУЧИЕ МАТЕРИАЛЫ: Гравий керамзитовый 400	0,14	30	2,143
	ДЕРЕВО: Ель вдоль волокон 500	0,35	4	0,114
	Конструкция в целом:	2,667	0,375

В результате расчета ограждающих конструкций определил их толщину и сопротивление теплопередачи. Установил, что расчетный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции не превышает норму.

3. РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ НА ОТОПЛЕНИЕ ЗДАНИЯ

1. Расчетные теплопотери помещений жилого помещения УQ_пом вычисляют по уравнению теплового баланса:

(5)

где: ?Q_огр - основные потери теплоты через ограждающие конструкции

помещения, Вт;

Q_инф - добавочные потери теплоты на инфильтрацию, Вт;

Q_б - бытовые тепловыделения, Вт.

2.Потери теплоты через отдельные ограждающие конструкции Q_огр, Вт». Определяются по формуле

(6)

где: A-площадь ограждающей конструкции, м². Подсчитывается с точностью до 0,1 м2.

t_в - расчетная температура внутреннего воздуха;

t_н - расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, °С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92, принимается по табл. 1;

?в - сумма добавочных потерь теплоты , следует принимать в долях от основных потерь теплоты.

n - поправочный коэффициент к разности температур

k- коэффициент теплопередачи ограждающих конструкций , Вт/(м2 ? °С), принимается по результатам теплотехнического расчета таблица 1.

К дополнительным потерям в относятся:

-«Добавочные потери теплоты в на ориентацию ограждения». Следует принимать в долях от основных потерь теплоты в помещениях любого назначения через наружные вертикальные и наклонные (вертикальная проекция) стены, двери и окна, обращенные на Север, Восток, Северо-Восток и Северо-Запад - в размере 0,1; на Юго-Восток и Запад - в размере 0,05.

- «Добавочные потери теплоты в на поступление холодного воздуха через наружные двери». Добавка к потерям теплоты на поступление холодного воздуха при открывании наружных дверей, не оборудованных воздушными или воздушно-тепловыми завесами, при высоте зданий Н, м, от средней планировочной отметки земли до верха карниза, в размере:

0,2 Н - для тройных дверей с двумя тамбурами между ними;

0,27 Н - для двойных дверей с тамбурами между ними;

0,34 Н - для двойных дверей без тамбура;

0,22 Н - для одинарных дверей.

3.Основные потери теплоты через ограждающие конструкции помещения.

Определяется как сумма потерь теплоты через каждый вид огорождения:

(7)

4. Потери теплоты на нагревание инфильтрующегося через ограждающие конструкции наружного воздуха Q_инф, Вт.

В результате действия теплового и ветрового давления через поры и неплотности в наружных ограждениях происходит просачивание холодного наружного воздуха внутрь помещения (инфильтрация). Для упрощения расчетов в выпускной квалификационной работе принимается:

(8)

6. Расчетные потери теплоты помещениями всего здания Q_зд, Вт, равны

(9)

Проведем расчет теплопотерь одного из помещений первого этажа, а именно гостиной.

Гостиная является жилым помещением с площадью 20 м². На западной и южной стене расположены окна. Размеры помещенияаЧb, м принимаются по планам здания с учетом следующих требований:

* высота наружных стен первого этажа при неотапливаемом подвале - от уровня нижней поверхности перекрытия над подвалом до уровня чистого пола второго этажа;

* высота наружных стен промежуточного этажа - между уровнями чистых полов данного и вышележащего этажей, а верхнего этажа - от уровня чистого пола до верха утепляющего слоя чердачного перекрытия или бесчердачного покрытия;

* длина наружных стен в угловых помещениях - от кромки наружного угла до геометрических осей внутренних стен, а в не угловых - между осями внутренних стен;

* габаритные размеры окон и дверей - по наименьшим размерам строительных проемов в свету;

* габаритные размеры полов над подвалами и потолков (чердачное перекрытие) в угловых помещениях - по размерам от внутренней поверхности наружных стен до осей противоположных стен, а в неугловых - между осями внутренних стен и от внутренней поверхности наружной стены до оси противоположной стены.

