Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«ТАМБОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра «ЭПТ»

Пояснительная записка

к курсовой работе по дисциплине «Теплоснабжение и вентиляция»

на тему: «Проектирование систем отопления и вентиляции»

Задание

Разработать проект теплоснабжения, отопления, вентиляции помещений одноэтажного, одноквартирного, трёхкомнатного жилого дома. Выполнить расчет и подбор необходимого оборудования, разработать и вычертить план системы отопления и системы вентиляции.

Исходные данные для проектирования принять из таблицы А5.2 [4]. Задание 8, вариант 8.

1) Основные размеры:

* а = 9000 мм

* b = 7000 мм

* c = 2600 мм

Размеры, предложенные по заданию, являются неприемлемыми, заменим основные размеры, остальные

* а = 10200 мм

* b = 7000 мм

* c = 2600 мм

2) Наружные стены:

· кирпич обыкновенный по ГОСТ 530-74, дк= 510 мм;

· Штукатурка известковая, д= 10 мм;

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1.1. Устройство наружной стены

3) Полы:

полы бетонные, утепленные;

· линолеума = 18 мм;

· бетон В 7,5 б = 80 мм;

· керамзитобетон к.б .= 60 мм;

· уплотнённый грунт.

Рис. 1.2. Устройство полов

4) Перекрытия:

Кровля:

· асбоцементная плитка 1 = 8 мм;

· Обрешетка70хд2 = 60 мм;

· Стропила 200хд3 = 70 мм.

Перекрытие:

· цементно-песчаная стяжка 1 = 35 мм;

· шлак топливный 2 = 120 мм;

· пароизоляция из двух слоёв рубероида 3 = 4 мм;

· плита железобетонная 4 = 50 мм;

5) Окна:

· окна с двойным остеклением;

· ширина (a) = 1320 мм;

· высота (h) = 1460 мм;



Рис. 1.3. Устройство чердачного перекрытия и кровли

Рис. 1.4. Конструкция окна

6) Наружные двери:

· дверь деревяннаядвухпольная;

· ширина (a) = 2400 мм;

· высота (h) = 2400 мм;

· толщина (д) = 40 мм.

7) Район строительства - г.Пенза:

· температура воздуха наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92, tн = -29°С;

· средняя температура периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8°С, tоп = -4,5 °С;



Рис. 1.5. Конструкция наружной двери

· продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8°С, zоп = 207сут.;

· ориентация фасада - С.

8) Система теплоснабжения:

· центральная от общей котельной, закрытая, теплоноситель - вода, tг = 130оС, t0 = 70о С.

9) Система отопления:

· центральная водяная, двухтрубная, с верхней разводкой, tг = 85оС, t0 = 65оС, насосная или безнасосная.

10) Нагревательные приборы:

· радиаторы чугунные секционные М-140-АО

Введение

Основной задачей специалистов в области теплоснабжения, является создание в помещениях разного назначения такого микроклимата, при котором обеспечиваются благоприятные условия для выполнения работ и нормальной деятельности человека. Именно эти необходимые для человека и технологических процессов условия внутренней среды на производстве, в промышленных и гражданских зданиях обеспечиваются с помощью систем отопления, теплоснабжения и вентиляции. Эффективность систем, их технико-экономические характеристики во многом зависят не только от принятых схем, от правильного монтажа, наладки и эксплуатации, но и от правильно выбранной методики расчёта и достоверности проведённых расчётов.

Знание основ рационального проектирования, методик инженерного расчёта и особенностей принятия основных проектных решений в вопросах теплоснабжения, отопления и вентиляции являются очень важным для будущего инженера, поскольку более одной трети всего вырабатываемого в стране тепла расходуется на отопление промышленных и гражданских зданий.

Целью работы является приобретение практических навыков проектирования систем отоплений и вентиляций жилого здания.

Заданием данной работы является проектирование и расчёт системы отопления и вентиляции жилого здания.

1. Теплотехническая оценка наружных ограждений

1.1 Проверка теплозащитных свойств наружных ограждений

К наружным ограждениям ветеринарного пункта для ферм К.Р.Сотносятся все те строительные конструкции, разделяющие воздух внутри помещения с наружным воздухом: наружные стены, полы, окна, двери, крыша. Основные ограждения (стены, крыша) должны удовлетворять ряду важнейших требований: в частности обладать гарантированной прочностью, не допускать больших потерь, чем установленные нормами, тепловых потерь и удовлетворять определенным санитарно-гигиеническим требованиям (температура внутренней поверхности стен tсв не должна заметно отличаться от температуры внутреннего воздуха tв и ни при каких обстоятельствах на той поверхности не должна конденсироваться влага из внутреннего воздуха).

Чтобы удовлетворить всем этим требованиям (не касаясь прочности), необходимо правильно подобрать и толщину самой стены, и, при необходимости, толщину слоев утеплителей, которые приходится применять, чтобы обеспечить выполнение названных требований.

Основной характеристикой ограждения, определяющей величину потерь и температуру tсв, является величина общего термического сопротивления R0:

,

где Rв = 1/бв - сопротивление теплопередаче внутренней поверхности; Rн = 1/бн сопротивление теплопередаче наружной поверхности ; бв и бн - нормированные значения коэффициентов теплоотдачи от внутреннего воздуха к стене и от стены к наружному воздуху соответственно.

,

где дiилi - соответственно толщина, м, и теплопроводность слоёв конструкции, кроме утеплителя, Вт/(м•єС).

-бв = 8,7 Вт/(м2·°С),[1, табл. 4];

-бн = 23 Вт/(м2·°С),[1, табл. 6].

