Конструирование и расчет сети отопления и вентиляции для жилого двухэтажного здания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Системы отопления и вентиляции относятся к инженерным сетям зданий и являются системами жизнеобеспечения. Без них постоянное пребывание людей в зданиях невозможно. При конструировании здания предусматривают возможность размещения и удобной эксплуатации инженерных сетей и оборудования, обеспечивающих благоприятный климат в помещениях.

Расчеты систем отопления вентиляции основываются на законах физики, гидравлики, аэродинамики. Гидравлические и аэродинамические расчеты этих систем аналогичны расчетам систем водоснабжения.

При выполнении курсового проекта производится конструирование и расчет сети отопления и вентиляции несложной конструкции, с использованием основных принципов теплотехнических расчетов, движения жидкости и газов по трубопроводным системам.

опление проектирование вентиляция конструкция

1.Параметры микроклимата здания

Проектируется система отопления и вентиляции для жилого двухэтажного здания, расположенного в г. Спасск-Дальний

Система побуждения за счет перепада давления в теплосети

Характеристики района строительства:

Расчетная температура воздуха tн = -30С

Расчетная скорость ветра V=3,4 м/с

Характеристики здания:

Ориентация фасада А - А на Ю

Источник теплоснабжения - тепловые сети с температурой воды в подающем трубопроводе - 150 С, в обратном - 70С

Перепад давления в теплосети - 0,15 МПа

tвн (в угловых комнатах) = 20 С

tвн (в других комнатах) = 18 С

Высота помещения- 2,5м

Вариант наружной стены

Рис

1 - керамзитобетон

2 - штукатурка из известково-песчаного раствора

отопление водяное вентиляция конструкция

Вариант чердачного перекрытия

Рис

1- гравий керамзитовый плотностью 800 кг/мі

2- плита железобетонная

Вариант перекрытия над подвалом

Рис

1- половая рейка

2- гравий керамзитовый плотностью 400 кг/мі

3- воздушная прослойка

4- плита железобетонная

Окна принимаем с двойным остеклением в раздельных переплетах.

Двери одинарные с тамбуром.

2. Определение теплопроницаемости ограждающих конструкций

Отапливаемые помещения теряют теплоту через ограждения вследствие разности температур внутреннего и наружного воздуха. Такими ограждениями являются стены, окна, двери, перекрытия над подвалами, чердачные перекрытия, полы по грунту. Теплозащитные качества ограждений характеризуются величиной сопротивления теплопередаче R0 , м2 0С / Вт, определяемой по формуле

R0 = 1/ в + (i / i) + 1/ н + Rв.п, где

в - коэффициент тепловосприятия внутренней поверхности ограждения, Вт/ м2 0С;

н - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения, Вт/ м2 0С;

i и i - толщина слоя и расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя конструкции;

Rв.п. - термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки (при наличии ее в конструкции), м2 0С/Вт.

Термическое сопротивление стены

в = 8,7 Вт/мІ 0С; н = 23 Вт/мІ 0С

д1=500 мм; д2=20

шт = 0,81 Вт/мІ 0С; шб = 0,52 Вт/мІ 0С

R0 = 1/ 8,7 + 0,5/ 0,44 + 0,02/0,81 + 1/23 = 1,32 Вт/мІ 0С

Термическое сопротивление плиты перекрытия

в = 8,7 Вт/мІ 0С; н = 6 Вт/мІ 0С

д1=30 мм; д2=120мм; д3=220мм;

пр = 0,18 Вт/мІ 0С; гр = 0,13 Вт/мІ 0С жб = 1,92 Вт/мІ 0С

Rв.п. = 0,17 Вт/мІ 0С

R0 = 1/ 8,7 + 0,03/ 0,18 + 0,12/ 0,13 + 0,22/1,92 + 1/6 + 0,19 = 1,17 Вт/мІ 0С

Термическое сопротивление чердачного перекрытия

в = 8,7 Вт/мІ 0С; н = 6 Вт/мІ 0С

д1=200 мм; д2=220мм;

