Размещено на http://www.allbest.ru/

ОГЛАВЛЕНИЕ

• 1. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ
• 1.1 ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ НАРУЖНЫХ СТЕН
• 1.2 ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ЧЕРДАЧНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
• 1.3 ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОКНА
• 1.4 ПРОВЕРКА НАРУЖНЫХ ОГРАЖДЕНИЙ НА КОНДЕНСАЦИЮ ВЛАГИ
• 2. РАСЧЕТ ТЕПЛОПОТЕРЬ ЗДАНИЯ
• 2.1 ПРАВИЛА ОБМЕРА ПОВЕРХНОСТЕЙ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ
• 2.2 РАСЧЕТНЫЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НАРУЖНОГО И ВНУТРЕННЕГО ВОЗДУХА
• 2.3 ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ПОТЕРЬ ТЕПЛА ПОМЕЩЕНИЯМИ ЧЕРЕЗ ПОЛЫ, РАСПОЛОЖЕННЫЕ НА ГРУНТЕ И НА ЛАГАХ, И ЧЕРЕЗ ПОДЗЕМНУЮ ЧАСТЬ СТЕНЫ
• 2.4 ДОБАВОЧНЫЕ ПОТЕРИ ТЕПЛА, ВЫЗЫВАЕМЫЕ РАЗЛИЧНЫМИ ФАКТОРАМИ, КОТОРЫЕ, НЕ УЧИТЫВАЮТСЯ ОСНОВНОЙ ФОРМУЛОЙ
• 3. РАСЧЁТ ТЕПЛОВЫХ ЗАВЕС
• 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕОБХОДИМОЙ ПОВЕРХНОСТИ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ
• 5. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ТРУБОПРОВОДОВ
• 6. РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИИ
• 7. ВЫБОР ЦИРКУЛЯЦИОННОГО НАСОСА
• 8. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ КОТЕЛЬНОЙ
• 9. ПОДБОР РАСШИРИТЕЛЬНОГО БАКА
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
• 1. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ
• Исходные данные:
• Температура наиболее холодной пятидневки t_н5 = -23 ?С.
• Средняя температура отопительного периода t_о.п.= -2,2 ?С.
• Средняя скорость ветра за январь щ = 5,9 м/с.
• Зона влажности "С".
• Продолжительность отопительного периода n = 196 сут.
• Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций б_в=8,7 Вт/(м²•?С).
• Коэффициент теплоотдачи для зимних условий наружной поверхности б_н для наружных стен б_н=23 Вт/(м²•?С).
• Расчётная температура внутреннего воздуха t_в = 20 ?С.
• Относительная влажность внутреннего воздуха ц_в = 50 %

Влажностный режим нормальный.

• Условия эксплуатации ограждающих конструкций Б.

1.1 Теплотехнический расчет наружных стен

Требуемое значение общего сопротивления теплопередачи:

• , (1.1)
• где - коэффициент, учитывающий характер омывания ограждения наружным воздухом, для наружных стен n=1;
• - нормируемая температура воздуха в помещении,?С, по таблице 1.4 1, t_в = 20;
• - расчетная температура наружного воздуха, ?С, по таблице 1.3 1, t_н = -23;
• -коэффициент теплоотдачи от внутреннего воздуха к внутренней поверхности ограждения, , по таблице 1.5 [1], =8,7;
• - нормируемый перепад температур, ?С, по таблице 1.
• Таблица 1 - Значение

Здания и помещения	Нормируемый температурный перепад для
	Наружных стен	Покрытий и чердачных перекрытий	Перекрытий над проездами, подвалами и подпольями
Жилые, лечебно-профилактические, детские учреждения, школа, интернаты	4	3	2

• Исходя из таблицы 1, принимаем , тогда требуемое сопротивление теплопередачи будет:
• (м²·?С)/Вт.
• Рассчитаем приведенное значение общего сопротивления теплопередачи. Исходя из условий энергосбережения, находим значения сопротивления теплопередаче R_о ограждающих конструкций в зависимости от климатических условий, учитываемых по величине градусо-суток отопительного периода (ГСОП):
• , (1.2)
• где - продолжительность отопительного периода, сутки, по таблице 1.3 [1] ;
• - средняя температура воздуха за отопительный период, ⁰С, по таблице 1.3 [1] ;
•  ⁰С•сут.
• Определим приведённое термическое сопротивление , (м²•?С)/Вт, наружных стен по таблице и получим (м²•?С) /Вт.

В качестве расчётного требуемого термического сопротивления принимается наибольшее из двух значений:

• ;
• (м²•?С) /Вт.
• Принимаем следующую конструкцию стены:

Рисунок 1.1 - Разрез стены

• Внутренняя штукатурка сухая л₁=0,20 Вт/(м²•?С); д₁=0,02 м;
• Внутренний и наружный слои кладки из силикатного кирпича л₂=0,70 Вт/(м²•?С); д₂=0,25 м; д₄=0,12 м;
• Между слоями кирпичной кладки утеплитель из пенополиуретана л₃=0,03 Вт/(м²•?С); д₃=Х м.
• Определим толщину изоляции , м, по выражению:
• , (1.3)
• где - расчётное значение коэффициента теплоотдачи наружной поверхности стен, Вт/(м²•?С), ;

м.