Табл. 1. Конструкция наружной стены

Конструкция стены	Толщина слоя д, мм	Теплопроводность материала л, Вт/(м·°C), [1, табл. Т1]
Штукатурка извесковаяш1,мм	10	0,56
Кирпич обыкновеный по ГОСТ 530-2007 к, мм	510	0,52

Подставим все полученные значения в формулу и найдем величину Rо:

Чтобы удовлетворить санитарно-гигиеническим требованиям, величину рассчитывают по формуле:

,

где tв - расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, tн - расчетная зимняя температура наружного воздуха,  - нормативный температурный перепадмежду температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, [4];n - коэффициент принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху.

=1,41.

Градусо-сутки отопительного периодавычисляем по формуле:

,

где - температура внутреннего воздуха, °С; - средняя температура наружного воздуха отопительного периода, °С; - продолжительность отопительного периода, сут.

Определим градусо-сутки отопительного периода:

ГСОП = (20 +4,5)•207 = 5071,5 °?•сут.

Величину сопротивления теплопередаче наружной стены с учетом энергосбережения определяем по [4] по формуле:

= aГСОП + b,

=0,00035Ч5071,5+1,4=3,17 .

Сравниваем и ипринимаем для дальнейших расчетов большее -.

Необходимо произвести утепление наружной стены, т.к. Rо<. В этом случае нужно определить невязку по формуле:

- Rо.

где -.- требуемое сопротивление теплопередаче с учетом энергосбережения, (м2·°С)/Вт; - общее термическое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, (м2·°С)/Вт.

Определяем невязку: .

В качестве утеплителя принимаем плиты из пенополистиролалут = 0,052 Вт/(м·°C) - [1].

Толщину утеплителя можно определить по формуле:

,

где - невязка, определенная по формуле , (м2·°С)/Вт; - теплопроводность утеплителя, Вт/(м·°C). Толщину утеплителя округляем до стандартного значения.

После этого уточняем фактическое общее сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, используя формулу:

,

где - общее термическое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, (м2·°С)/Вт; - толщина утеплителя, округленная до стандартного значения, м; - теплопроводность утеплителя, Вт/(м·°C).

Рассчитываем толщину утеплителя: м.

Принимаем дут = 0,11 м.

Уточняем фактическое общее сопротивление теплопередаче:

(м2•°С)/Вт.

>.

Таким образом, полученное значение фактического общего сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции удовлетворяет условиям энергосбережения, и данное значение будет использовано в дальнейших расчетах

1.2 Проверка на отсутствие конденсации влаги

Чтобы убедиться в отсутствии конденсации влаги из внутреннего воздуха, рассчитаем температуру внутренней стороны ограждающей стены tвп по следующей формуле:

,

где tн= - 29 °C- температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92; tв= 20 °C ? температура внутреннего воздуха в помещении;  =3.19 (м2•°С)/Вт - фактическое сопротивление теплопередачи из предыдущих расчетов; =1/бв сопротивление теплопередачи у внутренней поверхности ограждения (м2•°С)/Вт.

°C.

Находим действительную упругость водяного пара:

, (1.10)

=1330,45 Па.

где  ? относительная влажность внутреннего воздуха,[5];  ? максимальная упругость водяных паров, Па, при заданной температуре внутреннего воздуха,[4].

Рассчитываем температуру точки росы по формуле:

, (1.11)

°C;

= 18,2°C  =11,04°C.

Так как температура внутренней поверхности выше температуры точки росы, то конденсат выпадать не будет.

2. Расчет тепловой мощности системы отопления

2.1 Расчет основных тепловых потерь через ограждающие конструкции здания

2.1.1 Расчет теплопотерь через наружные стены

В отапливаемых зданиях при наличии разности температур между внутренним и наружным воздухом постоянно происходят потери тепла через ограждающие конструкции: наружные стены, полы, окна, наружные двери, балконные двери, чердачные перекрытия. Системы отопления должны восполнять эти потери, поддерживая в помещениях внутреннюю температуру, требующуюся по санитарным нормам.

Расчет производится только в тех помещениях, где есть наружные стены.

Рассчитываем потери для утепленных стен.

Табл. 2. Температура внутреннего воздуха в помещении

№ на плане	Назначение помещения	tв °С
1	Жилая комната	20
2	Кухня	19
3	Санузел	19
4	Жилая комната	20
5	Тамбур с кладовой	16
6	Веранда	-
7	Жилая комната	20
8	Прихожая	18

Рассмотрим помещение 4 (жилая комната). Определим теплопотери наружной стены с учетом утепления.

· =20°С;

· = 29°С.

Находим площадь ограждающих конструкций:

= 1,93

Fнс1 = 5,47• 2,53-1,93•2 = 9,98;

Fнс2 = 2,8• 2,53 = 7,08;

Основные тепловые потери через наружные ограждения:

,

где F - расчётная площадь ограждающей конструкции, м2; - требуемое общее сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, (м2·єС)/Вт.

Вт.

Вт.

Подобным образом считаются потери в остальных помещениях.Основные тепловые потери через наружные ограждения приведены в приложении 1.

2.1.2 Расчет теплопотерь через полы

Т.к. проектируемое здание жилое, применение данного вида полов является неуместным. Заменим их на полы бетонные, покрытые линолеумом.