гр = 0,21 Вт/мІ 0С жб = 1,92 Вт/мІ 0С

R0 = 1/ 8,7 + 0,2/ 0,21 + 0,22/ 1,92 + 1/6 = 1,34 Вт/мІ 0С

Окна с тройным остеклением

R0 = 0,39 Вт/мІ 0С, Ru(пенополиуретан) = 0,26 мІ ч Па/кг

Fокна = 1,8 мІ

3. Определение теплопотерь помещений

Теплопотери помещения является суммарным показателем потерь тепла ограждениями и потерь тепла на подогрев инфильтрирующегося воздуха:

Qрасч = У Qогр + Q инф - Qбыт

Расчет теплопотерь ограждений выполняется по формуле :

где

F - расчетная площадь ограждающей конструкции , м2;

tвн -расчетная температура воздуха в помещении, 0С;

tбн - расчетная температура наружного воздуха, 0С;

в - добавочные теплопотери , в долях от основных теплопотерь ;

n - коэффициент учета положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху;

R0 - сопротивление теплопередаче ,м2 0С/Вт

Расчет потери ограждений сведен в таблицу 3.1.

Расчет потерь на разогрев воздуха проводится по следующей методике: рассчитываются потери тепла двумя способами, окончательно принимается расчёт с наибольшими потерями.

Способ первый:

Рассчитывается обогрев воздуха, расходуемого через окна и двери в количестве, требуемом нормами СНиП.

QИНФ = 0.28 L ?Н c ?T,

L = 3 F, нормативный расход воздуха - 3 м3/ч на м2 пола;

c = 1 кДж/кг · 0C, удельная теплоемкость воздуха;

Н = 3463/(273-30) = 3463/(273-30)= 14,25 кН/м3,

?Н=14,25/9,8=1,45 кг/ м3,

Комната 101: F = 18,26 м2, ?T = 50 0C

QИ 101 = 0,28·3·18,26·1,45·1·50 = 1112,03 Вт

Комната 216: F =19,43 м2, ?T = 48 0C

QИ 216 = 0,28·3·17,72·1,45·1·48 = 1035,98Вт

Комната 311: F = 18,26 м2, ?T = 50 0C

QИ 105 = 0.28·3·16,24·1.47·1·52 = 1112,03 Вт

Способ второй:

Рассчитывается обогрев воздуха, фактически расходуемого через принятые оконные проемы.

Qинф = 0.28 Gi c (tвн - tбн) k,

Gi = 0.216F/ Rн, где

- разность давлений воздуха, Па

?P = ,

где: F = 1,8 м2, площадь оконного проема;

Н - высота здания, м ,от уровня земли до устья вентиляционной шахты,

hi - расстояние, м , от уровня земли до верха окон , для которых определяется расход воздуха;

k1 =0,5

RН = 0,37 м2·ч/кг, нормативный расход воздуха, норма СНиП;

?н = 1,45 кг/м3, плотность наружного воздуха;

=14,25 =11,82;

v = 3,4 м/с, нормативная скорость воздуха;

, аэродинамические коэффициенты здания соответственно для наветренной и подветренной поверхностей; = - 0,6 ,=0,8;

Pint =0

Комната 101: ?H = 14,52 - 3,3 = 11,22 м; ?T = 500C; k1 = 0.5;

?P = 11,22·2,43 + 0,5·1,45· 3,42 ·1,4·0,5 = 33,13 Па;

Gi = 0,216·1,8·33,132/3 / 0,26 = 15,6кг/ч;

QИ101 = 0,28·15,6·1·50·0,5 = 109,2Вт.