Принятая толщина утеплителя 0,07 м.

• Фактическое сопротивления теплопередаче R_ф будет определяться по формуле:
• ; (1.4)
• (м²•?С)/Вт.
• Коэффициент теплопередачи , Вт/(м²• ?С), определяется по формуле:
• ; (1.5)
• Вт/м²•?С.

1.2 Теплотехнический расчет чердачного перекрытия

Рассчитаем требуемое значение общего сопротивления теплопередачи:

• , (1.6)
• где n для чердачных перекрытий 0,9;
• - нормируемый перепад температур, ?С, находим по таблице 1, ?С
• Требуемое сопротивление теплопередачи :
• (м²•?С)/Вт.
• Определим приведённое термическое сопротивление , (м²•?С)/Вт, чердачных перекрытий по таблице и получим (м²•?С) /Вт.
• Так как приведенное значение общего сопротивления теплопередачи больше требуемого значения общего сопротивления теплопередачи, то в дальнейших расчетах будем использовать приведенное значение общего сопротивления теплопередачи.
• ;
• (м²•?С) /Вт.

Принимаем следующую конструкцию перекрытия.



Рисунок 1.2 - Чердачное перекрытие

По таблице 1.1 1 подбираем материал перекрытия: сухая штукатурка л₁=0,20 Вт/(м²•°С); д₁=0,02 м; железобетонная плита л₂=2,0 Вт/(м²•°С); д₂=0,220 м; рубероид л₃=0,174 Вт/(м²•°С); д₃=0,002 м; пенополиуретан л₄=0,03 Вт/(м²•°С); д₄=Ч м, слой цементно-песчаного раствора л₅=0,93 Вт/(м²•°С); д₅=0,05 м.

Рассчитаем толщину утепляющего слоя д_у по формуле:

; (1.7)

где - расчётное значение коэффициента теплоотдачи для перекрытий здания, Вт/(м²•?С), ;

м.

Округляя до стандартного значения, получаем толщину утеплителя 0,105 м. Фактическое сопротивления теплопередаче R_ф будет определяться по формуле:

; (1.8)

(м²•?С)/Вт.

Коэффициент теплопередачи покрытия, Вт/(м²•К), по выражению (1.5):

Вт/(м²•?С).

1.3 Теплотехнический расчет окна

По формуле определим термическое сопротивление:

, (1.9)

(м²•?С) /Вт.

По таблице 1.4.4.[2] определяем фактическое значение термического сопротивления и подбираем окна:

(м²•?С) /Вт.

Выбираем двухкамерный пакет из стекла с селективным покрытием

1.4 Проверка наружных ограждений на конденсацию влаги

Проверка конструкций ограждений на отсутствие конденсации водяных паров на их внутренней поверхности состоит в определении температуры внутренней поверхности наружных ограждений и температуры точки росы.

Температура точки росы равна ?С.

Температура внутренней поверхности наружного ограждения определяется по зависимости:

, (1.10)

где - расчётная внутренняя температура помещения, ?С;

- расчётная наружная температура воздуха, ⁰С;

- термическое сопротивление тепловосприятию, (м²•?С) /Вт;

- общее сопротивление данного ограждения, (м²•?С) /Вт.

С учётом того, что

, (1.11)

где - коэффициент теплоотдачи от внутренней поверхности ограждения к воздуху помещения, Вт/(м²•?С), выражение (1.10) примет следующий вид:

.(1.12)

Для наружной стены (м²•?С)/Вт:

?С.

Так как , то конденсации водяных паров на внутренней поверхности наружной стены не будет.

1.5 Теплотехнический расчет надподвального перекрытия

Рассчитаем требуемое значение общего сопротивления теплопередачи:

, (1.13)

где n для подполья 0,6; - нормируемый перепад температур, ?С, находим по таблице 1, ?С

(м²•?С)/Вт.

Определим приведённое термическое сопротивление , (м²•?С)/Вт, для подполья по таблице и получим (м²•?С) /Вт. Так как приведенное значение общего сопротивления теплопередачи больше требуемого значения общего сопротивления теплопередачи, то в дальнейших расчетах будем использовать приведенное значение общего сопротивления теплопередачи.

;

(м²•?С) /Вт.

Принимаем следующую конструкцию перекрытия.

По таблице 1.1 1 подбираем материал перекрытия: доска л₁=0,15 Вт/(м²•°С); д₁=0,037 м; пенополиуретан л₂=0,03 Вт/(м²•°С); д₂=Ч м, по таблице 1.6[1] термическое сопротивление воздушной прослойки R_вп=0,28 (м²•°С)/Вт, железобетонная плита л₃=2,0 Вт/(м²•°С); д₃=0,22 м;

Рассчитаем толщину утепляющего слоя д_у по формуле:

; (1.13)

где - расчётное значение коэффициента теплоотдачи для перекрытий здания, Вт/(м²•?С), ;

м.

Округляя до стандартного значения, получаем толщину утеплителя 0,095 м.

Фактическое сопротивления теплопередаче R_ф будет определяться по формуле:

; (1.14)

(м²•?С)/Вт.

Коэффициент теплопередачи покрытия, Вт/(м²•К), по выражению (1.5):

Вт/(м²•?С).

