Автономные системы ТГВ индивидуального жилого дома

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Казанский государственный архитектурно-строительный университет

Кафедра теплоэнергетики

Курсовая работа

по дисциплине «Автономные системы ТГВ»

на тему: “Автономные системы ТГВ индивидуального жилого дома”

2010

Содержание

Введение

Расчет толщины утепляющего слоя…………………………………..

Определение теплопотерь помещений здания……………………….

Расчет отопительных приборов……………………………………….

Гидравлический расчет системы отопления…………………………

Расчет системы напольного отопления………………………………

Определение воздухообмена по нормам кратности…………………

Расчет системы горячего водоснабжения……………………………

Газоснабжение………………………………………………………….

Подбор оборудования………………………………………………….

Список использованной литературы………………………………….

Введение

В данной работе рассматривается проектируются системы коммуникаций, такие как система отопления, вентиляции, горячего водоснабжения, газоснабжения, холодного водоснабжения, канализации. Задача перед данной работой состоит в том чтобы обеспечить комфортные условия для проживания в индивидуальном автономном доме, используя для решения этой задачи автономные системы отопления, теплоснабжения, подготовки горячей воды.

Также в данной работе производиться теплотехнический расчет ограждающих конструкций, в соответствии с современными требованиями по энергосбережению. Район строительства: г.Чебоксары.

Проектируемый дом имеет следующие характеристики:

Общая площадь 532 м² , жилая площадь 189,6 м²

Фундамен сборный железобетонный

Наружные стены: кирпичные

Перекрытия сборные железобетонные плиты

Покрытие металлочерепица

Здание имеет цокольный и мансардный этажи.

Курсовая работа разработана на основании требований СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха», СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий», СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника», СНиП 23-01-99* «Строительная климатология» и СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».

Расчет толщины утепляющего слоя

отопление вентиляция водоснабжение теплотехнический

Мерой теплозащитных качеств ограждения является общее сопротивление теплопередачи (м² · с)/Вт, на величину которой можно влиять через толщины теплоизоляционного слоя , где индекс «ут» - утеплитель.

Архитектурно-строительные решения по ограждающим конструкциям проектируемого здания должны быть такими, чтобы было равным экономически целесообразному сопротивлению теплопередаче, определенному из условия обеспечения наименьших приведенных затрат, но не менее требуемого сопротивления теплопередаче по санитарно-гигиеническим условиям.

а) Определяем требуемое сопротивление, исходя из санитарно-гигиенических и комфортных условий по формуле:

, (1.1)

где - расчетная температура внутреннего воздуха, °С, принимаемая по таблице 4 [9] в зависимости от назначения помещения. Для жилой угловой комнаты квартиры;

- расчетная зимняя температура, °С, равная температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 [7, табл.1]. Для г.Чебоксары ;

n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху [3, табл. 3*], , для наружной стены n = 1;

Дt^н - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции , °С; по прил. 2 [9] ;

б_в - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения, Вт/(м²·^оС); по прил. 3 [9].

Тогда:

б) Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) D_d определяем по формуле:

, (1.2)

где t_от.пер. - средняя температура отопительного периода, ^оС, [7, табл.1]. ;

Z_от.пер. - продолжительность отопительного периода (сут.) со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 ^оС [7, табл. 1]. ;

в) По табл. 5 [9] в зависимости от ГСОП определяется R_o^тр по условиям энергосбережения.

Для D_d =5511,8 () имеем ;

г) Сравниваем R_o^тр, полученные в а) и в) и выбираем большее по величине; принимая его как R_o общее в дальнейших расчетах:

.

д) С другой стороны общее термическое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции можно определить и по формуле:

, (1.3)

где б_н - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения, Вт/м ^оС, принимаемый по прил. 4 [9]:

R_к , R_в , R_н - соответственно термическое сопротивление: теплопроводности ограждающей конструкции (о.к.), теплоотдачи от внутреннего воздуха (при ) к внутренней поверхности о.к. (или сопротивление тепловосприятию), теплоотдачи от поверхности наружной стенки к наружному воздуху (при ). Здесь - температура внутренней и наружной поверхности о.к.

Для многослойной конструкции R_к определяется по формуле:

, (1.4)

где д_i - толщина i - го слоя ограждающей конструкции, м;

л_i - коэффициент теплопроводности материала i - го слоя ограждения.

Приравнивая правую часть (1.3) к выбранной величине R_o^тр, получим выражение для определения предварительной толщины слоя утеплителя д_ут, м:

,

(1.6)

Значения л слоев принимаются по табл.1. Вычисленное значение д₃ корректируем в соответствии с требованиями унификации конструкции ограждений.