Комната 216: ?H = 14,52 - 6.1 = 8,42 м; ?T = 48 0C; k1 = 0.5;

?P = 8,42·2,43 + 0,5·1.45· 3,42 ·1,4·0,5 = 26,33 Па;

Gi = 0,216·1,8·26,332/3 / 0,26 = 13,3 кг/ч;

QИ216 = 0,28·13,3·1·48·0,5 = 89 Вт.

Комната 311:??H = 14,52 - 8,9 = 5,62 м; ?T = 50 0C; k1 = 0.5;

?P = 5,62·2,43 + 0,5·1.45· 3,42 ·1,4·0,5 = 19,52 Па;

Gi = 0,216·1,8·19,522/3 / 0,26 = 10,9 кг/ч;

Бытовые тепловые выделения подсчитываются с каждого кв. метра площади комнаты, по 21 Вт на м2. Таким образом, имеем:

QБ101 = QБ311 = 21 F = 21·16,24= 383,46 Вт;

QБ116 = 21 F = 21·16,24 = 372,12 Вт.

Таблица 3 этаж

3000	2300	Лк 5700	2300	2300	2300	2300	2300	2300	Лк 5700	2300	2300
2815	2000	2000	2300	2000	2000	2300	2000	2000	2815

?Q=46630 Вт

Таблица 2 этаж

2000	1400		1400	1400	1400	1400	1400	1400		1400	2000
1900	1240	1240	1400	1240	1240	1400	1240	1240	1900

?Q=29240 Вт

Таблица 1 этаж

2525	2000		2000	2000	2000	2000	2000	2000		2000	2525
2400	1800	1800	2000	1800	1800	2000	1800	1800	2400

?Q=40650 Вт

4. Проектирование системы водяного отопления здания

В здании проектируется закрытая система теплоснабжения за счет перепада давления в теплосети. Применяется верхняя разводка стояков, стояки проектируются однотрубные. Теплоотдающие элементы располагаются в каждой из комнат под окнами или у стен, в угловых комнатах. Рекомендуется предусмотреть самостоятельный стояк на лестничной клетке.

В системах за счет перепада давления в теплосети при нижней разводке расчетное циркуляционное давление Рр, Па, принимается равным перепаду давления в сети за счет остывания теплоносителя в приборах и трубах.

Рр = Ре.

Ре= Репр + Ретр

где, Ретр- давление возникающее за счет остывания воды в трубах принимаем 150 МПа ; Репр - давление возникающее за счет остывания воды в приборах.

Данные для расчета давления: tг = 85 0С, tх = 60 0С, Т =150 0С, Перепад давления в теплосети Рс=0,15 МПа.

По формуле:

Для однотрубных систем водяногоотопления при верхней разводке:

Репр=ghпр(pо-pг)+ gh1(pсм1-pг)+ gh2(pсм2-pг)+…

,где hпр - вертикальное расстояние от центра генератора тепла до центра нагревательного прибора первого этажа, м; h1, h2 и т.д.- вертикальное расстояние от центра нагревательных приборов одного этажа до центра нагревательных приборов следующего этажа, м; pг, pсм1, pсм2,……. - плотности воды, поступающей в систему, смеси воды на соответствующем участке и охложденной воды, кг/м3

. Плотности воды определяются в зависимости от ее температуры по справочным данным [4, прил.3] или по при. 5. Температуру воды на участках стояка однотрубной системы отопления определяют по формуле

tст =tг - Qi?t ст/Qст,

, где tг- температура горячей воды, подаваемой в систему отопления,°С; Qi- суммарная тепловая нагрузка приборов на стояке, расположенных выше рассматриваемого участка по течению воды, Вт; ?t ст- перепад температур теплоносителя на стояке, равный разности (tг- tо) ,°С; Qст- тепловая нагрузка стояка, Вт.

tст0 = tо=60°

tст1 = 85- 1500 25 / 3762,5 = 75°

tст2 = tг=85°

Зная температуру теплоносителя определим соответствующие плотности

pо=983,24 кг/м3;

pг=968,65 кг/м3;

pст0= pо=983,24 кг/м3;

pст1=978,44 кг/м3;

pст2= pг=968,65 кг/м3;

Репр=9,8·1,5·( 983,24-968,65)+9,8·2,8·(978,44-968,65)+9,8·2,8·0=496,83 кПа

Ре= 496,83+150=646,83 кПа

Расходы воды определены по формуле

Gуч = 3,6 Qуч /c (tг - tх)

Расчетные потоки теплоты для участков системы определим по формуле.