1.6 Теплотехнический расчет дверей

По таблице 1.16[1] принимаем наружные двери - двойные, деревянные.

2. РАСЧЁТ ТЕПЛОПОТЕРЬ ЗДАНИЯ

Потери теплоты помещениями через ограждающие конструкции, учитываемые при проектировании систем отопления, разделяются на основные и добавочные, которыми учитывается ряд факторов, влияющих на величину теплопотерь. Основные теплопотери помещений Q_осн, Вт, складываются из потерь тепла через отдельные ограждающие конструкции, определяемые по формуле:

,(2.1)

где k - коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции, Вт/(м²·К); F - площадь ограждающей конструкции, через которую происходит теплообмен, м²; t_В - расчетная температура внутреннего воздуха, °С; t_н - расчетная температура наружного воздуха, °С; n - поправочный коэффициент к расчетной разности температур (t_в - t_н).

Расчётные температуры внутреннего воздуха в помещениях выбираются по таблице 1.4 [1] в соответствии с назначением помещений.

Теплообмен через ограждения между смежными отапливаемыми помещениями при расчете теплопотерь учитывается, если разность температур внутреннего воздуха этих помещений составляет более 3° С. При меньшей разности температур, теплообмен незначителен и не учитывается. Для теплообмена между смежными отапливаемыми помещениями необходимо знать конструкцию внутренних стен и их коэффициенты теплопередачи.

Конструкция несущих стен в помещениях представлена на рисунке 2.1.



Рисунок 2.1 - Конструкция несущих стен

1,3 - штукатурка из цементно-песчаного раствора, мм, Вт/(м•К); 2 - силикатный кирпич, мм, Вт/(м•К).

Коэффициенты теплоотдачи от обеих поверхностей стены во внутренние помещения принимаем равными Вт/(м²•К).

Термическое сопротивление такой стены определяется по формуле:

;(2.2)

(м²•К)/Вт.

Коэффициент теплопередачи , Вт/(м²•К), определяется по выражению (1.5):

Вт/(м²•К).

Перегородки имеют ту же конструкцию, однако слой кирпича здесь имеет толщину мм. Соответственно термическое сопротивление и коэффициент теплопередачи стены по формулам (2.2) и (1.1.7):

(м²•К)/Вт;

Вт/(м²•К).

Принимаем следующую конструкцию пола:

Рисунок 1.3- Конструкция пола

1- линолеум поливинилхлоридный, м, Вт/(м•К), 2- слой цементно-песчаного раствора л₅=0,93 Вт/(м²•°С); д₅=0,05 м, 3- железобетонная плита л₃=2,0 Вт/(м²•°С); д₃=0,17 м.

Термическое сопротивление пола:

;(2.3)

(м²•К)/Вт.

Коэффициент теплопередачи , Вт/(м²•К), определяется по выражению (1.5):

Вт/(м²•К).

2.1 Правила обмера поверхностей ограждающих конструкций

Поверхность F, м², наружных ограждений при подсчете потерь тепла измеряется по планам и разрезам здания следующим образом (рисунок 2.2).

1. Высота стен первого этажа, если пол находится непосредственно на грунте, - между уровнями полов первого и второго этажей; если пол на лагах - от наружного уровня подготовки пола на лагах до уровня пола второго этажа; при не отапливаемом подвале или подполье - от уровня нижней поверхности конструкции пола первого этажа до уровня чистого пола второго этажа (h₁), а в одноэтажных зданиях с чердачным перекрытием высота измеряется от пола до верха утепляющего слоя перекрытия.

2. Высота стен промежуточного этажа - между уровнями чистых полов данного и вышележащего этажей (h₂), а верхнего этажа - от уровня его чистого пола до верха утепляющего слоя чердачного перекрытия (h₃) или бесчердачного покрытия.

3. Длина наружных стен в угловых помещениях - от кромки наружного угла до осей внутренних стен (l₁ и l₂), а в неугловых - между осями внутренних стен (l₃).

4. Поверхность окон, дверей и фонарей - по наименьшим размерам строительных, проемов в свету (a и b).

5. Поверхности потолков и полов над подвалами и подпольями в угловых помещениях - по размерам от внутренней поверхности наружных стен до осей противоположных стен (m₁ и n), а в неугловых - между осями внутренних стен (m) и от внутренней поверхности наружной стены до оси противоположной стены (n).

6. Длина внутренних стен - по размерам от внутренних поверхностей наружных стен до осей внутренних стен (m₁) или между осями внутренних стен (m). Для подсчета поверхности ограждающих конструкций линейные размеры их принимаются с точностью до 0,001 м. Поверхности отдельных ограждающих конструкций подсчитываются с точностью до 0,01 м².

