Отопление и вентиляция

Размещено на http://www.allbest.ru/

15

Санкт-Петербургский Государственный Архитектурно-Строительный Университет

Кафедра отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

Контрольная работа

«ОТОПЛЕНИЕ И ВЕНТИЛЯЦИЯ»

Санкт-Петербург 2005

Исходные данные

Вариант №	070
Город	Кострома
Влажностные условия эксплуатации ограждения здания	А
Расчетная температура наружного воздуха	tн = - 310С
Продолжительность отопительного периода	nо.п. = 222 сут.
Средняя температура воздуха отопительного периода	tср.о.п. = - 3,90С
Основной конструкционный слой	бетон ячеистый
Теплоизоляционный слой перекрытий	пенополиуретан
Ориентация главного фасада здания	северо-запад

Теплотехнический расчет наружных ограждений

Теплотехнические характеристики

№ слоя	Наименование материала	Плотность в сухом состоянии с, кг/м3	Коэффициент теплопроводности при условии эксплуатации А л, Вт/(мЧ0С)
Наружная стена
1	Известково-песчаный раствор	1600	0,70
2	Бетон ячеистый	800	0,33
3	Пенополиуретан	80	0,05
4	Цементно-песчаный раствор	1800	0,76
Перекрытия над подвалом
1	Линолеум многослойный	1600	0,33
2	Цементно-керамзитовый раствор	1400	0,52
3	Пенополиуретан	40	0,04
4	Железобетон	2500	1,92
Чердачное перекрытие
4	Цементно-шлаковый раствор	1400	0,52
3	Пенополиуретан	40	0,04
2	Рубероид	600	0,17
1	Железобетон	2500	1,92

Требуемое сопротивление теплопередаче:

где t_в - расчетная температура воздуха в неугловых жилых комнатах, t_в = 22⁰С, т.к. наружная расчетная температура t_н = - 31⁰С;

t_н - расчетная зимняя температура наружного воздуха;

n - поправочный коэффициент к расчетной разности температур;

б_в - коэффициент тепловосприятия от внутреннего воздуха к внутренней поверхности ограждений;

Дt_н - нормируемый перепад между температурами воздуха в помещении и внутренней поверхности наружного ограждения.

Для наружной стены: м²Ч⁰С/Вт

Для чердачных перекрытий: м²Ч⁰С/Вт

Для перекрытий над неотапливаемым подвалом с окнами:

м²Ч⁰С/Вт

Величина градусо-суток отопительного периода:

ГСОП = (t_в - t_ср.о.п.)Чz_о.п

ГСОП = (22 - (- 3,9))Ч222 = 5750

Требуемое приведенное сопротивление теплопередаче:

Для наружной стены жилого здания:

R_{о.пр.(НС)}^тр = 1,4+0,00035ЧГСОП = 1,4+0,00035Ч5750 = 3,413 м²Ч^оС/Вт

Для чердачного перекрытия и перекрытия над неотапливаемым подвалом:

R_{о.пр.(Пт, Пл)}^тр = 1,9+0,00045ЧГСОП = 1,9+0,00045Ч5750 = 4,488 м²Ч^оС/Вт

Для окон и балконных дверей при ГСОП = 5750<7000

R_{о.пр.(ДО, БД)}^тр = 0,5+0,000025ЧГСОП = 0,5+0,000025Ч4862 = 0,644 м²Ч^оС/Вт

Для наружной стены жилого здания:

R_о^тр = R_{о.пр.(НС)}^тр = 3,413 м²Ч^оС/Вт

Для чердачного перекрытия и перекрытия над неотапливаемым подвалом:

R_о^тр = R_{о.пр.(Пт, Пл)}^тр = 4,488 м²Ч^оС/Вт

Толщина искомого слоя ограждения:

R_о = R_о.пр. = R_о +…+ R_х+…+ R_n+ R_н =

R_х = R_о^тр - (R_в+R₁+…+R_n+R_н)