Qуч = Q1 1 2

Коэффициенты условий работы приборов по прил. 6 приняты равными 1 =1,04, 2 = 1,02.

Все расчеты сведены в табл. 4.1. и таб. 4.2. Диаметры трубопроводов на участках назначены такими, при которых удельные потери давления на трение примерно соответствуют Rср , из определения по формуле

Rср = 0,65 Pр / L,

при суммарной длине участков в кольце L=87 м.

Rср = 0,65 646,44 / 87=7,4 Па/м.

Коэффициенты местных сопротивлений на участках определены по прил. 7 и 8 и описаны в табл. 4.3. и таб 4.4.

Производится расчет на два фасада - большое и малое кольцо. Необходимое условие для большого кольца - обеспечение движения воды от возникающего напора. Расчет малого заключается в обеспечении равномерного распределения потока воды по каждому из стояков.

1. Фасад 1-1

В итоге потери напора в большом кольце составляют 594 Па, что не превышает расчетного циркуляционного давления рр =646,83 Па, запас давления составляет

(646,83-581,66) 100/646,83 = 10.07 %.

2. Фасад 2-2

В итоге потери напора в большом кольце составляют 593,33 Па, что не превышает расчетного циркуляционного давления рр =646,83 Па, запас давления составляет

(646,83-593,33) 100/646,83 = 8,27 %.

Таким образом, работоспособность расчетных колец системы отопления при назначенных диаметрах в заданных условиях обеспечена (допускается до10 - 15%).

Проверяем условие уравнения

1. Фасад 1-1

(Rl+Z)необщих участков большого кольца (Rl+Z)необщих участков малого кольца

(Rl+Z)необщих участков большого кольца =200,96 Па

(Rl+Z)необщих участков малого кольца = 208,11 Па.

Невязка составляет (200,96-208,11) . 100/200,96 = -3,55% , что вполне допустимо (допускается до 15%).

2. Фасад 2-2

(Rl+Z)необщих участков большого кольца (Rl+Z)необщих участков малого кольца

(Rl+Z)необщих участков большого кольца =216,049 Па

(Rl+Z)необщих участков малого кольца = 221,69Па.

Невязка составляет (216,049-221,69) . 100/216,049 = -2,6 % , что вполне допустимо (допускается до 15%).

5. Выбор и расчет отопительных приборов

Расчет заключается в подборе конструкции отопительных приборов и определении их числа. В первую очередь определяется расчетная плотность теплового потока отопительного прибора qПР :

Qпр = qном (tср/70)1+п (Gпр/0.1) р спр,

где: qном = 758 Вт/м2, номинальная плотность теплового потока для прибора при стандартных условиях МС-140-108;

tср - разница средней температуры теплоносителя в приборе и температуры воздуха в помещении, 0С;

п = 0,3, p = 0,02, спр = 1,039, коэффициенты, зависящие от типа прибора;

Gпр - расход воды через прибор, кг/ч.

Расход воды и разница средней температуры определяются по формулам:

Gпр = Gст,

- коэффициент затекания воды в радиатор:

tср= Ѕ (tвх+ tвых) - tвн,

Tвых = tвх- Qпр / Gпр

Расчетная площадь Fр отопительного прибора определяется:

Fр = Qпр 1 2 /qпр

При применении чугунных радиаторов определяется число секций:

N = Fp 4 / f 3,

1 = 1.04, 2 = 1.02, 3 = 1.00, 4 = 1,05

Расчет нагревательных приборов в угловом помещении 101, установленных на стояке 1.