Таблица 1

Номера слоев	Материал слоя	Коэффициент теплопроводности л, Вт/м · оС	толщина д, м
1	Известково-песчаный раствор	0,47	6,16
2	Кирпичная кладка из сплошного кирпича - глиняного обыкновенного на цементно-песчаном растворе	0,80	10,50
3	Пенополистирол (ТУ 6-05-11-78-78)	0,041	0,65
4	Сложный раствор (песок, известь, цемент)	0,80	10,50

Размещено на http://www.allbest.ru/

Принимаем утеплитель пенополистирол марки ПСБ-С-50, = 20ч500 мм (кратностью 10), =90 мм.

д) По формуле (1.3) уточняем общее фактическое сопротивление теплопередаче для всех слоев ограждения:

, (1.7)

и проверяем условие .

Т.к. 3,38>3,33, то условие выполняется.

е) Приведенное сопротивление теплопередаче определяется выражением:

, (1.8)

где r - коэффициент теплотехнической однородности ограждающей конструкции; принимается по табл. 6а*[4], , принимаем

ж) Коэффициент теплопередачи определяют по уравнению:

, Вт/(м²·°С). (1.9)

=1/2,028=0,49

Определение теплопотерь помещений здания

1. Определяем расчетные температуры воздуха в помещениях по данным ГОСТ [2].

Для жилых помещений расчетная внутренняя температура воздуха принимается минимальной из оптимальных норм:

Жилая комната t_int= 20 ⁰C, в угловых 22 ⁰С;

Кухня t_int= 19 ⁰C,

Туалет t_int= 19 ⁰C;

Ванная t_int= 24 ⁰C;

Для нежилых помещений - минимальной из допустимых значений:

Лестн. площадка t_int= 14 ⁰C;

Кладовая t_int= 12 ⁰C;

2. В зависимости от D_d по СНиП [4] находим нормируемые значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций R_req (м²*°С/Вт).

а) для внутренних стен

R_req=0,3 (м²*°С/Вт)

б) для перекрытий

R_req=4,6 (м²*°С/Вт)

в) для окон

R_req=0,56 (м²*°С/Вт)

г) для дверей

, м^{2 *}°С/Вт (2)

?t_n - нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности, ?t_n=4 °С

б_int - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, (Вт/м²*°С), б_int=8.7 Вт/м²*°С

n - коэффициент учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху, n=1

3. Определяем приведенное сопротивление теплопередаче R_o (м²*°С/Вт), которое по тому же СНиПу [4] не должно быть менее нормируемых значений , м·°С/Вт, поэтому принимаем

R_o=R_req*1.05 (3)

а) для внутренних стен

R_o =1,05*3,33=3,5 м²*°С/Вт

б) для перекрытий

R_o =1,05*4,38=4,6 м²*°С/Вт

в) для окон

R_o=0,56 м²*°С/Вт

г) для дверей

R_o =0,6* R_req

4. Коэффициенты теплопередачи ограждающих конструкций К (Вт/м²*°С)

К=1/R_o (4)

а) для внутренних стен

К=1/3,5=0,3 Вт/м²*°С

б) для перекрытий

К=1/4,6=0,2 Вт/м²*°С

в) для окон

К=1/0,56=1,79 Вт/м²*°С

г) для дверей

К=1/ R_o

5. Рассчитаем потери тепла через ограждения

Для каждого помещения определяется:

1) ориентация по сторонам света.

Для наружных стен, балконных дверей и окон, обращенных на Север и Восток- в размере 0,1; на Запад- в размере 0,05.

2) F - площадь оглаждения, м²

t_int-t_ext - расчетная разность температур, ^оС

3) К - коэффициент теплопередачи ограждения, согласно расчетам

4) n - коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху и приведенный в таблице 6 [4]. Для наружных стен n=1.0; покрытия и перекрытия над подвалами n=0.6

5) Основные теплопотери через ограждение равны произведению площади ограждения, коэффициента теплопередачи и расчетной разности температур:

Q=F*К*(t_int-t_ext)*n (5)

Добавочные теплопотери складываются из теплопотерь на ориентацию по сторонам света и прочих теплопотерь, которые принимаются из [8].

6) Теплопотери через ограждения равны:

Q_огр= F*К*(t_int-t_ext)*n*(1+Ув) (6)

6. Определяем суммарные теплопотери через ограждение.