д_х = л_хЧR_х

Для наружной стены:

R_х = 3,413 - (1/8,7+0,02/0,7+0,3/0,33+0,12/0,76+1/23) = 3,413 - 1,2105 = 2,202 м²Ч^оС/Вт

д_х = 0,05Ч2,202 = 0,11 м = 110 мм

Для чердачного перекрытия:

R_х = 4,488 - (1/8,7+0,22/1,92+0,002/0,17+0,01/0,52+1/23) = 4,488 - 0,304 = 4,184 м²Ч^оС/Вт

д_х = 0,04Ч4,184 = 0,167 м = 170 мм

Для перекрытия над неотапливаемым подвалом:

R_х = 4,488 - (1/8,7+0,02/0,33+0,02/0,52+0,22/1,92+1/23) = 4,488 - 0,372 = 4,116 м²Ч^оС/Вт

д_х = 0,04Ч4,116 = 0,165 м = 170 мм

Фактическое сопротивление теплопередаче ограждения:

R_о = R_в+УR_i+ R_н

Для наружной стены:

R_о = 1/8,7+0,02/0,7+0,3/0,33+0,11/0,05+0,12/0,76+1/23 = 3,454 м²Ч^оС/Вт

Для чердачного перекрытия:

R_о=1/8,7+0,22/1,92+0,002/0,17+0,17/0,04+0,01/0,52+1/23=4,554 м²Ч^оС/Вт

Для перекрытия над неотапливаемым подвалом:

R_о=1/8,7+0,02/0,33+0,02/0,52+0,17/0,04+0,22/1,92+1/23 = 4,622 м²Ч^оС/Вт

Для окон и балконных дверей:

R_о = 0,644 м²Ч^оС/Вт.

Двухкамерный стеклопакет из стекла с мягким селективным покрытием в ПВХ переплетах.

Для наружных дверей:

R_о = 0,6ЧR_о(НС)^тр = 0,6Ч = 0,914 м²Ч^оС/Вт

Коэффициент теплопередачи ограждения:

k_огр = 1 / R_о

Для наружной стены:

k_огр = 1/3,454 = 0,290 Вт/(м²Ч^оС)

Для чердачного перекрытия:

k_огр = 1/4,554 = 0,220 Вт/(м²Ч^оС)

Для перекрытия над неотапливаемым подвалом:

k_огр = 1/4,622 = 0,216 Вт/(м²Ч^оС)

Для окон

k_огр = k_до - k_нс = 1/0,644 - 0,2721 = 1,281 Вт/(м²Ч^оС)

Для балконных дверей:

k_огр = 1/0,644 = 1,553 Вт/(м²Ч^оС)

Для наружных дверей:

k_огр = 1,67/ = 1,051 Вт/(м²Ч^оС)

Значения термических сопротивлений и коэффициентов теплопередачи наружных ограждений здания

Наименование наружного ограждения	Условное обозначение	Термическое сопротивление Rогр, м2ЧоС/Вт	Коэффициент теплопередачи kогр, Вт/(м2ЧоС)
Стена	НС	3,45	0,29
Чердачное перекрытие	Пт	4,55	0,22
Перекрытие над подвалом	Пл	4,62	0,22
Окно	ДО(ТО)	0,64	1,28
Балконная дверь	БД	0,64	1,55
Наружная дверь	НД	0,91	1,05

Т.к. наружная расчетная температура t_н = -31°С, расчетную температуру воздуха в жилых комнатах принимаю равной 22°С

Расход теплоты за отопительный период

в_по0442 = 1,1 - коэффициент, учитывающий непроизводительные потери теплоты системой отопления

Удельная тепловая характеристика здания

- поправочный температурный коэффициент

Сравнение со справочным значением

Расчет отопительных приборов

тепловой радиатор воздухообмен вентиляционный

Рассчитываю стояк №10

Устанавливаем чугунные радиаторы типа МС-140-98. В помещениях 122…422 устанавливаем по два отопительных прибора.