* полы бетонные, покрытые линолеумом;

* линолеум л= 7 мм;

* цементная стяжка ц = 22 мм;

* бетон В 7,5 б = 120 мм;

* уплотненный грунт;

Согласно СНиП 41-01-2003, полы этажа здания, расположенные на грунте полы бетонные, разграничиваются на зоны-полосы шириной по 2 м параллельно наружным стенам.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.2.1. Конструкция устройства пола

При расчете потерь тепла через полы, поверхность участков полов возле угла наружных стен (в первой зоне) вводится в расчет дважды. Согласно делению полов на зоны, получается 3 зоны. Термическое сопротивление теплопередаче отдельных зон полов бетоные полы, определяют по зонам:

1зона

2 зона

3 зона

где , , , - значения термического сопротивления теплопередаче отдельных зон неутеплённых полов, (м2С)/Вт, соответственно численно равные 2,1; 4,3; 8,6;

- сумма значений термического сопротивления теплопередаче утепляющего слоя полов бетоные полы, (м2С)/Вт.

Потери тепла через бетонный пол, расчитываются по формуле:

,

где, , - площади зон-полос.

Рассмотрим теплопотеричерезпол в жилой комнате (помещение 4), tв=20°C:

Табл. 3.Конструкция пола

№	Конструкция пола	Толщина, м	Теплопроводность, Вт/(м2•°С)/
1	Линолеум	0,007	0,35
2	Цементная стяжка	0,022	0,58
3	Бетон В7,5	0,12	1,51
4	Уплотненный грунт	-	-

1. Определяем площади каждой зоны-полосы:

= 5,74 • 2 + 0,8 • 2= 13,08 м2;

= 3,74•0,8= 2,99 м2;

2. Определяем термическое сопротивление теплопередаче каждой зоны по формулам :

(м2•°С)/Вт;

(м2•°С)/Вт;

3. Потери тепла через пол, определяем по формуле :

Вт.

Потери через полы в других комнатах приведены в приложении1.

2.1.3 Расчет теплопотерь через окна

Требуемое термическое сопротивление теплопередаче для окна с двойным остеклением в раздельных переплётах, [4, табл. 2.2]:

 = 0,4 (м2•°С)/Вт;

F=1,32• 1,46 = 1,93 м2;

Определяем потери через окно северной ориентации для помещения 1 (tв = 18°C) по формуле :

Вт.

Потери через окна в других комнатах приведены в приложении 1.

2.1.4 Расчет теплопотерь через наружные двери

Данный тип и размер двери не вписывается в наш проект. Заменим дверь на однопольную с меньшими размерами, а именно:

* дверь деревянная однопольная;

* ширина (a)=1020 мм;

* высота (h)=2150 мм;

* толщина (д)=50 мм;

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.2.2 Конструкция наружной двери

Фактическое общее сопротивление теплопередаче наружных дверей =, и определяется из выражения:

=,

Рассмотрим помещение 5 тамбур с кладовойtв = 16°C:

· °С, [4];

· Вт/(м2·єС), [1, табл. 4].

(м2•°С)/Вт.

Площадь наружной двери равна:

Fд= 1,022,15 = 2,19 м2

Определяем теплопотери через наружную дверь. По формуле :

Вт

Значение занесём в приложение 1.

2.1.5 Расчет теплопотерь через чердачное перекрытие

Расчет теплопотерь через чердачное перекрытие проводится аналогично расчету потерь тепла через наружные стены. Конструкция кровли - чердачная, т. е. имеется чердак.

Табл. 4. Конструкция чердачного перекрытия

№	Конструкция чердачного перекрытия	Толщина слоя, м	Теплопроводность л, Вт/(м2•°С)[1,табл Т1]
1	Цементно-песчаная стяжка	0,035	0,58
2	Шлак топливный	120	0,175
3	Пароизоляция из двух слоёв рубероида	4	0,17
4	Плита железобетонная	50	1,69

,

Rчп=

Определим температуру воздуха на чердаке:

. (2.6.1)

. (2.6.2)

; .

м2; м2.

°С.

Градусо-сутки отопительного периода определяем по формуле :

ГСОП = 5071,5°?•сут.

Величину сопротивления теплопередаче покрытия с учетом энергосбережения определяем по [4] интерполированием по формуле :

= .

Определяем невязку:  = 4,18 - 0,97 = 3,21 (м2·єС)/Вт,

Выбираем в качестве утепляющего слоя плиты минераловатныеиз каменного волокна с теплопроводностьюут=0,038 Вт/ (м2°C), [1, табл. Т1].

Рассчитаем толщину утеплителя: дут=3,210,038=0,122 м.

Принимаем дут=0,13 м.

Находим фактическое сопротивление теплопередаче:

(м2°C)/Вт.

, следовательно заданная конструкция стены удовлетворяет условиям энергосбережения.

Fчп= 5,742,8 = 16,07 м2;

Вт.

Потери через покрытия в других комнатах приведены в приложении 1.

2.2 Расчет дополнительных потерь тепла

Основные теплопотери через наружные ограждения, обусловленные разностью температур внутреннего и наружного воздуха, оказываются меньше фактических потерь, так как не учитывается ряд факторов, вызывающих дополнительные потери теплоты, исчисляемых в долях от основных потерь. К ним относят: ориентацию помещений по отношению к сторонам света, поступление в помещении наружного воздуха через наружные двери, наличие двух и более наружных стен, высоту помещений, инфильтрация в помещения наружного воздуха через неплотности строительных конструкций.

2.2.1 Добавочные потери тепла на ориентацию сторон света

Рисунок 2.3. - Поправка на ориентацию по отношению к сторонам света

Добавочные потери, определяемые ориентацией ограждений по сторонам света, рассчитываются по формуле:

,

где  ? основные теплопотери через данное ограждение, Вт;  ? коэффициент добавки на ориентацию (рис. 2.3).

Рассмотрим помещение 4 (жилое помещение):

Ориентация стены - север:

 = 154,3 • 0,1 = 15,43 Вт.