7. Теплопотери на нагревание инфильтрующегося воздуха вычисляем по формуле:

Q_инф=0.278*L*с_н*с*(t_в-t_н),Вт, (7)

где L- нормативный воздухообмен, определяемый по формуле:

L=L_уд*F, м³/час, (8)

где L_уд =3 м³/час на 1м² пола жилой площади квартиры

F- жилая площадь, м²

с_н- плотность наружного воздуха, кг/м³, определяют по формуле:

с_н=353/(273+t_н), кг/м³ (9)

с- удельная теплоемкость воздуха, равная 1.005 кДж/кг ^оС

t_в, t_н - расчетная температура соответственно внутреннего и наружного воздуха.

ком
3	Q=	0,28	3	46,30	1,46	1,005	54	=	3081,58
4	Q=	0,28	3	12,40	1,46	1,005	54	=	825,30
5	Q=	0,28	3	8,70	1,46	1,005	51	=	546,87
6	Q=	0,28	3	3,80	1,46	1,005	52	=	243,55
7	Q=	0,28	3	4,56	1,46	1,005	51	=	286,64
8	Q=	0,28	3	12,40	1,46	1,005	54	=	825,30
9	Q=	0,28	3	4,56	1,46	1,005	51	=	286,64
11	Q=	0,28	3	30,24	1,46	1,005	54	=	2012,68
12	Q=	0,28	3	28,70	1,46	1,005	54	=	1910,18
13	Q=	0,28	3	15,30	1,46	1,005	54	=	1018,32
14	Q=	0,28	3	9,40	1,46	1,005	56	=	648,80
15	Q=	0,28	3	3,80	1,46	1,005	56	=	262,28
17	Q=	0,28	3	61,60	1,46	1,005	52	=	3948,05
18	Q=	0,28	3	29,68	1,46	1,005	54	=	1975,40
19	Q=	0,28	3	19,50	1,46	1,005	54	=	1297,86
20	Q=	0,28	3	6,72	1,46	1,005	48	=	397,57
21	Q=	0,28	3	12,40	1,46	1,005	44	=	672,47
23	Q=	0,28	3	18,20	1,46	1,005	56	=	1256,20
24	Q=	0,28	3	8,20	1,46	1,005	56	=	565,98
26	Q=	0,28	3	1,62	1,46	1,005	51	=	101,83
27	Q=	0,28	3	25,30	1,46	1,005	54	=	1683,89
28	Q=	0,28	3	30,24	1,46	1,005	37	=	1379,06
ЛК	Q=	0,28	3	10,92	1,46	1,005	52	=	699,88

8. Бытовые теплопоступления в помещения определим по формуле:

Q_быт = •F (10)

где - величина бытовых тепловыделений на 1 м площади жилых помещений или расчетной площади общественного здания, Вт/м

=10ч17 Вт/мІ

Принимаем =10 Вт/мІ

9. Теплопотери помещения:

ДQ= УQ_огр + Q_инф - Q_быт , Вт (11)

Расчеты сводим в таблицу 2.

Расчет отопительных приборов

При выборе вида и типа отопительных приборов учитывают ряд факторов: назначение, архитектурно-строительную планировку и особенности теплового режима, вид системы отопления, технико-экономические и санитарно-гигиенические показатели приборов.

Расчет отопительных приборов сводится к определению числа секций разборного радиатора, нагревательная площадь поверхности которых может обеспечить передачу в помещение теплового потока не менее требуемого Q_пр.

В качестве отопительных приборов выберем алюминевые радиаторы «OPERA» (производство Италия). Выбираем марку Opera 350:

Межцентровое расстояние - 500 мм

Высота эелемента - 542мм

Глубина - 100 мм

Ширина элемента - 80 мм

Теплоотдача элемента - 190 Вт

Масса элемента - 1,21 кг

Емкость элемента - 0,254 л

Внутренний диаметр - 1”

Таблица 3

ком	Qтп, Вт	N, секц.	Qпр,Вт	b, мм
3	6037,07	32	6080	2560
4	1964,14	11	2090	880
5	1231,49	7	1330	560
6	520,11	3	570	240
7	594,26	4	760	320
8	1958,92	11	2090	880
9	594,26	4	760	320
11	4727,12	25	4750	2000
12	3473,75	19	3610	1520
13	2381,92	13	2470	1040
14	1488,31	8	1520	640
15	651,53	4	760	320
17	7251,48	39	7410	3120
18	3624,13	20	3800	1600
19	2792,18	15	2850	1200
20	787,71	5	950	400
21	1780,39	10	1900	800
23	2786,14	15	2850	1200
24	1392,68	8	1520	640
26	350,99	2	380	160
27	3207,13	17	3230	1360
28	2938,66	16	3040	1280
лк	1501,57	8	1520	640

Гидравлический расчет системы отопления

В здании принята двухтрубная система отопления с параметрами теплоносителя t_г =95°С, t_о=70°С.