Тепловая мощность каждого прибора:

113(110): Q_пр = 660/1 = 660 Вт

213(210): Q_пр = 569/1 = 569 Вт

313(310): Q_пр = 569/1 = 569 Вт

413(410): Q_пр = 668/1 = 668 Вт

Тепловая нагрузка стояка

Qст = УQпр

Qст = 660+2Ч569+668 = 2466 Вт

Массовый расход воды в стояке:

,

где с_р - удельная теплоемкость воды,

t_r(о) - температура воды на входе в стояк (на выходе из стояка)

Средняя температура воды в каждом приборе стояка

,

где УQ - суммарная тепловая мощность приборов, подключенных к стояку выше рассчитываемого прибора;

Q_пр - тепловая мощность рассчитываемого прибора;

б - коэффициент затекания воды в прибор.

Разность средней температуры воды в приборе tпр и температуры воздуха в помещении tв

;

;

;

;

Номинальный тепловой поток радиатора, соответствующий потоку теплоты при разности температур теплоносителя и воздуха Дt_ср = 70^оС, расходе теплоносителя через прибор G_пр = 360 кг/ч и атмосферном давлении 1013 КПа.

,

где ц_к - комплексный коэффициент приведения Q_н.п. к расчетным условиям

,

где n = 0,3; р = 0,01 - показатели степени;

с = 1,0; ш = 1 - коэффициенты, соответствующие определенному виду отопительных приборов;

b?1,0 - коэффициент учета атмосферного давления в данной местности;

G_пр - массовый расход воды, проходящий через рассчитываемый прибор

,

тогда из таблицы

Минимально необходимое число секций радиатора

n_сек = ,

где Q_н.у - номинальный условный тепловой поток, принимаемый для одного элемента прибора;

в₄ - поправочный коэффициент, учитывающий способ установки прибора;

в₃ - поправочный коэффициент, учитывающий число секций в приборе.

Гидравлический расчет трубопроводов системы отопления

Тепловая нагрузка на всех расчетных участках основного циркуляционного кольца

Q_уч^{1 - 2} = Q_зд = 91350 Вт

Q_уч^2-3 = Q_уч^1-2-(Q_ст¹⁴+Q_ст¹³+Q_ст¹²+Q_ст¹¹) = 91350-(6483+(1815+3794)+(2427+ +3514)+2465) = =91350 - 20498 = 70852 Вт

Q_уч^3-4=Q_уч^2-3-(Q_ст¹⁵+Q_ст¹⁶+Q_ст¹⁷+Q_ст¹⁸+Q_ст¹) = 70852 - (6564+3936+2221+3936+ +(4320+4735) = 70852 - 25712 = 45140 Вт