Ориентация стены - запад:

 = 109,44 • 0,05 = 5,47 Вт.

Ориентация двухокон одинаковой площади - север:

 = • 0,1 = 23,64 Вт.

Потери тепла на ориентацию сторон света в других комнатахприведены в приложении 1.

2.2.2 Добавочные потери тепла на открывание наружных дверей

Дверь одинарная в помещении 5 (тамбур с кладовой):

где Нвысота здания,  ? основные теплопотери через двери.

=• 0,22•4,83 = 135,75Вт.

Добавочные потери тепла на открывание наружных дверей в других комнатахприведены в приложении 1.

2.2.3 Добавочные потери тепла на наличие двух и более наружных стен

Дополнительные потери тепла через ограждения при наличии в помещении двух и более наружных стен учитываются по общественным и производственным зданиям и сооружениям в размере 5% основных потерь. Результаты расчета сведены в приложение 1.

2.2.4 Добавочные потери тепла на высоту здания

При высоте здания более 4 м расчетная величина теплопотерь через все ограждения с включением добавок увеличивается на 2% на каждый метр высотой сверх 4 м, но не более 15%. Эта добавка необходима в связи с некоторым перегревом воздуха верхней зоны помещения.В нашем случае помещение имеет высоту 2,53 м.

2.2.5 Расход теплоты на нагревание инфильтрирующегося воздуха через ограждающие конструкции помещений

Причинами инфильтрации воздуха через ограждения являются тепловое давление, возникающее вследствие разности плотности холодного наружного и теплового внутреннего воздуха, и ветровое давление, создающееся в результате перехода у стен здания динамического давления ветра в статическое.

В общественных зданиях инфильтрация происходит через окна, балконные двери, световые фонари, наружные и внутренние двери, ворота, открытые проёмы, щели, стыки стеновых панелей.

Добавочные потери теплоты на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха , Вт, для помещений, не оборудованных естественной вентиляцией, определяется по формуле:

,

где - расход инфильтрующегося воздуха, кг/ч, через ограждающие конструкции помещения, кг/ч, определяемый по формуле ; с-удельная теплоёмкость воздуха, равная 1 кДж/(кгС); kн- коэффициент учёта влияния встречного теплового потока в конструкциях, равный 0,7 для стыков панелей стен и окон с тройными переплетами, 0,8 - для окон и балконных дверей с раздельными переплетами и 1,0-для одинарных окон, окон и балконных дверей со спаренными переплетами и открытых проёмов; , - расчётные температуры воздуха в помещении и наружного воздуха в холодный период, єС.

Сначала определяют расход теплоты Qи, Вт, на нагревание инфильтрующегося воздуха в помещениях жилых зданий при естественной вытяжной вентиляции, не компенсируемого подогретым приточным воздухом, следует определять по формуле:

,

где -плотность наружного воздуха, кг/м3; L - расход удаляемого воздуха, м3/ч, не компенсируемый подогретым приточным воздухом; для жилых зданий с расчётной заселённостью квартиры не более 20 м2 общей площади на человека - соответствующий 3 м3/ч; для жилых зданий без ограничения заселённости- (0,35?3 м3/ч) на 1 м2 площади жилых помещений, но не менее 30 м3/ч на одного жителя или суммарного количества воздуха, удаляемого из кухни, ванной, туалета и других вспомогательных помещений; для общественных и административных зданий (офисов и объектов сервисного обслуживания) - соответствующий 4 м3/ч; для учреждений здравоохранения и образования - 5 м3/ч; для спортивных, зрелищных и детских дошкольных учреждений - 6 м3/ч на 1 м2 площади рабочих помещений.

Суммарный расход инфильтрующегося воздуха через окна и балконные двери определяется по формуле:

,

гдеF0 - площадь окна, м2; Rи- сопротивление воздухопроницанию, (м2чПа)/кг, принимаемое по [4], равное для уплотнения оконных и балконных заполнителей из прокладки из губчатой резины или полушерстяного шнураRи =0,42 (м2чПа)/кг; - расчётная разность между давлениями на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций, Па.

Расчётная разность давлений, Па, определяется величиной гравитационно-ветрового давления и работой вентиляции по формуле:

, (2.10)

где Н - высота здания до верха карниза или вытяжных отверстий шахт, м; h - расстояние от поверхности земли до верха окон, дверей, м; , - плотность воздуха при температуре внутреннего и наружного воздуха, кг/м3, ;- скорость ветра, м/с, принимаемая по [4]; Сн, Сз- аэродинамические коэффициенты соответственно для наветренной и подветренной поверхностей ограждений здания;kv - коэффициент учёта изменения скоростного давления ветра в зависимости от высоты здания.

Рассчитаем расход теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха в помещении 4 (жилая комната) с расчетной температурой внутреннего воздуха tв= 20°C. Высота здания от уровня земли до верха вытяжной шахты естественной вентиляции Н = 4,83 м.

Размеры окна с двойным остеклением 1,32Ч1,46 м. Расстояние от пола до подоконника окна - h =0,8 м.

Плотность наружнего и внутреннего воздуха при tн = -29°C и tв = 20°C соответственно:

кг/м3;

кг/м3.

Коэффициент учета изменения скоростного давления ветра равен kv= 0,7.

Коэффициент учета влияния встречного теплового потока в конструкции окна kн =1.

Аэродинамические коэффициенты Сн = 0,8, Сз= 0,6.

Скорость ветра в городе Пенза в холодный период года равна vн= 4,4 м/с.