Гидравлический расчет сети заключается в подборе диаметров от-дельных участков трубопроводов таким образом, чтобы по ним прохо-дило расчетное количество теплоносителя. Правильный выбор диа-метров труб обеспечивает надежную работу системы отопления и обуславливает экономию металла.

К гидравлическому расчету приступают после составления аксоно-метрической схемы системы отопления. Расчет начинают с главного циркуляционного кольца. С главным циркуляционным кольцом производится увязка остальных циркуляционных колец системы. В данной работе требуется увязка двух циркуляционных колец одной ветви - кольца, проходящего через нижний прибор дальнего стояка и кольца, проходящего через нижний прибор ближнего к узлу ввода сто-яка. Циркуляционное кольцо разбивается на участки с постоянным диаметром трубопровода и расходом теплоносителя. Участки нумеру-ются с указанием на них тепловых нагрузок и длин.

Формула для определения расчетного циркуляционного давления

?P_р=P_н+Б(?P_епр +ДР_етр ), Па (25)

где ДР_н - давление, создаваемое насосом или смесительной установкой, Па;

ДР_епр - естественное циркуляционное давление, возникающее в расчетном кольце системы вследствие охлаждения воды в отопительных приборах, Па;

ДР_етр - естественное циркуляционное давление, возникающее за счет охлаждения воды в трубах, Па;

Б=0,4 для двухтрубных систем отопления.

Естественное циркуляционное давление определим по формуле:

ДР_епр=, (26)

где в - среднее приращение плотности при понижении температуры воды на 1°С (табл. 10.4)[8];

g - ускорение свободного падения;

h₁ - вертикальное расстояние между условными центрами нагрева воды в тепловом пункте и охлаждения в ветви или отопительном приборе на нижнем этаже здания, м.

ДР_епр=0.64*9.8*0.5*(95-70)=78.4 Па

Длина циркуляционного кольца, проходящего через стояк 1: ?l=61.8 м.

Тогда по формуле:

, Па/м (27)

R_cp=0.65*78.4 /61.8 =0.8 Па/м < 4 Па/м.

Следовательно, величина естественного давления недостаточна для преодоления сил трения и местных сопротивлений. Поэтому необходимо установить насос и данная система будет с искусственной циркуляцией.

Насосное циркуляционное давление в среднем составляет ДР_н=10 кПа.

Определим расчетное циркуляционное давление по формуле (25):

ДP_р=10000+0.4*78.4 =10031 Па

Определяем среднее ориентировочное значение удельной линейной потери давления по формуле (27):

R_cp=0.65*10031/61.8=105.5 Па/м.

Расход воды на участке определяется по формуле:

G_уч=3.6*Q_уч*в₁*в₂/с(t_г - t_о), кг/ч (28)

где в₁,в₂ - поправочные коэффициенты, учитывающие дополнительную теплоотдачу в помещении (стр.157 [9]);

с - удельная массовая теплоемкость воды, равная 4.187 кДж/(кг°С)

По табл. прил. 2,стр. 212 [7] по расходу воды на участках выбираем диаметр труб dуч, находим скорость движения воды V и действительные значения удельной линейной потери давления R. Затем вычисляем линейные потери давления на участках.

Суммы коэффициентов местных сопротивлений на участках магистралей и стояка находятся по табл. II.10, II.11, II.12 [7]

Таблица 4
Коэффициенты местных сопротивлений
Участок 1	выход из прибора	о=	0,3
	тройник поворотный	о=	3
		?о=	3,3
Участок 2	вентиль d=25	о=	9
	кран пробковый d=25	о=	1
	отвод d=25	о=	0,5
	тройник проходной	о=	1
		?о=	11,5
Участок 3	тройник проходной	о=	1
		?о=	1
Участок 4	отвод d=25	о=	0,5
	отвод d=25	о=	0,5
	тройник проходной	о=	1
		?о=	2
Участок 5	отвод d=32	о=	0,5
	отвод d=32	о=	0,5
	отвод d=32	о=	0,5
	тройник проходной	о=	1
		?о=	2,5
Участок 6	тройник проходной	о=	1
		?о=	1
Участок 7		тройник поворотный	о=	1,5
			?о=	1,5
Участок 8	вентиль d=40	о=	8
		?о=	8
Участок 9	вентиль d=40	о=	8
		?о=	8
Участок 10	тройник поворотный	о=	1,5
		?о=	1,5
Участок 11	тройник проходной	о=	1
		?о=	1
Участок 12	отвод d=32	о=	0,5
	отвод d=32	о=	0,5
	отвод d=32	о=	0,5
	тройник проходной	о=	1
		?о=	2,5
Участок 13	отвод d=25	о=	0,5
	отвод d=25	о=	0,5
	тройник проходной	о=	1
		?о=	2
Участок 14	тройник проходной	о=	1
		?о=	1
Участок 15	вентиль d=25	о=	9
	кран пробковый d=25	о=	1
	отвод d=25	о=	0,5
	тройник проходной	о=	1
		?о=	11,5
Участок 16	тройник поворотный	о=	1,5
	кран двойной регулировки	о=	4
	вход в прибор	о=	0,3
		?о=	5,8