Рисунок 2.2 Правила обмера теплопередающих ограждений

2.2 Расчетные температуры наружного и внутреннего воздуха

Расчетная наружная температура t_Н при определении потерь тепла помещениями принимается равной средней температуре воздуха наиболее холодных пятидневок в данном населенном пункте из восьми зим за 50-летний период. Эта расчетная температура значительно выше, чем абсолютная минимальная. Расчет системы отопления на абсолютную минимальную температуру, которая отмечается раз в несколько лет, причем в течение короткого периода, измеряемого часами, экономически не оправдан. Резкое кратковременное понижение температуры наружного воздуха благодаря теплоаккумулирующей способности строительных конструкций и мебели, находящейся в помещении, не вызывает заметных изменений температуры внутреннего воздуха. Принятые в России значения температур наружного воздуха для расчета систем отопления основаны на большом практическом опыте и теоретических исследованиях вопросов тепловой устойчивости зданий. Внутренняя температура t_в для помещений жилых и общественных зданий принимается в зависимости от назначения помещения. Для цехов и отделов производственных зданий она принимается в соответствии с требованиями технологии и категорией работы по физической нагрузке рабочего. Поправочный коэффициент n к расчетной разности температур (t_в-t_н) вводится при подсчете потерь тепла через ограждающие конструкции, которые внешней стороной обращены в неотапливаемое помещение (чердак, подвал, тамбур и т.п.), а не наружу. Этот коэффициент уменьшения расчетной разности температур принимается по СНиПу.

2.3 Добавочные потери тепла, вызываемые различными факторами, которые не учитывается основной формулой

Основная формула для расчета потерь тепла помещением через ограждающие конструкции не учитывает ряд факторов, влияющих на величину потерь. К ним относятся: ориентация помещений по отношению к странам света; наличие двух и более наружных стен; поступление в помещение наружного воздуха через наружные двери и ворота; высота помещений; инфильтрация в помещения наружного воздуха через неплотности строительных конструкции (в данном проекте инфильтрация не учитывается). Перечисленные факторы учитываются добавками, исчисляемыми в процентах к основным потерям тепла, рассчитанным по данной формуле в следующих размерах.

1. На ориентацию по отношение к странам света (для вертикальных и наклонных наружных ограждений). Величина этой добавки принимается в соответствии со схемой, приведенной на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 - Величина добавки в зависимости от ориентации ограждения по странам света

2. Добавка на обдувание ветром зависит от скорости ветра и от того, защищено или нет ограждение от ветра. Если скорость ветра менее 5 м/с , то для защищенных зданий поправка составит 5%, для незащищенных - 10%. Если скорость ветра находится в пределах 5…10 м/с , то для защищенных зданий поправка составит 10%, для незащищенных - 20%. Если скорость ветра более 10 м/с , то для защищенных зданий поправка составит 15%, для незащищенных - 30%.

3. Добавка на угловые помещения составляет 5% от основных теплопотерь на каждое вертикальное ограждение или вертикальную проекцию наклонного углового ограждения.

4. Добавка на открывание наружных дверей зависит от конструкции наружного входа:

для тройных дверей с двумя тамбурами в=0,2З;

для двойных дверей с тамбуром в=0,27З;

для двойных дверей без тамбура в=0,34З;

для одинарных дверей в=0,22З, где З - высота здания, м;

для наружных ворот при наличии тамбура в=1;

для наружных ворот без завес и тамбура в=3;

для наружных ворот, оборудованных тепловоздушными завесами в - не учитывают;

для зданий с частым открыванием дверей в=400…600%

5. Добавка на инфильтрацию (проникновение наружного воздуха в помещение через неплотности в проёмах окон и дверей).

. (2.3)

теплотехнический конденсация котельная насос

6. На высоту помещений. При высоте помещений больше 4 м расчетная величина теплопотерь через все ограждения с включением добавок увеличивается на 2% на каждый метр высоты сверх 4 м, но не более 15%. Эта добавка необходима в связи с некоторым перегревом воздуха верхней зоны помещения. В производственных помещениях, где температура воздуха под потолком и в рабочей зоне может отличаться больше, чем в помещениях общественных зданий, указанная добавочная потеря определяется на основе специального расчета распределения температуры по высоте. В лестничных клетках здания добавочная потеря на высоту не учитывается.

Расчет теплопотерь сведем в таблицу 2.1.

Таблица 2.1- Расчет теплопотерь



Определяем удельный тепловую характеристику здания , Вт/(м³• ^оС), по формуле:

; (2.4)

где - суммарные потери теплоты всего здания, Вт;

V_нар-объем отапливаемой части здания по наружному обмеру, м³,

V_нар=2149 м³;

t_в- средневзвешенная температура здания, ⁰С, t_в=20⁰С;

t_н- температура холодной пятидневки, t_н=-23⁰С

Вт/(м³• ^оС),

Сравниваем значение удельной тепловой характеристики с нормативным значением

Таблица 2.2-Значение для гражданских зданий.

Объем здания, тыс. м3	До 5	5-10	10-15	>15
Тепловая характеристика , Вт/м3·0С	0,56-0,41	0,52-0,35	0,49-0,31	0,46-0,21

Если температура t_н не равна 30⁰С, то вводится поправка в_t (), которая определяется по формуле:

, (2.5)

или по таблице:

Таблица 2.3-Значения в зависимости от

, 0С	-10	-15	-20	-25	-30	-35	-40	-45	-50
	1,45	1,28	1,17	1,08	1	0,95	0,9	0,85	0,82

Для =-23 ⁰С принимаем =1,12

<, неравенство выполняется

Также можно определить по формуле:

, (2.6)

где Р- периметр здания, м, Р=84,76 м;

А- отапливаемая площадь здания, м², А=652 м²;

g₀-коэффициент, учитывающий остекление;

; (2.7)

А_ост- площадь остекления, м², А_ост=46,5 м²;

А_огр- площадь ограждения, м², А_огр=447,8 м²;

;

К-коэффициенты теплопередачи;

Н-высота здания, м, 8,45 м.