Расчётную разность давлений определим по формуле (2.10)

Дp=(4,83 - 0,8) 9,8 (1,45 - 1,2) + 0,54,421,45 (0,8 - 0,6) 0,7 = 11,83 Па

Находим суммарный расход инфильтрующегося воздуха через окна и двери по формуле :

кг/ч

По формуле рассчитываем расход теплоты для нагревания инфильтрующегося воздуха через окно и дверь вследствие действия теплого и ветрового давления:

Qи = 0,2851(20 - (-29)) 1 = 68,6 Вт;

Добавочные потери тепла на инфильтрацию в других помещениях приведены в приложении 1.

2.3 Расчет теплопоступлений

При расчете тепловой мощности системы отопления необходимо учитывать регулярные бытовые теплопоступления в помещение от электрических приборов, освещения, технологического оборудования, коммуникаций и другого оборудования. При этом значения бытовых тепловыделений, поступающих в комнаты и кухни жилых домов, следует принимать в количестве 10 Вт на 1 площади пола.

, (2.11)

где F площадь пола, м2.

Определяем для помещения 4 (жилая комната):

F = 16,07м2;

Вт.

Расчет теплопоступлений в других помещениях приведены в приложении 1.

2.4 Уравнение теплового баланса здания

Для компенсации теплопотерь через наружные ограждения устраиваются системы отопления.

Тепловая мощность системы отопления определяется по формуле:

Qc.o. = УQосн+ УQи -УQпост, (2.12)

Qc.o.= 4575,06 - 300,4 = 4274,66 Вт.

где УQпот - суммарные тепловые потери здания, Вт, УQпост - суммарные теплопоступления в здание Вт, УQдоб - добавочные теплопотери в здание.

2.5 Определение тепловой мощности системы отопления

Тепловая мощность системы отопления определяется исходя из теплового баланса здания, с учетом коэффициента запаса мощности.

Nc.o. = 1,15Qc.o, (2.13)

Nc.o.=1,15•4274,66 = 4915,86 Вт.

Табл. 6. Тепловая мощность системы отопления

Номер помещения	Общие потери тепла Qогр, Вт	Тепло поступления Qпост, Вт	Потери теплоты на инфильтрацию Qинф, Вт	Полные теплопотери Qс.о., Вт	Мощность системы Nco,Вт
1	2	3	4	5	6
1	710,27	0	68,6	778,87	895,7
2	602	54	58,46	606,46	697,43
3	73,26	0	59,68	132,94	152,88
4	1316,36	160,7	68,6	1224,26	1407,9
5	462,82	0	60,32	523,14	601,61
7	794,4	85,7	68,6	780,3	897,34
8	164,23	0	64,46	228,69	263
	4123,34	300,4	448,72	4274,66	4915,86

3. Определение площади поверхности и числа отопительных приборов

Тепловой расчёт отопительного прибора заключается в определении площади внешней нагревательной поверхности прибора, обеспечивающей необходимый тепловой поток от теплоносителя в помещение.

Тепловая мощность прибора, т.е. его расчётная теплоотдача , Вт, определяется теплопотребностью помещения за вычетом теплоотдачи теплопроводов, проложенных в этом помещении.

В качестве нагревательных приборов в здании применяются радиаторы чугунные секционные М-140-АО.

Теплоотдача отопительного прибора , Вт, определяется по формуле:

,

где - поверхностная плотность теплового потока прибора, Вт/м2; - расчётная площадь отопительного прибора, м2.

Отсюда площадь поверхности отопительного прибора:

,

где - требуемая теплоотдача прибора, определяется по формуле:

,

где - расчетные потери тепла помещением, (численно равно .), Вт; - суммарная теплоотдача проложенных в пределах помещения нагретых труб стояка (ветви) и подводок, к которым непосредственно присоединен прибор, Вт; - поправочный коэффициент, учитывающий долю теплоотдачи теплопроводов, полезную для поддержания заданной температуры воздуха в помещении (составляет при открытой прокладке труб - 0,9, закрытой - 0,5).

Суммарную теплоотдачу теплопроводов находят по формуле:

,

где , - теплоотдача 1 м вертикальных и горизонтальных труб в помещении, Вт/м; , - длина вертикальных и горизонтальных труб в пределах помещения, м.

Расчётную плотность теплового потока определяют для теплоносителя (воды) по формуле:

,

где Вт/м2-номинальная плотность теплового потока [4]; - средний температурный напор в отопительном приборе, с учётом понижения температуры воды в подающей магистрали и стояке, єС; - действительный расход воды в отопительном приборе, кг/ч; n, p, c- коэффициенты, принимаемые по [4].

-поправочный коэффициент, учитывающий теплопередачу через дополнительную площадь отопительных приборов (для радиаторов и конвекторов =1,03…1,08); -поправочный коэффициент, учитывающий дополнительные теплопотери вследствие размещения отопительных приборов у наружных ограждений (=1,02…1,04);-удельная массовая теплоемкость воды, равная 4,19 кДж/(кг·°C).

Средний температурный напор в отопительном приборе при двухтрубной системе отопления:

Действительный расход воды в отопительном приборе рассчитывается по формуле:

,

где - расчетные потери тепла помещением, (численно равно .), Вт; св - удельная массовая теплоёмкость воды, равная 4,19 кДж/(кг•єС).

Число секций радиатора по формуле:

, (3.10)

где = 0,299 м2- площадь поверхности нагрева[табл. 111.7, 7];

Определим число отопительных приборов для помещения 5:

· расчетная температура внутреннего воздуха tв = 16оС;

· вид теплоносителя в системе отопления - вода; температура воды в подающем трубопроводе tг =85оС, температура воды в обратном трубопроводе tо = 65oC;

· тип отопительного прибора -радиаторы чугунные секционные М-140-АО;

· система отопления - двухтрубная с верхней разводкой;

· теплопотери помещения составляют Qп = 523,14 Вт.