По скорости и по сумме коэффициентов местных сопротивлений по табл. II.3, стр. 235 [7] находим потери давления на местные сопротивления

Суммарные потери давления на всех участках главного циркуляционного кольца ?(R*l+Z) сравнивают с величиной расчетного располагаемого давления в системе отопления ДP_р. Расхождение между ними при тупиковом движении теплоносителя не должно превышать 15%. Невязка между сопротивлениями ГЦК и «малого» циркуляционного кольца допустима не более 25%.

Невязка давлений у сравнимых ответвлений больше допустимых значений. Избыточное давление в стояке гасится постановкой дроссельной шайбы:

для стояка 1

, мм (29)

где G_ст - расход теплоносителя в стояке, кг/ч;

ДР - необходимая для увязки разность давлений, равная (0,85Р_р-Р_ст), Па;

Р_ст - расчетное давление в стояке, Па.

dш=3.57*(312.4 ^0.5)/(0,85*10031-7038,9) ^0.25? 10 мм.

для стояка 6

dш=3.57*(1661 ^0.5)/(0,85*5227-779,4) ^0.25? 20 мм.

Данные полученные при гидравлическом расчете записываем в табл.5

Расчет системы напольного отопления

Рассчитаем требуемый тепловой поток для компенсации теплопотерь помещения:

,

Для соответствующего типа покрытия и заданных параметров воды в спирали по табл. П2.18 прилож. 2 [8] принимаем такой шаг укладки труб b, м при котором тепловой поток близок к требуемому значению. Одновременно определяем температуру поверхности пола, которая не должна превышать допустимых значений:

· Жилое помещение - t_пл?29⁰С;

· Помещения временного пребывания людей (ванны, душевые и т.п.) - t_пл?35⁰С

· Пристенные граничные зоны t_пл?36⁰С

Расчетный расход воды в спирали вычисляем по формуле:

Приведенные удельные потери давления и скорость в полимерных трубах принимаем по табл.П2.15 прилож 2[8]

Требуемая длина труб спирали определяем по формуле:

, м,

Потери давления в спирали:

Р=R*L_тр ,Па

Бассейн (ком.24)

Затраты тепла помещением Q_п=2786,14 Вт, температура внутренняя t_в=24^оС, площадь пола F=18,2 м².

Рассчитаем требуемый тепловой поток для компенсации теплопотерь помещения:

Для керамического покрытия при t_в=25⁰С при величине q=108 Вт/м² получаем шаг b=0,20м и t_пл=34,6⁰С. Температура пола не превышает допустимой величины.

Расчетный расход воды в спирали вычисляем по формуле:

Приведенные удельные потери давления и скорость в полимерных трубах d 25х3,5 принимаем по табл.П2.15 прилож 2[8]

R=24 Па/м, v=0,16м/с

Требуемая длина труб спирали определяем по формуле:

Потери давления в спирали составят:

Р=R*L_тр=24*91=2184 Па

Совмещённый санузел (ком.14)

Требуемый тепловой поток:

Для керамического покрытия при t_в=25⁰С при величине q=108 Вт/м² получаем шаг b=0,20м и t_пл=34,6⁰С. Температура пола не превышает допустимой величины.

Расчетный расход воды в спирали:

Требуемая длина труб спирали:

Потери давления в спирали составят:

Р=R*L_тр=24*47=1128 Па

Ванная (ком.15)

Требуемый тепловой поток:

Для керамического покрытия при t_в=25⁰С при величине q=108 Вт/м² получаем шаг b=0,20м и t_пл=34,6⁰С. Температура пола не превышает допустимой величины.

Расчетный расход воды в спирали:

Требуемая длина труб спирали:

Потери давления в спирали составят:

Р=R*L_тр=24*19=456 Па

Расчет воздухообмена по нормам кратности для помещений

Нормативный расход, м³/ч или кратность, 1/ч определяем по СНиП [6].

Объем помещений, м³ определяем по внутреннему обмеру.