Q_уч^{4 - 5} = Q_уч^{3 - 4} - Q_ст² = 45140 - (4320+4735) = 36085 Вт

Q_уч^{5 - 6} = Q_уч^{4 - 5} - Q_ст³ = 36085 - 3936 = 32149 Вт

Q_уч^{6 - 7} = Q_уч^{5 - 6} - Q_ст⁴ =32149 - 2221 = 29928 Вт

Q_уч^{7 - 8} = Q_уч^{6 - 7} - Q_ст⁵ = 29928 - 3936 = 25992 Вт

Q_уч^{8 - 9} = Q_уч^{7 - 8} - Qст⁶ = 25992 - 6564 = 19428 Вт

Q_уч^{9 - 10} = Q_уч^{8 - 9} - Q_ст⁷ = 19428 - 6483 = 12945 Вт

Q_уч^{10 - 11} = Q_уч^{9 - 10} - Q_ст⁸ = 12945 - (1815+3794) = 7336 Вт

Q_уч^{11 - 12} = Q_уч^{10 - 11} - Q_ст⁹ = 7336 - (2427+3514) = 1395 Вт

Q_уч^{12 - 13} = Q_уч^{11 - 12} + Q_ст⁹= 1395 + (2427+3514) = 7336 Вт

Q_уч^{13 - 14} = Q_уч^{12 - 13}+ Q_ст⁸ = 7336 + (1815+3794) = 12945 Вт

Q_уч^{14 - 15} = Q_уч^{13 - 14} + Q_ст⁷= 12945+6483 = 19428 Вт

Q_уч^{15 - 16} = Q_уч^{14 - 15} + Q_ст⁶ = 19428 + 6564 = 25992 Вт

Q_уч^{16 - 17} = Q_уч^{15 - 16} + Q_ст⁵ = 25992 + 3936 = 29928 Вт

Q_уч^{17 - 18} = Q_уч^{16 - 18} + Q_ст⁴ = 29928 + 2221 = 32149 Вт

Q_уч^{18 - 19} = Q_уч^{16 - 17} + Q_ст³ = 32149 + 3936 = 36085 Вт

Q_уч^{19 - 20} = Q_уч^{17 - 18} + Q_ст² = 36085 + (4320+4735) = 45140 Вт

Q_уч^{20 - 21} = Q_уч^{19 - 20} + (Q_ст¹⁵+ Q_ст¹⁶+ Q_ст¹⁷+ Q_ст¹⁸+ Q_ст¹) =

= 45140 + (6564+3936+2221+3936+(4320+4735) = 45140 + 25712 = 70852 Вт

Q_уч^21-22 = Q_уч^20-21+Q_ст¹⁴+Q_ст¹³+Q_ст¹²+Q_ст¹¹ = 70852 + (6483+(1815+3794)+(2427+ +3514)+2465) = = 70852 + 20498 = 91350 Вт

Массовый расход воды на участках

Средняя величина удельной потери давления на трение по длине основного циркуляционного кольца



где Р_расч - располагаемое давление;

0,6 - доля потерь располагаемого давления на трение в трубопроводе.

Участок 1 - 2: задвижка (ж = 0,5), пять отводов при условном диаметре d = 40 мм (ж = 0,5Ч5 = 2,5), Уж = 3,0

Участок 2 - 3: тройник на ответвление (ж = 1,5), вентиль при условном диаметре d = 32 мм (ж = 9), Уж = 10,5

Участок 3 - 4: тройник на ответвление (ж = 1,5), вентиль при условном диаметре d = 32 мм (ж = 9), Уж = 10,5

Участок 4 - 5: тройник на проход (ж = 1,0), Уж = 1,0

Участок 5 - 6: тройник на проход (ж = 1,0), Уж = 1,0

Участок 6 - 7: тройник на проход (ж = 1,0), Уж = 1,0

Участок 7 - 8: тройник на проход (ж = 1,0), Уж = 1,0

Участок 8 - 9: тройник на проход (ж = 1,0), два отвода при условном диаметре d = 20 мм (ж = 1,5Ч2 = 3,0), Уж =4,0

Участок 9 - 10: тройник на проход (ж = 1,0), Уж = 1,0

Участок 10 - 11: тройник на проход (ж = 1,0), Уж = 1,0

Участок 11 - 12: два отвода при условном диаметре d = 10 мм (ж = 2,0Ч2 = 4,0), вентиль при условном диаметре d = 10 мм (ж = 9), воздухосборник (ж = 1,5), этажеузел при одностороннем подключении приборов (ж = 4Ч6,5 = 26), вентиль при условном диаметре d = 10 мм (ж = 9), Уж = 49,5

Участок 12 - 13: тройник на проход (ж = 1,0), Уж = 1,0

Участок 13 - 14: тройник на проход (ж = 1,0), Уж = 1,0

Участок 14 -15: тройник на проход (ж = 1,0), два отвода при условном диаметре d = 20 мм (ж = 1,5Ч2 = 3,0), Уж = 4,0