По формуле рассчитываем действительный расход воды в отопительном приборе: кг/ч.

Теплоотдачу вертикальных (lв = 1,8 м)и горизонтальных труб(lг = 0,35 м) находим по формуле . При этом теплоотдача = 39,3 Вт/м, = 53,1 Вт/м определяем в зависимости от разности значений температуры [5, табл. Ш.36].

Вт.

Требуемую теплоотдачу прибора определяем по формуле . При этом поправочный коэффициент для закрытой прокладки труб равен = 0,5.

Вт.

Температуру воды, входящей в отопительный прибор, определяем по формуле : °?.

Расчетную плотность теплового потока определяем по формуле:

n = 0,3;

p = 0,02;

c = 1,039;

Вт/м2.

Площадь поверхности отопительного прибора определяем по формуле :

м2.

Поправочные коэффициенты равны = 1,05;;

.

Принимаем 3 секциирадиатора чугунного секционного М-140-АО.

Для остальных помещений расчёт ведется аналогично и результаты вписываются в приложение 2.

4. Гидравлический расчет трубопроводов системы отопления

Задача гидравлического расчета состоит в подборе диаметров труб на отдельных участках циркуляционного кольца. Проведем упрощенный инженерный расчет по средним гидравлическим сопротивлением.

Расход воды на участке 0-1 определим по формуле:

,

=Вт; = 0,0509 кг/с.

Примем скорость воды равной 1 м/с.

Определим диаметр трубопровода:

,

м.

где с- плотность воды при температуре вводаtг=85?С, равная 971,83 кг/м3.

Ближайшее стандартное условное проходное сечение трубы d = 0,01 м. Пересчитаем скорость воды в принятом диаметре трубы:

,

м/с.

При движении реальной жидкости по трубам всегда имеют место потери давления на преодоление сопротивления двух видов - трения и местных сопротивлений.

Определяем гидравлические потери.

По приложению 1[8] определяем удельные потери давления:

113,82 Па/м

Потери давления в местных сопротивлениях найдем по формуле:

,

Сумму коэффициентов местных сопротивлений на участке принимаем =4,5.

Найдем суммарные потери давления:

Па.

Расчеты для остальных участков отопительной системы приведены в приложении 3.

Для нормальной циркуляции теплоносителя определим давление в отопительной системе естественное () и требуемое ():

,

где - плотность теплоносителя в обратном трубопроводе (980,59 Вт/м3); - плотность теплоносителя в подающем трубопроводе (968,65 Вт/м3); h - расстояние от центра расчетного прибора до центра элеватора теплового пункта (2,05 м).

Па.

3418,83Па

Так как <, что недопустимо, нужен насос.

Определим полное давление насоса:

Па

По таблице 5.3 [4] выбираем насос типа ЦВЦ 2,5 - 2.

Таблица 4.1-коэфициенты местных сопротивлений в помещениях

№	Диаметр d,мм	Местное сопротивление	количество	Значения
1	2	3	4	5	6
0 - 1	10	Отвод на 90?	2	1,5	4,5
		Тройник на ответвлении	1	1,5
1 - 2	10	Отвод на 90?	1	1,5	4
		0,5 отопительного прибора	1	1
		Тройник на ответвлении	1	1,5
2 - 3	10	Отвод на 90?	1	1,5	4
		0,5 отопительного прибора	1	1
		Тройник на ответвлении	1	1,5
3 - 4	10	0,5 отопительного прибора	1	1	2,5
		Тройник на ответвлении	1	1,5
4 - 5	10	Отвод на 90?	2	1,5	6
		0,5 отопительного прибора	2	1
		Тройник проходной	1	1
1 - 6	10	Отвод на 90? 0,5 отопительного прибора	2	1,5	2,5
			1	1

5. Аэродинамический расчет каналов системы вентиляции

отопление вентиляция теплозащитный

По способу перемещения воздуха системы вентиляции делят на системы с естественным и искусственным побуждением движения воздуха.

В системах с естественным побуждением воздух поступает и удаляется из помещений за счет гравитационных сил и ветрового давления.

В системах с искусственным побуждением воздух перемещается с помощью вентиляторов.

Вытяжка из помещений регулируется жалюзийными решетками в вытяжных отверстиях, а также дроссель-клапанами или задвижками, устанавливаемыми в сборном воздуховоде и в шахте.

Удаление воздуха из помещений предусматривается через вытяжные шахты, каналы, воздуховоды и воздухоприемные устройства.

5.1 Определение естественного давления и расчет воздуховодов

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

,

где R- удельная потеря давления на трение, Па/м; - длина каналов, м; - потеря давления на трение расчетной ветви, Па; - потеря давления на местные сопротивления, Па;- располагаемое давление, Па; - коэффициент запаса, равный 1,1…1,15; -поправочный коэффициент на шероховатость поверхности(равный 1,43), (СНиП Теплоснабжение и вентиляция 2008, стр. 142) [11]

Естественное давление , Па, определяется по формуле:

,

где - высота воздушного столба, принимаемая от центра вытяжного отверстия до устья вытяжной шахты, м; , - плотность соответственно наружного и внутреннего воздуха, кг/м3.

Номограммы для расчета стальных воздуховодов круглого сечения системы естественной вентиляции представлены в [10]. Чтобы воспользоваться номограммой для расчета воздуховода прямоугольного сечения, необходимо предварительно определить соответствующую величину равновеликого диаметра, т.е. такого диаметра круглого воздуховода, при котором для этой же скорости движения воздуха, как и в прямоугольном воздуховоде, удельные потери давления на трение были бы равны.