<, неравенство выполняется

Определяем удельный расход теплоты на отопление здания q^расч, кДж/(м²• ^оС-сут), кДж/(м³• ^оС-сут), по формулам:

; (2.8)

, (2.9)

где - суммарный расход теплоты на отопление здания в течение отопительного периода, Мдж, определяется по формуле:

, (2.10)

где - теплопотери отапливаемой части здания, Вт;

- нормативная внутренняя температура, ^оС;

- средняя наружная температура отопительного периода, ^оС, =-2,2 ⁰С;

- расчётная наружная температура для отопления, равная средней температуре холодной пятидневки, ^оС;

- продолжительность отопительного периода, с;

Дж;

?F - суммарная отапливаемая площадь, м²;

?V - суммарный отапливаемый объём здания, м³;

D_d - градусо-сутки отопительного периода, ^оС•сут;

кДж/(м²• ^оС-сут);

кДж/(м³• ^оС-сут).

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕОБХОДИМОЙ ПОВЕРХНОСТИ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

Подробный расчёт приведём для помещения № 101, температура воздуха в котором ⁰С.

Принимаем температуру воды в подающем трубопроводе ⁰С, в обратном трубопроводе ⁰С.

Принимаем к установке чугунный секционный радиатор марки М-140 с монтажной высотой мм; способ прокладки - свободно в подоконном пространстве; трубы проложены открыто.

Система отопления водяная двухтрубная насосная с верхней разводкой.

Определим требуемую поверхность нагревательного прибора по формуле:

, (4.1)

где в₁ - коэффициент, учитывающий остывание воды в трубах, в₁ = 1,4 [1, таблица III.20];

в₂ - коэффициент, учитывающий способ установки прибора, при установке прибора в нише глубиной не более 130 мм в₂ = 1;

в₃ - коэффициент, учитывающий число секций в радиаторе

Требуемая теплоотдача нагревательного прибора в помещении № 101 определяется по формуле:

, (4.2)

где - тепловые потери помещения, Вт, (таблица 2.1);

- тепловые поступления из смежных помещений, Вт, (таблица 2.1);

Вт.

Температуру поверхности прибора можно найти по формуле:

,(4.3)

⁰С.

В соответствии с полученным значением по разности температур:

⁰С.

Определяем коэффициент теплопередачи:

Вт/(м²•К).

м².

Предварительное число секций прибора определяется по формуле:

,(4.4)

где - поверхность нагрева одной секции, м², f = 0,254 м²;

.

При округлении числа секций в радиаторе до целого числа расчётную площадь поверхности нагрева можно уменьшить не более чем на 0,1 экм. Для выбранного прибора поверхность нагрева одной секции в экм равна экм [1, таблица III.7]. Так как экм >0,1 экм, то после округления числа секций до целого получим . Выполним предварительную компоновку: в помещении предполагается установить 1 радиатор, имеющий 4 секции. Теперь необходимо уточнить число секций прибора путём введения поправочного коэффициента в₃, учитывающего число секций в радиаторе:

,(4.5)

где для приборов из 4 секций;

.

Сравнивая с ЭКМ получим 4 секций

Компоновка не изменилась.

Фактическая теплоотдача радиатора, Вт, определяется по формуле:

,(4.6)

Вт.

Относительное расхождение между требуемой и фактической теплоотдачей прибора составляет:

;(4.7)

,

Невязка должна находится в допустимых пределах (), но в сторону избытка теплоты допустимы большие отклонения.

Результаты расчёта нагревательных приборов в остальных помещениях приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1- Расчёт нагревательных приборов



5. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ТРУБОПРОВОДОВ

Перед выполнением гидравлического расчёта строится аксонометрическая схема системы отопления с нанесением всех элементов системы (нагревательные приборы, котлы, насосы и т.п.).

Выбираются расчётные циркуляционные кольца: большое (наиболее протяжённое и нагруженное) и малое (любое другое). Каждое циркуляционное кольцо разбивается на расчётные участки, характеризующиеся постоянным расходом и диаметром трубопровода. На аксонометрической схеме участки нумеруются, обозначаются их тепловые нагрузки и длины.

Выявляются местные сопротивления на участках и подсчитываются суммы коэффициентов местных сопротивлений согласно таблице III.65 [1]. Местные сопротивления (МС), расположенные на границе двух участков, относят к тому участку, где меньше расход воды. Расчёт приведён в таблице 5.2.

По величине тепловой нагрузки участка определяется расход теплоносителя (воды) через участок, кг/ч,

,(5.1)

где Q_уч - тепловая нагрузка участка, Вт;

с - удельная теплоемкость воды, кДж/(кг•К), с = 4,186;

Затем принимается ориентировочное среднее значение удельных потерь давления на трение, , Па/м.

,(5.2)

где - длина всех расчетных участков, м;

- располагаемое давление, Па.

С использованием величин и по номограмме [3] определяем предварительное значение диаметра трубопровода на участке d, мм, затем по таблице III.60 [1] округляем его до стандартного d_уч. Далее по величинам и d_уч определяем уточнённые значения удельных потерь давления , Па/м, а также скорость воды , м/с, и динамическое давление , Па, на участке.