1.Северная стена:

Площадь стены определяется:

Добавочные потери определяются потерями на ориентацию ограждения, для северной стены в=0,1.

n=1 - поправочный коэффициент к разности температур

Определяем потери теплоты через северную стену гостинойпо формуле:

2.Западная стена:

Площадь стены определяется с учетом того, что на ней расположено окно:

Добавочные потери определяются потерями на ориентацию ограждения, для западной стены в=0,05

n=1 - поправочный коэффициент к разности температур

Определяем потери теплоты через западную стену гостиной:

3.Южная стена:

Площадь стены определяется с учетом того, что на ней расположено окно:

Добавочные потери определяются потерями на ориентацию ограждения, для южной стены в=0

n=1 - поправочный коэффициент к разности температур

Определяем потери теплоты через западную стену гостиной:

4.Окно на северной стене:

Площадь окна:

Добавочные потери определяются потерями на ориентацию огрождения, для северного окна в=0,1.

n=1 - поправочный коэффициент к разности температур

Определяем потери теплоты через северную стену гостинной:

5.Окно на западной стене:

Площадь окна:

Добавочные потери определяются потерями на ориентацию огрождения, для северного окна в=0,05.

n=1 - поправочный коэффициент к разности температур

Определяем потери теплоты через северную стену гостинной:

6.Окно на юге стене:

Площадь окна:

Добавочные потери определяются потерями на ориентацию огрождения, для южного окна в=0.

n=1 - поправочный коэффициент к разности температур (tв - tн)

Определяем потери теплоты через северную стену гостинной:

7.Пол:

Площадь пола определяется из плана здания,считаем по зонам:

n=1 - поправочный коэффициент к разности температур

Определяем потери теплоты через пол:

1 зона=26,38м²

2 зона=14,02м²

8. Тепловые потери помещения гостиной через наружные ограждающие конструкции определяется как сумма потерь через каждое ограждение в отдельности

9. Потери теплоты на нагревание инфильтрующегося через ограждающие конструкции наружного воздуха Q_инф, Вт.

10. Расчетные теплопотери помещений жилого помещения УQ_пом

Аналогично проводим расчёты для оставшихся комнат, результаты расчётов сводятся в таблице 2 и 3, вдля первого и второго этажа соответственно.

Таблица 2 - Результаты расчета тепловых потерь
Наименование помещения	Температура внутреннеговохдуха, С	Наружная ограждающая конструкция,	Разность температур	Добавочные потери теплоты, ??	Множитель для учета доп. потерь теплоты (1+???)	Потери теплоты через ограждающие конструкции, Qогр, Вт	Потери теплоты на инфильтрацию воздуха, Qинф, Вт	Полные потери теплоты помещением, Qпом, Вт
		Условное обозначение	Ориентация стен	Размеры, м	Площадь, м2		На ориентацию ограждения	На поступление воздуха через наружные двери
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
1 Этаж
Гостиная	22	НС	С	5,49х2,5	13,72	56	0,1	-	1,1	1856,53	556,96	2413,19
		НС	З	7,36х2,5	18,4		0,05		1,05
		НС	Ю	5,49х2,5	13,72		0	-	1
		Пол	-	7,36*5,49	40,4		-	-	1
		Ок	З	0,95х0,95	0,903		0,05	-	1,05
		Ок	З	0,95х0,95	0,903		0,05	-	1,05
		Ок	С	0,95х0,95	0,903		0,1		1,1
		Ок	Ю	0,95х0,95	0,903		0		1
Прихожая	22	НС	В	1,27х2,5	3,18	56	0,05	-	1,05	131,93	245,26	377,19
		Пол	-	1,27*2,76	3,5		-	-	1
Тамбур	22	НС	В	1,63*2,5	4,07		0,05		1,05	393,79	1810,84	2204,63
		НС	Ю	2,76*2,5	6,9		0		1
		Пол	-	2,76*1,63	4,5				1
Сан.узел	22	НС	В	1,63х2,5	4,075	56	0,05	-	1,05	295,39	312,66	608,04
		НС	С	2,76х2,5	6,9		0,1	-	1,1
		Пол	-	1,63*2,76	4,5		-	-	1
Суммарные потери теплоты 5603,05 Вт