Температура наружного воздуха для расчета вытяжной системы естественной вентиляции принимается равной +5 ?С.

1 участок ,

Производим расчет для помещения 2. Температура внутреннего воздуха

tв= 19 ?С.

кг/м3;

кг/м3;

h = 3,2 м;

Па.

Для кухонь жилых зданий с 2 комфорочными плитамипринимаем L = 60 м3/ч, [3].

Рассчитываем площадь сечения канала по формуле:

,

где - скорость движения воздуха м/с (1…1,5). Задаемся скоростью движения воздуха 1 м/с.

м2.

Площадь сечения канала с учетом швов 0,018 м2.

Определяем фактическую скорость воздуха:

м/с.

По таблице 6.1[4] определяем площадь воздуховода:

м2.

Определяем эквивалентный диаметр dэ:

dэ= 140 мм.

По номограмме 6.5[4] в зависимости от = 0,93м/с определяем, что потеря давления на трение R = 0,09 Па/м.

= 0,09·3,5·1,43 = 0,45 Па.

По таблице 6.3 [4] находим сумму коэффициентов местных сопротивлений:

- вход в жалюзийную решетку с поворотом потока о = 2;

=3.

Динамическое давление Pд = 0,45 МПа по скорости движения воздуха 0,93 м/с по номограмме [10].

Потеря давления на местное сопротивление Z участка определяется умножением на Pд:

Z = 2·0,46 = 0,92 Па.

Общая потеря давления на участке будет составлять:

Па.

= 2,06 >1,51 Па

Условие выполняется

2 участок

Производим расчет для помещения 3. Температура внутреннего воздуха

tв= 19 ?С.

кг/м3;

кг/м3;

h = 5,05 м;

Па.

Для уборных комнатжилых зданий с 1 унитазомL = 50 м3/ч, [3].

Рассчитываем площадь сечения канала:

м2.

Площадь сечения канала с учетом швов 0,015 м2.

Определяем фактическую скорость воздуха:

м/с.

По таблице 6.1[4] определяем площадь воздуховода:

м2.

Определяем эквивалентный диаметр dэ:

dэ= 140 мм.

По номограмме 6.5[4] в зависимости от = 0,93м/с определяем, что потеря давления на трение R = 0,09 Па.

= 0,09·3,5·1,43 = 0,45 Па.

По таблице 6.3 [4] находим сумму коэффициентов местных сопротивлений:

- вход в жалюзийную решетку с поворотом потока о = 2;

=2.

Динамическое давление Pд= 0,45 МПа по скорости движения воздуха 0,93 м/с по номограмме 6.5 [4].

Потеря давления на местное сопротивление Z участка определяется умножением на Pд:

Z = 2·0,45 = 0,9 Па.

Общая потеря давления на участке будет составлять:

Па.

= 2,06 >1,51 Па

Условие выполняется.

Заключение

В данной курсовой работе были приведены все необходимые основные расчеты здания на тепловые потери, конденсацию влаги, было подобрано необходимое количество нагревательных приборов.

Расчетное термическое сопротивление заданных наружных ограждений здания для данных климатических условий были ниже требуемых термических сопротивлений. Вследствие чего, была увеличена толщина стенки за счет утеплителя. За счет утепления наружных ограждений удалось сократить потери через наружные ограждения здания до минимальных значений.

Основная мощность системы отопления затрачивается на компенсацию потерь тепловой энергии при организации вентиляции помещений.

Также в работе был выполнен гидравлический расчет системы отопления с определением необходимых диаметров труб и потерь давления на каждом участке и системы отопления в целом.

Список используемой литературы

1. СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий».

2. СП 131.13330.2012 «Строительная климатология».

3. СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование».

4. Проектирование систем отоплений и вентиляций гражданских зданий/ Балашов А.А., Полунина Н.Ю. Тамбов РИС ТГТУ, 2011 174 с.

5. Справочник по теплоснабжению и вентиляции. Книга 1./ Скороходько Ф.И. - М.: «Будивельник», 1976. - 416 с.

6. Расчеты теплоснабжения, отопления и вентиляции: Метод.разраб. / Сост.: Ляшков В.И., Быченок В.И. - Тамбов: ТГТУ, 1998. - 44 с.

7. К.В. Тихомиров. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция / Тихомиров К.В., Сергеенко Э.С. - М.: Стройиздат, 1991. - 480 с.

8. Типовые примеры расчета систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха: учебное пособие / Шиляев М.И., Хромова Е.М., Дорошенко Ю.Н. - Томск: Издательство ТГАСУ, 2012. - 288с.

9. Краснощеков Е.А. Задачник по теплопередаче: Е.А. Краснощеков, А.С. Сукомел. - М.: Энергия, 1980. - 288 с.

10. http://1poclimaty.ru/

11. СНиП «Теплоснабжение и вентиляция зданий» Приложение 1. Результаты расчетатеплопотерь зданием