Потери давления на трение на участке находятся как произведение:

R_учl_уч. (5.3)

Потери давления на местные сопротивления определяются по формуле:

, (5.4)

Затем определяются общие потери давления на трение:

.(5.5)

Подсчитываются потери давления на трение и на местные сопротивления в целом по циркуляционному кольцу

.(5.6)

В той же последовательности проводится расчёт остальных циркуляционных колец. Ограничимся двумя кольцами, расчёт которых приведён в таблице 5.1.

Гидравлический расчёт системы отопления сводим в таблицу 5.1.

Рассчитаем располагаемое давление:

, (5.7)

ДР_е - естественное давление, возникающее при охлаждении воды в приборах. Па, ДР_тр - естественное давление, возникающее в результате охлаждения воды в трубопроводах, Па.

Естественное давление, возникающее при охлаждении воды в приборах, определяется по формуле:

(5.8)

Па.

определяется по графику (лист III.25.) [1], Па.

Па.

Таблица 5.1- Гидравлический расчет системы отопления

Рассчитаем невязку:

Невязка допустима.

Расчёт местных сопротивлений сводим в таблицу 5.2

Таблица 5.2 - Расчёт местных сопротивлений

№ участка	Характер сопротивления	число МС х о	Уо
1	полрадиатора	1х0,6	3,6
	тройник на противотоке	1х3
2	отвод под углом 900	1х1,5	2,5
	тройник на прямой проход	1х1
3	тройник на прямой проход	1х1	1
4	тройник на прямой проход	1х1	1
5	тройник на прямой проход	1х1	1
6	тройник на прямой проход	1х1	1
7	тройник на противотоке	1х3	3,5
	задвижка	3х0,5
8	отвод под углом 900	1х0,3	0,3
9	тройник на проход с поворотом	1х1,5	3,55
	полкотла	1х1,25
	задвижка	1х0,5
	отвод под углом 900	1х0,3
10	тройник на проход с поворотом	1х1,5	3,55
	отвод под углом 900	1х0,3
	задвижка	1х0,5
	полкотла	1х1,25
11	отвод под углом 900	3х0,3	0,9
12	тройник на противотоке	1х3	3
13	тройник на проход с поворотом	1х1,5	2
	задвижка	1х0,5
14	тройник на прямой проход	1х1	1
14	тройник на прямой проход	1х1	1
	тройник на прямой проход	1х1	1
15	тройник на прямой проход	1х1	1
16	тройник на прямой проход	1х1	1
17	тройник на прямой проход	1х1	1
18	тройник на проход с поворотом	1х1,5	2,5
	отвод под углом 900	1х1
19	тройник на проход с поворотом	1х1,5	6,1
	кран двойной регулировки	1х4
	полрадиатора	1х0,6
20	полрадиатора	1х0,6	3,6
	тройник на противотоке	1х3
21	тройник на проход с поворотом	1х1,5	1,5
22	тройник на проход с поворотом	1х1,5	3
	отвод под углом 900	1х1,5
23	полрадиатора	1х0,6	6,1
	тройник на проход с поворотом	1х1,5
	кран двойной регулировки	1х4

6. РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИИ

В канальных системах естественной вытяжной вентиляции воздух перемещается в каналах и воздуховодах под действием естественного давления, возникающего вследствие разности давлений холодного наружного и теплого внутреннего воздуха.

Естественное давление Др_е , Па, определяют по формуле:

, (6.1)

где h_i - высота воздушного столба, принимаемая от центра вытяжного отверстия до устья вытяжной шахты, м;

с_н, с_в - плотность соответственно наружного и внутреннего воздуха, кг/м³.

Расчетное естественное давление для систем вентиляции жилых и общественных зданий, согласно СНиП П-33-75, определяется для температуры наружного воздуха +5° С. Считается, что при более высоких наружных температурах, когда естественное давление становится весьма незначительным, дополнительный воздухообмен можно получать, открывая более часто и на более продолжительное время форточки, фрамуги, а иногда и створки оконных рам.

Анализируя выражение для естественного давления можно сделать следующие практические выводы.

1. Верхние этажи здания по сравнению с нижними находятся в менее благоприятных условиях, так как располагаемое давление здесь меньше.

2. Естественное давление становится большим при низкой температуре наружного воздуха и заметно уменьшается в теплое время года.

3. Охлаждение воздуха в воздуховодах (каналах) влечет за собой снижение действующего давления и может вызвать выпадение конденсата со всеми вытекающими при этом последствиями

Кроме того, из этого следует, что естественное давление не зависит от длины горизонтальных воздуховодов, тогда как для преодоления сопротивления в коротких ветвях воздуховодов, безусловно, требуется меньше давления, чем в ветвях значительной протяженности. На основании технико-экономических расчетов и опыта эксплуатации вытяжных систем вентиляции радиус действия их от оси вытяжной шахты до оси наиболее удаленного отверстия допускается не более 8 м.

Расчету воздуховодов (каналов) должна предшествовать следующая расчетно-графическая работа.

1. Определение воздухообменов для каждого помещения по кратностям (согласно СНиП соответствующего здания) или по расчету.