Воздухообмен рассчитываем по формуле:

L = k_p•V, м³/ч

Расчет сводим в таблицу

Таблица

№ пом.	Объём помещения,	Нормативный расход или кратность,1/час	Воздухообмен,
3	138,90	1	138,9
4	37,20	1	37,2
5	26,10	60	1566
6	11,40	0,2	2,28
7	13,68	25	342
8	37,20	1	37,2
9	13,68	25	342
11	90,72	0,5	45,36
12	86,10	1	86,1
13	45,90	1	45,9
14	28,20	25	705
15	11,40	25	285
17	184,80	0,5	92,4
18	89,04	1	89,04
19	58,50	1	58,5
20	20,16	3	60,48
21	37,20	0,2	7,44
23	54,60	25	1365
24	24,60	25	615
26	4,86	25	121,5
27	75,90	1	75,9
28	90,72	1	90,72

Вытяжная естественная вентиляция предусмотрена в помещениях ванн, сан. узлов, в кухни.

Приток наружного воздуха осуществляется через открывающиеся форточки через неплотности наружных ограждений главным образом оконного заполнения.

Внутренние двери жилых комнат двери кухни имеют зазор снизу дверного полотна не менее чем 002 м для перетекания воздуха.

Горячее водоснабжение

В курсовом проекте запроектирована система горячего водоснабжения с принудительной циркуляцией теплоносителя.

Определим расчетные расходы воды и диаметры подающих трубопроводов системы горячего водоснабжения.

Общая жилая площадь дома составляет F=189,6 кв.м.

Количество потребителей горячей воды U=7 человек.

На одного жителя приходится площадь f1 =27,1 м²

Количество приборов, использующих горячую воду N =8 приборов

Норма расхода горячей воды одним жителем =10 л/ч

Расход горячей воды санитарно-техническим прибором = 0.15 л/с для системы горячего водоснабжения без полотенцесушителей с изолированными стояками

Вероятность действия водозаборных приборов на участке сети для группы одинаковых зданий определяют по формуле:

(1)

где: - расход горячей воды санитарно-техническим прибором = 0,15 л/с.

Определяют вероятность использования санитарно-технических приборов

(2)

где: - расход воды прибором, 200 л/ч

По числу приборов и вероятности использования определяют

Максимальный часовой расход горячей воды

(3)

Средний часовой расход воды

(4)

где: - норма расхода горячей воды в сутки наибольшего водопотребления =120 л/сут.

T = 24 часа

Среднечасовой расход теплоты в системе горячего водоснабжения с учетом потерь тепла трубопроводами:

(5)

где: - температура холодной воды, = 5 єС;

- коэффициент, учитывающий потери теплоты трубами = 0.35

Максимальный часовой расход теплоты:

(6)

Максимальный секундный расход горячей воды на участке сети

. (7)

где: б - коэффициент, значение которого зависит от произведения и определяется по прил.2 или прил.2 [8].

Диаметры трубопроводов подбирают по прил.7 при известном расходе воды и допускаемой скорости воды в разводящих трубах до 1,5 м/с и подводках к приборам - не более 2,5 м/с (с учетом зарастания труб). По расходу воды и подобранным диаметрам труб находят фактическую скорость воды и фактические удельные потери давления на трение на участках (прил.7). диаметры трубопроводов на стояке принимают неизменными по стояку.

Гидравлический расчет участков главной ветви с определением потерь напора выполняют по формуле:

. (8)

где - удельные потери напора, учитывающие зарастание труб накипью и шламом, (мм в.ст)/м

? - длина расчетного участка, м ;

k_? - коэффициент, учитывающий потери напора и местных сопротивлениях.

Газоснабжение

Для индивидуальных жилых домов расчетный часовой расход газа кг/ч следует определять по сумме номинальных расходов газа га-зовыми приборами с учетом коэффициента одновременности их дейст-вия по формуле

где - сумма произведений величин и n_i от i до m

- коэффициент одновременности значение которого можно при-нимать для жилых домов по справочному прил. 3 СНиП 2.04.08-87*

- номинальный расход газа прибором или группой приборов кг/ч принимаемый по паспортным данным

n_i - число однотипных приборов или групп приборов

m - число типов приборов или групп приборов.

Число баллонов в групповых установках для газоснабжения жилых зданий:

где:

- число газоснабжаемых квартир;

- номинальная тепловая мощность газовых приборов, установленных в одной квартире, кВт;

- коэффициент одновременности;

- низшая теплота сгорания газа, кДж/м³

V- расчетная испарительная способность по газу одного баллона, м³/ч.

Диаметр газопровода определяется

,см

где:

Q - расход газа м³/ч, при температуре 0 и давлении 0,10132 МПа;

t - температура газа, ;

- среднее давление газа (абсолютное) на расчетном участке газопровода, МПа;

V - скорость газа, м/с.

Подбор оборудования

Тепловую нагрузку однофункционального котла (обеспечивающего нагрузку отопления) можно рассчитать по формуле:

, Вт

где - теплота, затраченная на нагревание вентиляционного воздуха подающего в помещение;

- трансмиссионные теплопотери через ограждения данного отапливаемого помещения.

