Расчет отопления

Трансмиссионные потери тепла помещениями через стены, полы, потолки, окна, двери учитываются при проектировании систем отопления и состоят из основных и добавочных. Определяются они по формуле

(4)

Добавочные теплопотери через ограждающие конструкции принимаем в долях от основных потерь по следующим пунктам:

а) на ориентацию наружных ограждений по сторонам света;

б) в угловых помещениях на каждое окно и стену;

в) на проникание в помещение холодного воздуха при открывании наружных дверей;

г) на инфильтрацию наружного воздуха.

Площади , м? отдельных ограждений - наружных стен (нс), окон (о), двери (д), потолков (пт), полов (пл) определяем с помощью компьютерного расчета, и округляем до 0,1 м.

Принимаем следующие линейные размеры:

а) площадь световых проёмов и дверей - 3 и 4 м? соответственно;

б) площадь чердачных и подвальных перекрытий - по размерам между осями внутренних стен и от внутренней поверхности наружных стен;

в) высоты стен приняты согласно высоте этажа указанной в задании - 3,2 м;

г) длину наружных стен:

1) не угловых помещений - по размерам между осями внутренних стен;

2) угловых помещений - по внешнему периметру от линии пересечения наружных стен до осей внутренних стен;

д) длину внутренних стен - по размеру между осями.

Теплопотери лестничной клетки вычисляем по всей высоте здания.

Рассчитаем теплопотери углового помещения первого этажа - комнаты №101. В данном помещении потери тепла будут происходить через две наружные стены, ориентированные на юго-восток и юго-запад соответственно, окно ориентированное на юго-запад и подвальное перекрытие. Найдём теплопотери:

а) находим площади конструкций:

1) площадь первой наружной стены

2) площадь второй наружной стены

3) площадь окна

4) площадь подвального перекрытия

б) Указываем сопротивление теплопередачи для каждой конструкции:

1) для несущих стен -

2) для окна -

3) для подвального перекрытия-

в) находим разность температур:

1) внутренняя температура воздуха комнаты №101 - ;

2) наружная температура воздуха для могилевской области -

3) находим разность

г) Указываем коэффициент учёта положения наружных поверхностей ограждающих конструкции по отношению к наружному воздуху

1) для наружных стен и окна - n=1;

2) для подвального перекрытия - n=0,6.

д) Указываем добавочные теплопотери в долях для наших ограждающих конструкций:

1) первая наружная стена: на ориентацию (юго-восток) - ; для углового помещения; на инфильтрацию ; суммарные добавочные теплопотери - ;

2) вторая наружная стена: на ориентацию (юго-запад) - ; (аналогично первой наружной стены); на инфильтрацию ; суммарные добавочные теплопотери - ;

3) окно: на ориентацию - ; (аналогично, как и для стен); на инфильтрацию - ; суммарные добавочные теплопотери - .

е) Считаем расчетные теплопотери ограждений по формуле (4):

1) для первой наружной стены

2) для второй наружной стены

3) для окна

4) для подвального перекрытия

ж) Находим расчетные теплопотери помещения

2.2 Определение удельных расходов тепловой энергии на отопление и вентиляцию зданий

Удельные расходы тепловой энергии на отопление и вентиляцию зданий и определяются по формулам

(5)

 (6)

Ниже приведен расчет по формулам (5) и (6) соответственно

Ниже сравним с нормативными значениями и сделаем вывод.

Полученные значения удовлетворяют нормативным удельным расходам тепловой энергии на отопление и вентиляцию жилых зданий.

2.3 Расчет отопительных приборов

Отопительные приборы (ОП) установлены у наружных ограждений под окнами. Тепловой расчет приборов заключается в определении площади внешней поверхности каждого прибора, обеспечивающей необходимый тепловой поток от теплоносителя в помещение.

В качестве нагревательных приборов используются радиаторы стальные типа PCBI-1.

При однотрубной системе отопления средняя температура в ОП будет разной и определяется расчётным путём. В общем случае температура в любой точке стояка однотрубной системы многоэтажного здания определяется по формуле

(7)

Средняя температура в ОП определяется по формуле

(8)

Число секций в отопительном приборе определяют по формуле

(9)

Расчетная площадь ОП определяется по формуле

(10)

Удельный тепловой поток, передаваемый от теплоносителя через 1м? площади ОП в окружающую среду определяется по формуле

(11)

Температурный напор при эксплуатации прибора определяется по формуле

 (12)

Приведем пример расчета ОП для помещения 301+323:

а) По формуле (7) находим температуру на входе в ОП

б) По формуле (8) находим среднюю температуру ОП

в) По формуле (12) находим температурный напор

г) По формуле (11) рассчитываем удельный тепловой поток

д) Рассчитываем площадь ОП по формуле (10)

е) По формуле (9) вычисляем количество секций

2.4 Гидравлический расчет трубопроводов

Целью гидравлического расчета трубопроводов систем отопления является выбор таких сечений теплопроводов для наиболее протяженного и нагруженного циркуляционного кольца или ветви системы, по которым при располагаемой разности давлений в системе, обеспечивается пропуск заданного расхода теплоносителя.