Приложение 1

Номер помещения на плане	Назначение помещения	Температура внутреннего воздуха	Характеристика ограждения	Расчетная температура наружного воздуха tн, ?С	Расчетная разность температур (tв-tн), ?С	Поправочный коэффициент n	Термическое сопротивление (м2?С)/Вт	Основные тепло-потери ограждающей конструкции Qосн, Вт	Добавки к тепло - потерям	Общие потери теплаQогр, Вт
			обозначение	Ориентация по сторонам света	Размеры ахb, м2	Площадь F, м2						На ориентации к сторонам света	На наличие двух или более наружных стен	На открывание наружных дверей
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
1	Жилая комната	20	НС 1	З	2,53	2,8	5,15	-29	49	1	3,17	79,6	3,98	3,98		87,56
			НС 2	Ю	2,53	2,86	7,23					111,76		5,59		117,35
			ПЛ 1		2 2	2,86 0,8	7,32				2,24	160,12				160,12
			ПЛ 2		0,86	0,8	0,69				4,44	7,6				7,6
			ЧП		2,8	2,86	8,01			1	4,39	89,4				89,4
			Ок	З	1,32	1,46	1,93				0,4	236,42	11,82			248,24
2	Кухня	19	НС 1	В	2,53	2,8	5,15	-29	48	1	3,17	78	7,8	3,9		89,7
			НС 2	Ю	2,53	1,94	4,91					74,32		3,72		78,04
			ПЛ		1,94	2,8	5,4				2,24	115,2				115,2
			ЧП		1,94	2,8	5,4			1	4,39	59				59
			Ок	В	1,32	1,46	1,93				0,4	236,42	23,64			260,06
3	Санузел	19	НС	Ю	2,53	1	2,53	-29	48	1	3,17	38,31				38,31
			ПЛ		1,08	1	1,08				2,24	23,14				23,14
			ЧП		1,08	1	1,08			1	4,39	11,81				11,81
4	Жилая комната	20	НС 1	С	2,53	5,47	9,98	-29	49	1	3,17	154,26	15,43	7,71		177,37
			НС 2	З	2,53	2,8	7,08					109,44	5,47	5,47		120,38
			ПЛ 1		2 2	5,74 0,8	13,08				2,24	286,12				286,12
			ПЛ 2		3,74	0,8	2,99				4,44	33				33
			ЧП		2,8	5,74	16,07			1	4,39	179,37				179,37
			Ок 1	С	1,32	1,46	1,93				0,4	236,42	23,64			260,06
			Ок 2	С	1,32	1,46	1,93				0,4	236,42	23,64			260,06
5	Тамбур с кладовой	16	НС	Ю	2,53	2,76	4,79	-29	45	0,75	3,17	51			135,75	51
			ПЛ		1,08	2,76	2,98				2,24	59,87				59,87
			ЧП		1,08	2,76	2,98			1	4,39	30,55				30,55
			Oк	Ю	0,47	1,46	0,69			0,75	0,4	58,22				58,22
			Д	Ю	1,02	2,15	2,19			0,75	0,58	127,43				263,18
7	Жилая комната	20	НС 1	С	2,53	3,06	7,74	-29	49	1	3,17	119,64	11,96	5,98		137,58
			НС 2	В	2,53	2,8	7,08					109,44	10,94	5,47		125,85
			ПЛ 1		2 2	3,06 0,8	7,72				2,24	168,87				168,87
			ПЛ 2		1,06	0,8	0,85				4,44	9,38				9,38
			ЧП		2,8	3,06	8,57			1	4,39	95,66				95,66
			Ок	С	1,32	1,46	1,93				0,4	236,42	23,64			260,06
8	Прихожая	18	ПЛ 1		3,88	0,8	3,1	-29	47		2,24	65,04				65,04
			ПЛ 2		3,88	0,8	3,1				4,44	32,81				32,81
			ЧП		1,6	3,88	6,2			1	4,39	66,38				66,38

Приложение 2

Результаты расчета поверхности отопительных приборов

№ помещения	Температура воздуха внутри помещения tв, єС	Теплопотребность помещения (теплопотери) Qп, Вт	Расход теплоносителя Gпр,кг/ч	Теплоотдача 1 м вертикальных и горизонтальных труб, Вт/м	Теплоотдача подводящих трубопроводовQтр, Вт	Требуемая теплоотдача прибораQпр, Вт	Средний температурный напор ?tср, єС	Коэффициенты	Расчётная плотность теплового потокаqпр, Вт/м2	Поправочные коэффициенты	Расчётная площадь поверхности нагрева отопительного прибораFпр, м2	Число секцийN
				qв	qг				n	p	c		в4	в3
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
1	20	710,27	30,5	36,2	49,2	335,76	407,82	75	0,3	0,02	1,039	643,62	1,05	1,17	0,63	1,89
2	19	602	25,86	37	50,2	228,48	227,66					718,23		0,92	0,32	1,81
4	20	1316,36	56,55	36,2	49,2	538,68	831,55					651,62		1,04	1,28	4,3
5	16	523,14	22,5	39,3	53,1	89,32	442,75					639,74		1,15	0,69	2,11
7	20	794,4	34,13	36,2	49,2	345,6	483,36					645,07		1,13	0,75	2,33

Приложение 3

Результаты гидравлического расчёта теплопроводов

№	Тепловая нагрузка Q, Вт	Диаметр труб, d, мм	Расход теплоносителя G, кг/с	Длина участка, м	Скорость движения теплоносителя w, м/с	Удельная потеря давления, R, Па/м	Сумма коэффициентов местных сопротивлений	Потеря давления в местных сопротивлениях Z, Па	Суммарные потери давления R•l+Z
Главное циркуляционное кольцо
0-1	4274,66	10	0,051	2,7	0,67	113,82	4,5	979,56	1286,87
1-2	3751,52		0,045	3,8	0,59	83,75	4	682,68	1000,93
2-3	2972,65		0,035	8	0,46	51,67	4	415,92	829,28
3-4	1748,39		0,021	6,1	0,27	20	2,5	90,72	212,72
4-5	968,09		0,011	5,5	0,15	4,1	6	66,48	89,03
Второстепенное циркуляционное кольцо
1-6	523,14	10	0,006	1,9	0,08	3,46	2,5	7,85	14,42

Размещено на Allbest.ru