Таблица 3 - Результаты расчета тепловых потерь
Наименование помещения	Температура внутреннеговохдуха, С	Наружная ограждающая конструкция,	Разность температур	Добавочные потери теплоты, ??	Множитель для учета доп. потерь теплоты (1+???)	Потери теплоты через ограждающие конструкции, Qогр, Вт	Потери теплоты на инфильтрацию воздуха, Qинф, Вт	Полные потери теплоты помещением, Qпом, Вт
		Условное обозначение	Ориентация стен	Размеры, м	Площадь, м2		На ориентацию ограждения	На поступление воздуха через наружные двери
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
2 Этаж
Спальня1	22	НС	С	4,12х2,5	10,3	56	0,1	-	1,1	720,88	1024,81	1745,7
		НС	З	3,68х2,5	9,2		0,05	-	1,05
		Пт	-	3,68*4,12	15,16		-	-	1
		Ок	З	0,95*0,95	0,903		0,05		1,05
Спальня2	22	НС	С	4,12х2,5	10,3	56	0,1	-	1,1	628,16	802,48	1430,65
		НС	В	3х2,5	7,5		0,05	-	1,05
		Ок	С	0,95*0,95	0,903		0,1	-	1,1
		Пт	-	4,12*3	12,36		-	-	1
Холл	22	НС	В	1,5х2,5	3,75	56	0,05	-	1,05	1275,85	1380,55	2656,4
		НС	З	3,7х2,5	9,25		0,05	-	1,05
		НС	Ю	5,95х2,5	14,875		0	-	1
		Ок	В	0,95*0,95	0,903		0,05	-	1,05
		Ок	З	0,95*0,95	0,903		0,05	-	1,05
		Ок	Ю	0,95*0,95	0,903		0	-	1
		Пт	-	/	19,87		-	-	1
Кладовая	22	НС	В	2,8*2,5	7		0,05	-	1,05	283,06	315,43	598,5
		НС	Ю	2,3*2,5	5,75		0,05	-	1,05
Суммарные потери теплоты 6431,25 Вт
Суммарные потери теплоты двух этажей составили 12034,3 Вт

4. ВЫБОР СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ

Для компенсации теплопотерь через наружные ограждения устраивают системы отопления. В доме необходимо запроектировать систему водяного отопления с расчетными температурами теплоносителя t_г = 80 °С и t_о = 60 °С.

В данном проекте выбрана двутрубная схема подключения отопительных приборов к стояку системы отопления, в которой горячая вода поступает в отопительный прибор по подающему стояку, а охлажденная отводится по обратному. В малоэтажном строительстве целесообразней применять нижнюю разводку, когда подающий и обратный трубопроводы расположены ниже приборов.

Рисунок 1- Двухтрубная система отопления:

1 - Подающий стояк; 2 - Обратный стояк;

3 - Регулировочный кран; 4 - Воздушный кран Маевского;

5 - Отопительный прибор.

Направлением движения воды в подающей и обратной магистралях системы отопления - попутное(рис. 2).

Рисунок 2- Система отопления с попутным движением воды.

Присоединение отопительных приборов к теплопроводам может осуществляться по трем схемам. Наиболее эффективна схема сверху-вниз (рис. 3), при которой плотность теплового потока отопительного прибора всегда выше за счет более равномерной и высокой температуры поверхности прибора.

Рисунок 3- Схема подачи и отвода воды из отопительных приборов сверху-вниз.

В жилых и гражданских зданиях отопительные приборы оборудуются запорно-регулирующей арматурой, позволяющей осуществлять монтажную и эксплуатационную регулировку.На подводках к отопительным приборам устанавливают следующую запорно-регулирующую арматуру: в однотрубной системе - регулирующие краны (только для эксплуатационного регулирования), имеющие пониженный (до 5) коэффициент местного сопротивления (ручные краны - проходные и трехходовые, автоматические краны); в двухтрубной системе - регулирующие краны (для пуско-наладочного и эксплуатационного регулирования), имеющие повышенный коэффициент местного сопротивления (ручные краны двойного регулирования, краны ручные проходные с дросселирующим устройством, автоматические краны). Регулирующие краны уотопительных приборов не устанавливают в местах, где может замерзать циркулирующая вода. Это относится к приборам, устанавливаемым при входе в лестничные клетки, у ворот, у загрузочных наружных проемов и т. д. Арматуру на стояках в малоэтажных (от одного до трех этажей) зданиях не ставят.Компенсация теплового удлинения стояков в малоэтажных зданиях обеспечивается естественными их изгибами в местах присоединения к подающим магистралям. отопительный трубопровод энергия вода

Плюсы и минусы двухтрубной системы

Двухтрубная обвязка может похвастаться немаленьким перечнем преимуществ:

· Независимость компонентов системы - трубы разводятся по параллельной коллекторной схеме, что обеспечивает их обособленность друг от друга.