Располагаемая разность давлений выражает собой ту энергию, которая при движении теплоносителя по трубам может быть израсходована на преодоление сопротивлений трения и местных сопротивлений.

Выбираем главное циркуляционное кольцо. Для однотрубной системы при попутной схеме движения воды это кольцо проходит через наиболее нагруженный, средний стояк от теплового пункта (стояк 1).

После выбора неблагоприятного кольца оно разбивается на расчетные участки, под которыми принимают длину трубопровода с постоянным расходом теплоносителя. На каждом участке определяются тепловые нагрузки, длины и проставляется нумерация, начиная от элеватора по расчетному кольцу.

Далее, для систем с естественной циркуляцией теплоносителя величину действующей в системе разности давлений следует определять по формуле

(13)

Давление, возникающее от охлаждения воды в приборе определяется по формуле

(14)

Па.

Искусственное давление Дp_н, создаваемое насосом или элеватором, рассчитывается по формуле

Дpн=100?l, (15)

При подборе диаметра труб в циркуляционном кольце, исходя из принятого расхода воды и среднего ориентировочного значения удельной линейной потери давления от трения при движении теплоносителя по трубам, Па/м, которую определяем по формуле

(16)

=84,36 Па/м.

По полученному значению R_ср по таблице приложения Г [1] принимаются диаметры участков d и по значению расхода воды G определяются действительные скорости движения воды V и удельные потери давления от трения R. Эти данные вносятся в таблицу 3.

Необходимо подбирать диаметры участков таким образом, чтобы скорости движения воды возрастали по мере увеличения тепловых нагрузок без резких скачков.

Расход воды на участке G_ст, кг/ч, определяется по формуле

(17)

Потери давления на трение на участке определяются путем умножения удельной потери давления R на длину участка l, м.

Потери давления в местных сопротивлениях Z, Па, определяются по формуле

(18)

Сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке зависит от вида коэффициентов местных сопротивлений, к которым относятся: тройники, отводы, утки, краны, вентили, отопительные приборы и др. Коэффициенты местных сопротивлений вносятся в таблицу 7.

В результате теплотехнического расчета были приняты конструкции наружных ограждений, отвечающие современным теплотехническим требованиям. В качестве утеплителя в наружных ограждениях были приняты следующие материалы:

а) для наружных стен - плиты полистиролбетонные с плотностью с=300 кг/м?, толщиной д = 0,27 м; R_т=2,664 (м? °С)/Вт;

б) для подвального перекрытия - плиты полистиролбетонные с плотностью с =300 кг/м?, толщиной д=0,209 м; R_т=2,089 (м? °С)/Вт;

в) для чердачного перекрытия - плиты полистиролбетонные с плотностью с=300 кг/м?, толщиной д=0,565 м; R_т=5,629 (м? °С)/Вт;

Далее был выполнен расчет теплопотерь всех помещений здания (таблица 5), который необходим для расчета нагревательных приборов, исходя из которого, сумма теплопотерь по всему зданию равна УQ=22231 Вт.

Затем был произведен расчёт удельных расходов тепловой энергии на отопление и вентиляцию зданий и сделан вывод, о том, что полученные значения удовлетворяют нормативным значения.

В рассматриваемом здании был выполнен расчёт отопительных приборов, определено количество секций в радиаторе и их группировка, в качестве нагревательных приборов были выбраны радиаторы чугунные типа PCBI-1.

После гидравлического расчёта применены трубы диаметром 20 и 15 мм, а также установлено, что суммарные потери в основном циркуляционном кольце составляют У(Rl_i+Z_i) = 9970,52 Па и располагаемое давление Дp_рц=10915 Па, и сделан вывод что запас давления в данном кольце оказался меньше 10% и расчет был произведен верно.

В системе отопления здания в соответствии с выполненным расчетом, в котором был определён основной размер элеватора - диаметр горловины, который равен 4,23 мм, исходя из этого был выбран более подходящий элеватор Мини, ТУ РБ 1450298.014 с диаметром горловины 10 мм.

Был выполнен расчёт системы вентиляции, определены потребные вентиляционные объёмы воздуха для каждого помещения, выбраны размеры вентиляционных каналов.

Для рассматриваемого здания применена естественная канальная вентиляция, состоящая из вертикальных внутренних каналов с отверстиями, закрытыми жалюзийными решетками, собранных горизонтальных воздуховодов и вытяжной шахты.

Был произведен аэродинамический расчёт (таблица 10), который дал представление о расходе воздуха, скорости воздуха в канале, динамическом давлении, потерям давления, общим потерям давления. Расчёт согласовался с нормами, которые установлены ТКП, где установлено, что отклонение от норм допускается 10%. Для данного аэродинамического расчета отклонение составляет 1,93%, что свидетельствует о правильности выполнения расчета.

Таким образом, в здании созданы системы отопления и вентиляции, обеспечивающие необходимый микроклимат помещений и отвечающие современным нормам проектирования.

Список литературы