Для установки примем напольный газовый котел BAXI SLIM 1.620IN. Технические данные:

Максимальная полезная тепловая мощности - 62,2кВт

Максимальный расход природного газа - 7,3м³/ч (5,36кг/ч)

Максимальная производительность (КПД) - 90,1%

Камера сгорания - открытая

Число чугунных секций - 9шт.

Объем воды в котле - 25,8 л

Диаметр дымохода - 180мм

Габаритные размеры: высота - 850 мм

ширина - 350 мм

глубина - 715 мм

Вес НЕТТО - 224 кг

Подбор бойлера

Принимаем к установке бойлер BAXI SLIM UB 120

Технические характеристики:

Емкость бойлера - 120л

Максимальная мощность теплообменника - 33,7кВт

Потери давления в змеевике - 1,94 м вод.ст.

Максимальная производительность в проточном режиме 19,3 л/мин

Диапазон регулирования температуры воды в бойлере - 5-65°С

Время нагрева воды в бойлере на ДТ=50°С - 14мин.

Габаритные размеры: высота - 850 мм

ширина - 600 мм

глубина - 380 мм

Вес НЕТТО - 72 кг

Внешние накопительные бойлеры UB для отопительных котлов

ОСОБЕННОСТИ БОЙЛЕРОВ СЕРИЙ UB

* Материал бака -- нержавеющая сталь (модели INOX);

* Материал бака -- эмалированная сталь (модели без

аббревиатуры INOX);

* Фланец для инспекционного контроля (модели INOX);

* Предохранительный клапан;

* Магниевый анод для дополнительной защиты

от коррозии;

* Термометр.

Напольные одноконтурные газовые котлы BAXI SLIM...IN

с чугунным теплообменником и открытой камерой сгорания

ГАЗОВАЯ СИСТЕМА

* Непрерывная электронная модуляция пламени;

* Котлы адаптированы к российским условиям. Устойчиво работают при понижении входного давления природного газа до 5 мбар;

* Плавное электронное зажигание;

* Горелка из нержавеющей стали;

* Возможна перенастройка для работы на сжиженном газе.

ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

* Чугунный первичный теплообменник;

* Постциркуляция насоса;

* Возможность подключения внешнего накопительного бойлера для горячей воды

ТЕМПЕРАТУРНЫЙ КОНТРОЛЬ

* Два диапазона регулирования температуры в системе отопления: 30-85°С и 30-45°С (режим «теплые полы»);

* Встроенная погодозависимая автоматика (возможность подключения датчика уличной температуры);

* Устройство дистанционного управления с климатическим регулятором (поставляется отдельно);

* Регулирование и автоматическое поддержание заданной температуры в контуре отопления;

* Регулирование и автоматическое поддержание заданной температуры в бойлере (при установленном бойлере);

* Возможность подключения программируемого таймера;

* Электронная индикация температуры.

УСТРОЙСТВА КОНТРОЛЯ И БЕЗОПАСНОСТИ

* Электронная система самодиагностики;

* Ионизационный контроль пламени;

* Защитный термостат от перегрева воды в первичном теплообменнике;

* Датчик тяги - термостат для контроля за безопасным удалением продуктов сгорания;

* Система защиты от блокировки насоса (включается автоматически каждые 24ч);

* Система защиты от замерзания.

Расчет расширительных баков Reflex

Для расчета рабочего объема расширительного бака необходимо определить суммарный объём системы отопления сложением водяных объемов котла, отопительных приборов, трубопроводов.

Объем расширительного бака V = (VL x E) / D, где

VL - суммарный объём системы (котел, радиаторы, трубы, теплообменники и т.п.)

Е - коэффициент расширения жидкости %

D - эффективность расширительного бака

Объем системы отопления вычислим, зная мощность системы отопления, использовав формулу - 1 кВт = 15 л.

Расширение жидкости - 4 % для водяных систем отопления с максимальной температурой до 95°С

Эффективность мембранного расширительного бака

D = (PV - PS) / (PV + 1), где

РV - максимальное рабочее давление системы отопления (расчетное давление предохранительного клапана равно максимальному рабочему давлению), для коттеджей 2,5 бар

PS - давление зарядки расширительного бака (равно статическому давлению системы отопления; (0,5 бар = 5 метров)

Рассчитаем расширительный бак для водяной системы отопления:

VL =  55,241 x 15 = 825 л

PV =  2,5 бар

PS = 1 бар

D =  (2,5 - 1) / (2,5 + 1) =0,43

V =  825 x 0,04 / 0,43 = 76,7 л

Выбираем расширительный бак Reflex NG 80.