· Равномерный обогрев - во все радиаторы, где бы они ни располагались, теплоноситель подается с одинаковой температурой

· Отсутствие необходимости использовать сильный гидравлический насос - теплоноситель циркулирует по двухтрубной системе самотеком благодаря лишь гравитационной силе, поэтому для обогрева не нужно использовать мощное насосное оборудование. А если наблюдается слабый напор водного потока, можно подключить самый простейший насос.

· Возможность «наращивания» батарей - при необходимости уже после сборки оборудования вы можете продлить имеющуюся горизонтальную или вертикальную обвязку, что нереально при однотрубном варианте системы отопления.

Минусы у двухтрубной системы также имеются:

· Усложненная схема подключения отопительного оборудования.

· Трудоемкость монтажа.

· Высокая стоимость организации отопления за счет большого количества труб и вспомогательных устройств.

5. РАСЧЕТ ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

Расчет отопительных приборов производится в целях определения площади их поверхности, обеспечивающей передачу в помещение необходимого для компенсации тепловых потерь количества теплоты.

Тепловая мощность каждого прибора Q_пр, Вт, определяется путем деления тепловых потерь помещения на число установленных в нем отопительных приборов.

В доме планируется установить Секционный алюминиевый радиатор SmartAll 450 - предназначены для систем отопления жилых, общественных и производственных зданий с температурой теплоносителя до 110° С и с рабочим избыточным давлением до 16 атм. Теплоотдача одной его секции составляет Q_сек=180 Вт.

Определяем количество секций радиатора, необходимых для обогрева всего помещения:

(10)

где:Q_сек - теплоотдача одной его секции отопительного прибора, Вт.

После определения общего числа секций, необходимых для компенсации теплопотерь помещения, определяем из какого количества секций будетсостаять каждый прибор в помещении:



(11)

где: N_сек - количество секций радиатора на помещение, формула 3.1.

N_пр - количество отопительных приборов установленных в помещении, шт.

Определяем тепловую мощность одного отопительного прибора, состоящего из n секций, Вт:

(12)

Проведем расчет необходимого количества секций и отдаваемой ими тепловой мощности радиатора на примере гостиной:

1.Общее количество секций радиаторов в гостиной:

Округляем расчетное число секций в большею сторону, следовательно необходимо установить не менее 16 радиаторов.

2. В гостиной устанавливаются два отопительных прибора, под каждым оконным проемом:

Количество радиаторов в каждой батарее также округляется в большею сторону, то есть до шести, для того чтобы теплоотдача установленных приборов была не ниже расчетных теплопотерь.

3.Тепловая мощность каждой батареи радиаторов в гостиной составит:

Для двухтрубных систем водяного отопления определяется массовый расход воды через каждый отопительный прибора Gпр, кг/ч,



(13)

где:ср - удельная теплоемкость воды, равная 4,19 кДж/(кг ? °С);

t_г и t_о - температуры воды на входе в стояк и на выходе из него, принимаемые равными соответственно 80 и 60 °С;

в₁ - коэффициент учета увеличения теплового потока устанавливаемых отопительных приборов в результате округления расчетной величины в большую сторону, определяемый по таблице3.1;

в₂ - коэффициент учета дополнительных потерь теплоты отопительных приборов у наружных ограждений, определяемый по таблице 3.2.

Таблица 4- Значения коэффициента в1[2]

Шаг номенклатурного ряда отопительного прибора	в1
120	1,02
150	1,03
180	1,04
210	1,06
240	1,08
300	1,13

Примечание: Для отопительных приборов помещения с номинальным тепловым потоком более 2,3 кВт следует принимать вместо в1 коэффициент

в1' = 0,5(1 + в1).