Участок 15 - 16: тройник на проход (ж = 1,0), Уж = 1,0

Участок 16 - 17: тройник на проход (ж = 1,0), Уж = 1,0

Участок 17 - 18: тройник на проход (ж = 1,0), Уж = 1,0

Участок 18 - 19: тройник на проход (ж = 1,0), Уж = 1,0

Участок 19 - 20: тройник на ответвление (ж = 1,5), вентиль при условном диаметре d = 32 мм (ж = 9), Уж = 10,5

Участок 20 - 21: тройник на ответвление (ж = 1,5), вентиль при условном диаметре d = 32 мм (ж = 9), Уж = 10,5

Участок 21 - 22: задвижка (ж = 0,5), три отвода при условном диаметре d = 40 мм (ж = 0,5Ч3 = 1,5), Уж = 2,0

Проверка правильности гидравлического расчета:

0,9Ч Р_расч> = У(RЧl+Z)_уч

0,9Ч22500 = 20250>17747

>15%

Подбор водоструйного элеватора типа ВТИ

Коэффициент смешения:

,

где t_с - температура сетевой воды(150),

t_r - необходимая для подачи в систему отопления температура воды(105),

t_o - температура обратной воды(70).

Диаметр горловины:

,

где ;

;

Номер элеватора при d_гоp ? 18 мм - №1

Диаметр сопла элеватора:

,

где ДP_c - располагаемая разность давлений воды в теплосети на вводе в здание (150 кПа).

Определение воздухообмена и числа вентиляционных каналов

Количество удаляемого через вентиляционные каналы кухни воздуха

V_кух = 3ЧУF_ж.к. - 50 = 3Ч20,4 - 50 = 11 м³/ч

В качестве расчетной величины берем величину минимального воздухообмена кухни в двухкомнатной квартире, т.к. V_min = 75 м³/ч > V_кух = 11 м³/ч

V_расч = V_min = 75 м³/ч

Расчетное гравитационное давление

Р_гр = (с_н - с_в)ЧhЧg

где с_в(н) - плотность наружного (внутреннего) воздуха; h - высота вентиляционного канала (разность отметок оголовка вентиляционной шахты и центра вытяжной решетки в кухне)

с_н = 353/(273+t_н) = 353/(273+5) = 1,27 кг/м³

с_в = 353/(273+t_в) = 353/(273+18) = 1,21 кг/м³

Р_гр¹ = (1,27 - 1,21)Ч11,03Ч9,81 = 6,49 Па

Р_гр² = (1,27 - 1,21)Ч8,23Ч9,81 = 4,84 Па

Р_гр³ = (1,27 - 1,21)Ч5,43Ч9,81 = 3,20 Па

Р_гр⁴ = (1,27 - 1,21)Ч2,63Ч9,81 = 1,55 Па,

где h⁴ = 13,430 - 8,400 - 2,800+0,400 = 2,63 м

h³ = 2,63+2,8 = 5,43 м

h² = 5,43+2,8 = 8,23 м

h¹ = 8,23+2,8 = 11,03 м

Скорость воздуха в канале

_,

где f_кан - площадь вентиляционного канала

Эквивалентный диаметр канала круглого сечения

По номограмме: удельная потеря давления на трение

R = 0,053Ч2 = 0,11 Па/м

Динамическое давление потока воздуха Р_дин = 0,2 Па

Принимаем вент. канал с размерами АЧВ = 140Ч130 мм для первого и второго этажей.

Принимаем вент. канал с размерами АЧВ = 280Ч260 мм для третьего и четвертого этажей.

Сумма коэффициентов местных сопротивлений одиночного канала

Уж = 1,4 (для вытяжной решетки) + 1,1 (для поворота) + 1,9 (для устья канала при наличии зонта) = 4,4

Размещено на Allbest.ru