Технические характеристики:

- емкость 80 л;

- давление 1,5 бар;

- максимальное избыточное давление 6 бар;

- максимальная рабочая температура 120°С

Рассчитаем расширительный бак для системы горячего водоснабжения:

VL =  2,335 x 15 = 35 л

D =  (2,5 - 1) / (2,5 + 1) =0,43

V =  35 x 0,04 / 0,43 = 3,3 л

Выбираем расширительный бак 8 литров Reflex DE 8.

- емкость 8 л;

- давление 4 бар;

- максимальное избыточное давление 10 бар

- максимальная рабочая температура 70°С

Подбор циркуляционного насоса системы отопления

Требуемая производительность насоса (подача):

G = 3,6 х Q/(c х ДT) (кг/ч), где:

c - удельная теплоемкость воды, равная 4,187 кДж/ кг*град C .

Для пересчета полученной величины в куб.м/ч необходимо разделить ее на плотность воды при расчетной температуре;

(плотность воды при температуре 95°С, составляет 971,5 кг/ м³)

ДT - разница температур в подающем и обратном трубопроводе схемы отопления (в стандартных двухтрубных системах она составляет 20 град C; в низкотемпературных 10 град C; для теплых полов 5 град C).

G = 3,6 х 55241/(4,187 х 20)=2375 кг/ч=2,4 м³/ч.

Кроме необходимой подачи, насос должен обеспечивать в системе отопления давление (напор), достаточное для преодоления сопротивления трубопроводной сети:

H = (R х l + *Z)/p х g (м), где:

R - сопротивление в прямой трубе (Па/м);

l - длина трубопровода (м);

*Z - сопротивление фитингов и т. д. (Па);

p - плотность перекачиваемой среды (кг/куб.м);

g - ускорение свободного падения (м/кв.с).

H = 7034,9/1000 х 9,8=0,72 м

Для двухтрубной системы отопления устанавливаем циркуляционный насос Grundfos UPS 25-40 . Технические характеристики:

- потребляемая мощность 60 Вт;

- напор 2,45 м;

- подача до 1,55 м³/ч.

Подбор циркуляционного насоса системы напольного отопления

G = 3,6 х 4926/(4,187 х 5)=847 кг/ч=0,9 м³/ч.

H = (2184+1128+456)/1000 х 9,8=0,38 м.

Для системы «теплого пола» устанавливаем циркуляционный насос Grundfos UPS 25-40 . Технические характеристики:

- потребляемая мощность 60 Вт;

- напор 2,45 м;

- подача до 1,55 м³/ч.

Насос линии циркуляции ГВС - Grundfos UP 20-45 N.

- потребляемая мощность 60 Вт;

- напор до 1,2 м;

- подача до 0,7 м³/ч.

Список использованной литературы

1. СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование./ Госстрой России. -М.: ГУП ЦПП, 2000.-57 с.

2. ГОСТ 30494-96. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимта в помещениях./ Госстрой России. - М.:МНТКС,1996. - 57с.

3. СНиП 23-01-99*. Строительная климатология./ Госстрой России. - М.: ФГУП ЦПП,2000. - 70с.

4. СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий./Госстрой России. - М.: ФГУП ЦПП,2004. - 26с.

5. СНиП II-3-79*. Строительная теплотехника.

6. Сканави А.Н., Махов Л.М. Отопление: Учебник для вузов. - М.: Издательство АСВ, 2002. - 576с.

7. Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. Ч.1.Отопление/ Под ред. И.Г. Староверова и Ю.И.Шиллера, - М.: Стройиздат, 1990. - 344с.

8. Замалеев З.Х., Осипова Л.Э., Валлиуллин М.А., Сафиуллин Р.Г./ Под общей редакцией Посохина В.Н. Примеры расчетов по отоплению и вентиляции жилых зданий: Учебное пособие.- Казань.: КГАСУ, 2007.-176с.

9. Тихомиров К.В., Сергеенко Э.С. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция: Учеб. Для ВУЗов.- 5-е из., репринтное.- М.: ООО «БАСТЕТ», 2007.-408с:ил.

10. Методические указания к курсовой работе Горячее водоснабжение жилого микрорайона. Составители Г.М. Ахмерова, А.Е. Л анцов, Казань, 2004.-55с.

11. Внутренние санитарно - технические устройства. В 2-х ч.Под ред. И.Г. Староверова. Изд. 3-е. Ч.2. Вентиляция и кондиционирование воздуха. М., Стройиздат,1978. 509с (Справочник проектировщика). Авт.: В.Н. Богословский, А.И. Шепелев, В.М. Эльтерман идр

Размещено на http://www.allbest.ru/