Таблица 5- Значения коэффициента в2[2]

Отопительный прибор	Значения в2 при установке прибора у наружной стены, в том числе под световым проемом
1. Радиатор секционный чугунный, алюминиевый и биметаллический	1,02
2. Радиатор стальной панельный	1,04
3. Конвектор с кожухом	1,02

Результаты расчетов количество секций, тепловой мощности и расхода воды отопительных приборов сводим в таблицу 3.3:

Таблица 6- Результаты расчетов отопительных приборов

Наименование помещения	Расчетные теплопотери помещения, Qпом, Вт	Тепловая мощность одной секции радиатора, Qсек, Вт	Расчетное количество секций радиатора,Nсек, шт	Количество секций радиатора,Nсек, шт	Количество отопительных приборов в помещении,Nпом, шт	Количество секций в одном приборе, n, шт.	Тепловая мощность одного отопительного прибора	Массовый расход воды через каждый отопительный прибор, Gпр, кг/ч
Первый этаж
Гостиная	2846,444	180	15,81	16	3	6	1080	49,22
Прихожая	667,731		3,71	4	1	4	720	32,81
Сан. Узел	544,066		3,12	4	1	4	720	32,81
Второй этаж
Спальня	6340,881	180	35,22	36	5	8	1440	65,62
Комната 1	4270,364		23,72	24	2	12	2160	98,43
Комната2	5381,011		29,89	30	4	8	1440	65,62

По результатам расчета в доме устанавливаются секционные радиаторы, общее количество секций составляет: 122 штуки.

6. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ

Выявляется расход на всех расчетных участках системы отопленияG_уч, Вт. Нагрузка участков определяется как сумма нагрузок отопительных приборов, к которым по этому участку подводится теплоноситель. Расход теплоносителя через каждый радиатор берется по результатам расчета отопительных приборов из таблицы 3.3.

После определения расходов вычисляется средняя величина удельной потери давления на трение (удельное сопротивление) Rср, Па/м:

(14)

где: m - коэффициент, принимаемый для однотрубной системы отопления 0,65, для двухтрубной - 0,5;

Уl - сумма длин участков циркуляционного кольца, м;

?р_р - расчетное давление в системе отопления, Па.

С помощью номограммы [5,рис. 18] при известных значениях R_ср и G_уч находятся ближайший по стандарту диаметр трубопровода d_уч, фактические значения удельного сопротивления R_уч, скорость движения воды w_уч и динамическое давление воды рдин.уч.

По схеме системы отопления находятся местные сопротивления на каждом участке основного циркуляционного кольца. При этом местные сопротивления (крестовины и тройники), расположенные на границе двух участков, следует отнести к участкам с меньшим массовым расходом воды. По [5,табл. 20] определяются величины коэффициентов местных сопротивлений и их сумма Ужуч.

Рассчитываются потери давления на трение по длине участка (R ? l)уч, Па.

Потери в местных сопротивлениях, Па:

(15)



Находятся полные потери давления на каждом участке (R ? l + Z)уч, Па

Для проведения гидравлического расчета составим схемы подающего и обратного трубопроводов каждого этажа (Рис.3.1 и3.2) с указанием нумерации участков, а так же тепловой мощности и расхода теплоносителя каждым отопительным прибором.

Рисунок 3.1 -Схема для гидравлического расчета первого этажа:

а - подающий трубопровод

б - обратный трубопровод



Рисунок 3.2 -Схема для гидравлического расчета второго этажа:

а - подающий трубопровод

б - обратный трубопровод

Проведем гидравлический расчет подающего участка п0-п1первого этажа, идущего от стояка до отопительного прибора в котельной. Участок имеет длину l=14м.

1.Определим расход воды на участке как сумму расходов отопительных приборов питаемых этим отрезком трубы:

2.Вычисляем средние удельные потери на трение во всем трубопроводе по номограмме(Приложение1)

3.Опеределяем потери в местных сопративлениях. На расчетный участок установлен проходной тройник, имеющий значение коэффициента местного сопротивления 1,2 и два угола поворота трубыпо 1,2. Суммарное значение коэффициента местных сопротивлений рассчитываемого участка:

5.Рассчитываются потери давления на трение по длине участка:

6.Потери в местных сопротивлениях:

7.Находятся полные потери давления на участке:

Расчеты остальных участков проводятся аналогично. Результаты гидравлических расчетов для каждого этажа сведены в таблицы 7 для первого этажа и 8 для второго.

Таблица 7- Гидравлический расчет трубопровода первого этажа.