2. Компоновка систем вентиляции. В одну систему объединяют только одноименные или близкие по назначению помещения. Санитарные узлы во всех случаях обслуживаются самостоятельными системами и при пяти унитазах и более оборудуются механическими побудителями. В курительных комнатах, как правило, осуществляется механическая вентиляция Вытяжку из комнат жилого дома с окнами, выходящими на одну сторону, рекомендуется объединять в одну систему.

3. Графическое изображение на планах этажей и чердака элементов системы (каналов и воздуховодов, вытяжных отверстий и жалюзийных решеток, вытяжных шахт). Против вытяжных отверстий помещений указывается количество воздуха, удаляемого по каналу. Транзитные каналы, обслуживающие помещения нижних этажей, рекомендуется обозначать римскими цифрами (I, II, III и т.д.). Все системы вентиляции должны быть пронумерованы.

4. Вычерчивание аксонометрических схем в линиях, или, что лучше, с изображением внешних очертаний всех элементов системы. На схемах в кружке у выносной черты проставляется номер участка, над чертой указывается нагрузка участка, м³/ч, а под чертой - длина участка, м.

Аэродинамический расчет воздуховодов (каналов) выполняют по таблице или номограммам, составленным для стальных воздуховодов круглого сечения при с_в=1,205 кг/м³, t_в=20 °С. В них взаимосвязаны величины L, R, w, h_w и d.

Чтобы воспользоваться таблицей или номограммой для расчета воздуховода прямоугольного сечения, необходимо предварительно определить соответствующую величину равновеликого (эквивалентного), диаметра, т.е. такого диаметра круглого воздуховода, при котором для той же скорости движения воздуха, как и в прямоугольном воздуховоде, удельные потери давления на трение были бы равны. Диаметр определяется по формуле:

, (6.2)

где a, b - размеры сторон прямоугольного воздуховода, м.

Если воздуховоды имеют шероховатую поверхность, то коэффициент трения для них а, следовательно, и удельная потеря давления на трение будут соответственно больше, чем указано в таблице или номограмме.

Методика расчета воздуховодов (каналов) систем естественной вентиляции может быть представлена в следующем виде.

1. При заданных объемах воздуха, подлежащего перемещению по каждому участку каналов, принимают скорость его движения.

2. По объему воздуха и принятой скорости определяют предварительно площадь сечения каналов. Потери давления на трение и местные сопротивления для таких сечений каналов выявляют по таблицам или номограммам.

3. Сравнивают полученные суммарные сопротивления с располагаемым давлением. Если эти величины совпадают, то предварительно полученные площади сечения каналов могут быть приняты как окончательные. Если же потери давления оказались меньше или больше располагаемого давления, то площадь сечения каналов следует увеличить или, наоборот, уменьшить, т. е. поступать так же, как при расчете трубопровода системы отопления.

Местные потери по участкам представлены в таблице 6.1:

Таблица 6.1 - Расчёт местных сопротивлений

№ участка	Характер сопротивления	число МС х о	Уо
1	жалюзийно-декоративная решётка	1х2,19	3,45
	плавный отвод прямоугольного сечения	1х0,25
	колено с изменением сечения	1х1,01
2	тройник на всасывание	1х0,8	0,8
3	зонт с диффузором	1х0,6	0,6
4	жалюзийно-декоративная решётка	1х2,19	3,45
	плавный отвод прямоугольного сечения	1х0,25
	колено с изменением сечения	1х1,01
5	тройник на всасывание	1х0,8	0,8

Из таблицы VII.7 [5] определяем часовой объём вентилируемого воздуха, м³/ч.

Это значение принимаем в качестве расчётного.

Вытяжная решётка будет находиться на высоте 2,5 м над уровнем пола. Система вентиляции помещений представляет собой вертикальный приставной канал длиной м. Для определения площади сечения канала на данном участке задаёмся скоростью движения воздуха по таблице 4.1 [6], м/с. Площадь поперечного сечения канала, м², определяется по формуле:

, (6.3)

Принимаем размеры поперечного сечения прямоугольного канала, м.

Уточним скорость движения воздуха на участке:

,(6.4)

Эквивалентный диаметр участка:

,(6.5)

где а, b - размеры поперечного сечения прямоугольного канала, мм.

По номограмме, приложение 1 [6] определяем удельную потерю давления на трение, Па/м.

Потери давления на трение на участке с учётом шероховатости:

,(6.6)

где - коэффициент шероховатости материала канала, для шлакобетонных плит таблица III.5 [5];

Определим сумму коэффициентов местных сопротивлений на участке по таблице 6.1.

Из приложения 1 [6] по скорости воздуха определяем динамическое давление, Па.

Потери давления на местные сопротивления участка:

,(6.7)

Общие потери давления на участке, Па:

. (6.8)

Результаты расчёта системы вентиляции представлены в таблице 6.2.

Располагаемое давление, Па, в естественной вытяжной системе вентиляции определяется по формуле:

,(6.9)

где h - расстояние по вертикали от оси вытяжной решетки до устья вытяжной шахты, м, h =2,9;

- плотность наружного воздуха, кг/м³, при температуре 5 С, ;

- плотность внутреннего воздуха, кг/м³, при С, ;

Па.