Данные по схеме	Принято
Номер участка	Расход воды на участке Gуч,кг/ч	Длина участка lуч,м	Диаметр трубопровода dуч,мм	Скорость воды на Участке wуч,м/с	Удельные потери давления на трение Rуч,Па/м	Потери давления на трение Rуч*lуч,Па	Сумма коэффициентов Местных сопративлений ?ж	Потери давления на местные сопративленияZуч,Па	Потери давления на участке R*l+Z,Па
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Подающий трубопровод
п0-п1	213,28	14	20	0,29	85	1190	3,6	147,11	1337,11
п1-п2	164,06	2	18	0,28	100	200	2,4	91,43	291,43
п2-п3	131,25	9	18	0,23	70	450	3,6	92,53	542,53
п3-п4	98,44	3	16	0,24	90	270	1,2	33,59	303,59
п4-п5	49,22	2	14	0,18	80	160	2,4	37,78	197,78
?lуч=	30	?Rуч=	2270	?( R*l+Z)=	2672,44
Обратный трубопровод
п0-п1	213,28	14	20	0,29	85	1190	3,6	148,84	1338,84
п1-п2	164,06	2	18	0,28	100	200	2,4	92,50	292,5
п2-п3	131,25	9	18	0,23	70	450	3,6	93,62	543,62
п3-п4	98,44	3	16	0,24	90	270	1,2	33,98	303,98
п4-п5	49,22	2	14	0,18	80	160	2,4	38,23	198,23
?lуч=	30	?Rуч=	2270	?( R*l+Z)=	2677,17

Таблица 8- Гидравлический расчет трубопровода второго этажа.

Данные по схеме	Принято
Номер участка	Расход воды на участке Gуч,кг/ч	Длина участка lуч,м	Диаметр трубопровода dуч,мм	Скорость воды на Участке wуч,м/с	Удельные потери давления на трение Rуч,Па/м	Потери давления на трение Rуч* lуч,Па	Сумма коэффициентов Местных сопративлений ?ж	Потери давления на местные сопративленияZуч,Па	Потери давления на участке R*l+Z,Па
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Подающий трубопровод
п0-п1	787,44	4	40	0,28	33	132	1,2	45,71	177,71
п1-п2	689,01	5	40	0,25	28	140	2,4	72,89	212,89
п2-п3	590,58	1,5	40	0,21	21	31,5	1,2	25,71	57,21
п3-п4	524,96	1,5	32	0,3	55	82,5	1,2	52,48	134,98
п4-п5	459,34	2,5	32	0,27	45	112,5	2,4	85,01	197,51
п5-п6	393,72	3	32	0,23	35	105	2,4	61,69	166,69
п6-п7	328,1	3	26	0,3	75	225	2,4	104,95	329,95
п7-п8	264,48	3	26	0,24	50	150	1,2	33,59	183,59
п8-п9	196,86	3	20	0,28	80	240	2,4	91,43	331,43
п9-п10	131,24	3,5	18	0,23	70	245	1,2	30,84	275,84
п10-п11	65,62	2	14	0,24	120	240	2,4	67,17	307,17
?lуч=	32	?Rуч=	1703,5	?( R*l+Z)=	26207,97
Обратный трубопровод
п0-п1	787,44	4	40	0,28	33	132	1,2	46,25	178,25
п1-п2	689,01	5	40	0,25	28	140	2,4	73,74	213,74
п2-п3	590,58	1,5	40	0,21	21	31,5	1,2	26,02	57,52
п3-п4	524,96	1,5	32	0,3	55	82,5	1,2	53,09	135,59
п4-п5	459,34	2,5	32	0,27	45	112,5	2,4	86,01	198,51
п5-п6	393,72	3	32	0,23	35	105	2,4	62,41	167,41
п6-п7	328,1	3	26	0,3	75	225	2,4	106,19	331,19
п7-п8	264,48	3	26	0,24	50	150	1,2	33,98	183,98
п8-п9	196,86	3	20	0,28	80	240	2,4	92,50	332,50
п9-п10	131,24	3,5	18	0,23	70	245	1,2	31,21	276,21
п10-п11	65,62	2	14	0,24	120	240	2,4	67,96	307,96
?lуч=	32	?Rуч=	1703,5	?( R*l+Z)=	26215,85

7. ВЫБОР КОТЛА И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Для подбора котла необходимо учитывать такие параметры как: расчетный перепад температур в системе отопления, в нашем случае 80/60 ⁰С, и расход теплоты на отопление дома. Количество теплоты необходимое на отопление дома было определено ранее и составляет Q_зд = 20050,497 Вт. Расход тепловой энергии на отопление здания в течение отопительного периодаQ^y_h = 52,65МВт/год. = 45,27 Гкал

В доме планируется установить котел BaxiLUNAPlatinum+24

Технические характеристики:

Тип отопительного котла: газовый, конденсационный

Горелка: газовая

Количество контуров: двухконтурный

Тепловая мощность: 2.40 - 21.70 кВт

Камера сгорания: закрытая

КПД: 86 %

Управление: электронное

Установка: настенная

Материал первичного теплообменника: нержавеющая сталь

Материал вторичного теплообменника: нержавеющая сталь

Напряжение сети: однофазное

Встроенный циркуляционный насос: есть

Встроенный расширительный бак: есть, 8 л

Топливо: природный газ, сжиженный газ

Расход природного газа: 2.61 куб. м/час

Расход сжиженного газа: 1.92 кг/час

Номинальное давление природного газа: 5 - 20 мбар

Температура теплоносителя: 25 - 80 °С

Температура в контуре ГВС: 35 - 60 °С

Производительность горячей воды при t 25°C: 13.8 л/мин

Производительность горячей воды при t 35°C: 9.8 л/мин

Макс. давление воды в контуре ГВС: 8 бар

Макс. давление воды в контуре отопления: 3 бар

Комфорт

Функции: индикатор включения, термометр, манометр, автоподжиг, модуляция пламени, программатор

Особенности: дисплей, пульт ДУ, подключение внешнего управления, подключение теплого пола

Безопасность

Защита: автодиагностика, газ-контроль, защита от перегрева, режим предотвращения замерзания, предохранительный клапан, воздухоотводчик, защита от блокировки насоса

Фильтрация: фильтр для воды

Подключение

Патрубок подключения газа: 3/4"

Патрубок подключения контура отопления: 3/4"

Патрубок подключения контура ГВС: 1/2"

Диаметр коаксиального дымохода: 60/100 мм

Подключение раздельного дымохода (диаметр 80 мм): да

Размеры (ШхВхГ):450x760x345 мм

Вес: 36 кг

Чтобы обеспечить движения теплоносителя в системе отопления устанавливается циркуляционный насос UPS 25-60 фирмы Grundfos. Насос имеет следующие характеристики:

Максимальный напор (H) 5.5 м

Максимальный расход (Q) 4,3 мі/ч

Температура жидкости (t) 2 .. 110 °C

Корпус насоса Чугун

Рабочее колесо Составной, PES/PP

Допустимое давление PN 10

Присоединение G 1 1/2

Монтажная длина 180 мм

Количество скоростей 3

Мощность (P1) 50 Вт

Мощность (P2) 55 Вт

Мощность (P3) 60 Вт

Ток при скорости 1 0.21 A

Ток при скорости 2 0.25 A

Ток при скорости 3 0.28 A

Напряжение 220 V

Для более точного регулирования температуры в каждой комнате по мимо автоматики на радиаторы устанавливаются термостатические клапаны VT.1000, фирмы Valtec.

Наполнитель термочувствительного элемента армопарафин

Нижний предел регулирования температуры воздуха °С 6,5

Верхний предел регулирования температуры воздуха °С 27,5

Гистерезис °С<=1,0. Разница между точками (S1-2єС) и (S2-2єС) на графиках открытия и закрытия клапана.

Температура окружающей среды, при которой сохраняются регулировочные характеристики °С От -15 до +50

Относительная влажность воздуха, при которой сохраняются регулировочные характеристики % От 30 до 85

Максимальная температура теплоносителя °С 110

Максимальное давление теплоносителя бар 10

Максимальный перепад давления на клапане бар 1,0.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения курсовой работы по дисциплине «Проектирование систем энергообеспечения» спроектирована система отопления жилого дома находящегося в г. Ижевске. В качестве отопительных приборов выбраны стальные панельные радиаторы Pradoclassic, трубопроводы из полиэтиленовых труб, по расчетным тепловым потерям выбрали водогрейный котел маркиBaxi LUNAPlatinum+

При проектировании использовали современную актуализированную литературу.



СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Балашов, А.А. Проектирование систем отопления и вентиляции граждан-ских зданий: учебное пособие / А.А. Балашов, Н.Ю. Полунина. -Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2011. - 88с.

2. ГОСТ 30494-96. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата впомещениях.

3. СП 131.13330.2012 Строительная климатология.

4. Проектирование тепловой защиты зданий СП 23-101-2004.

5.СП 50.13330.2012. Тепловая защита зданий.



Приложение А. Номограмма полиэтиленовых труб

Размещено на Allbest.ru