Сравним полученные потери на участке 1,2,3 с располагаемым давлением:

1,718 Па < 1,74 Па, следовательно, условие естественной вентиляции P_расп.>Rl+Z = ДP выполняется.

Запас давления в системе вентиляции:

; (6.10)

На участке 4,5: 1,579 Па<1,74 Па;Все условия выполняются.

Таблица 6.2 - Расчёт системы вентиляции

7. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ КОТЕЛЬНОЙ

Необходимо подобрать котёл, выбрать дымовые каналы для него, и определить высоту дымовой трубы.

Выбор котла производится по суммарной поверхности нагрева, которая определяется по формуле:

м², (7.1)

где 1,1… - коэффициент запаса на производительные потери тепла соответственно при нижней и верхней разводке трубопроводов;

- расчетное количество тепла, ккал/ч;

- тепловое напряжение поверхности нагрева, ккал/(м²?ч).

В качестве расчетного количества тепла принимаем суммарные теплопотери всего здания Вт = 18322 ккал/ч.

По таблице V.13 определяем тепловое напряжение поверхности нагрева. Для котлов типа ВНИИСТО-Мч большой модели при сжигании сортированного антрацита ккал/(м²?ч).

м².

Исходя из полученного результата, к установке принимаем 2 котла ВНИИСТО-Мч (большая модель) ГОСТ 7252-54, с максимальной теплопроизводительностью при сжигании сортированного антрацита 10000 ккал/ч.

Количество секций котла - 2 штуки;

· Строительная длина - 280 мм;

· Ёмкость - 27,2 л;

· Поверхность нагрева - 1,18 м²;

· Масса без воды - 214 кг.

Для чугунных котлов ВНИИСТО-Мч подбираем размеры дымовых каналов по таблице V.21 [1].

· Площадь сечения канала - 378 см²

· Размеры канала, кирпичей -

· Высота трубы при известной теплопроизводительности - 10 м.

Рассчитаем часовой расход топлива:

Для водогрейных и паровых котлов расход рассчитывается по формуле:

, (7.2)

где - расход тепла, ккал/ч;

- средняя низшая теплота сгорания топлива ккал/кг;

- кпд котельной установки, для индивидуальных котельных установок =0,6 [1].

По таблице V.23 [1] для антрацита находим ккал/кг.

кг/ч.

Площадь склада для твердого топлива на месячный запас:

, м², (7.3)

где - объемная масса топлива, принимаемая по таблице V.23 [1], кг/м³, ;

- высота штабеля в зависимости от рода топлива, м, ;

м².

Расход твердого топлива за отопительный период:

, (7.4)

где 1,1… - коэффициент, учитывающий непроизводительные потери тепла;

- теплопотери здания, ккал/ч;

- средняя внутренняя температура отапливаемых помещений, ^оС;

т.

8. ПОДБОР РАСШИРИТЕЛЬНОГО БАКА

Объём воды, л, в элементах системы отопления (нагревательных приборах, трубопроводах и котлах) находится по формуле:

, (8.1)

где - тепловая мощность системы отопления, Вт, ;

- объём воды в элементах системы отопления, л, в расчёте на теплоотдачу 1163 Вт.

Для нагревательных приборов: л, для трубопроводов местной системы с насосной циркуляцией: л по таблице III.43 [1], для чугунных секционных котлов: л по таблице III.43 [1].

л.

Полезная ёмкость расширительного бака, л, при температуре в подающем трубопроводе ⁰С определяется по выражению:

, (8.2)

л.

По таблице III.44 [1] принимаем к установке стандартный сварной цилиндрический расширительный бак 1Е010 из листовой стали толщиной 3 мм полезной ёмкостью л.

Размеры расширительного бака: диаметр мм, высота мм. Размеры будки бака: см, см. Масса бака 35,9 кг.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Щекин Р.В., Кореневский С.М., Беем Г.Е. Справочник по теплоснабжению и вентиляции [Текст]: издание 4-е, переработанное и дополненное. Книга 1-я./ Р.В. Щекин, С.М. Кореневский, Г.Е. Беем и др. - Киев: "Будiвельник", 1976. - 416 с.

2. Полушкин В.И., Русак О.Н., Бурцев С.И. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха Ч.1. Теоретические основы создания микроклимата здания [Текст]: Уч. пос. / В.И. Полушкин, О.Н. Русак, С.И. Бурцев и др. - СПб: Профессия, 2002. - 176 с.

3. Щекин Р.В., Кореневский С.М., Беем Г.Е. Справочник по теплоснабжению и вентиляции [Текст]: издание 4-е, переработанное и дополненное. Книга 2-я./ Р.В. Щекин, С.М. Кореневский, Г.Е. Беем и др. - Киев: "Будiвельник"

4. Ржаницина Л. М. Расчет систем вентиляции [Текст]: методические указания к курсовому и дипломному проектированию. / Л. М. Ржаницина. - Архангельск: РИО АЛТИ, 1987. - 20с.

5. Ржаницина Л. М. Отопление и вентиляция [Текст]: методические указания к курсовой работе по дисциплине "Энергетические системы обеспечения жизнедеятельности". / Л. М. Ржаницина. - Архангельск: АГТУ, 2006. - 20с.

Размещено на Allbest.ru