В системе отопления приняты к установке секционные радиаторы МС-140-108.

1.Суммарная теплоотдача приборов помещении 301 равна теплопотерям комнаты, то есть 3000 Вт. Так как эти приборы находятся в равных условиях, то и теплоотдача будет одинаковая и равная половине теплопотерь комнаты или 1500 Вт.

2.Суммарная теплоотдача приборов помещении 201 равна теплопотерям комнаты, то есть 2000 Вт. Так как эти приборы находятся в равных условиях, то и теплоотдача будет одинаковая и равная половине теплопотерь комнаты или 1000 Вт.

3.Суммарная теплоотдача приборов помещении 101 равна теплопотерям комнаты, то есть 2525 Вт. Так как эти приборы находятся в равных условиях, то и теплоотдача будет одинаковая и равная половине теплопотерь комнаты или 1262,5 Вт.

Расход воды по стояку из результатов предыдущего расчета (табл. 4.1) равен Gст =137 кг/ч.

Рисунок 5.1. - Схема радиаторного узла

При принятой схеме радиаторного узла из приложения 8 для приборов определен коэффициент затекания = 0,52. Из формулы Gпр = Gст , определен расход воды через прибор

Gпр = 0,52 . 137 = 71,24 кг/ч.

Для прибора 3: t1вх=85 0С, так как он первый по ходу движения. Для прибора температура воды на входе определяется из формуле

tсм = tг - Qi tст / Qст

по следующим данным tст = tг - tо = 85 - 60 = 25 0С; Qст = 3762,5 Вт,

t1вых=85-1500/71,24 =63,94 0С

t2вх=85-1500 . 25/3762,5 = 75 0С

t2вых=75-1000/71,24 =60,96 0С

t3вх=85-2500 . 25/3762,5 = 68,38 0С

t3вых=68,38-1262,5/71,24 = 50,66 0С

По формуле: tср = 0,5(tвx+tвых) - tвн ,

t1ср= 0,5(85+63,94) - 22 = 52,47 0С

t2ср= 0,5(75+60,96) - 22 = 45,98 0С

t3ср= 0,5(68,38+50,66) - 22 = 37,52 0С

Расчетная плотность теплового потока определяется по формуле:

qпр = qном (tср/70)1+п (Gпр/0.1) р спр ,

Для принятого типа прибора значения qпом = 758 Вт/м2; п = 0,3; р = 0,02;

Спр = 1,039; f = 0,244 определены по прил. 9.

q1пр = 758 (52,47/70)1+0.3 (71,24/0,1)0.02 1,039 = 667,42 Вт/м2;

q2пр = 758 (45,98/70)1+0.3 (71,24/0,1)0.02 1,039 = 582,55 Вт/м2.

q3пр = 758 (37,52/70)1+0.3 (71,24/0,1)0.02 1,039 = 472,48 Вт/м2.

Расчетная площадь Fр нагревательного прибора определяется по формуле:

F = Qпр 1 2 /qпр Коэффициенты условий работы прибора равны

1 =1,04, 2 = 1,02.

F1р = 1500 1,04 1,02/667,42 = 2,4 м2

F2р = 1000 1,04 1,02/582,55 = 1,8 м2

F3р = 1262,5 1,04 1,02/472,48 = 2,8 м2

Из формулы N = Fp 4 / f 3, определяется количество секций в приборе Nр. По прил. 6 4 =1,05 (для приборов, установленных под окном), 3 = 1 (предварительное значение).

Nр1 = 2,4 1,05 / 0,244 1,0 = 10 шт.

Nр2 = 1.8 1,05 / 0,244 1,0 = 8 шт.

Nр3 = 2,8 1,05 / 0,244 1,0 = 12 шт.

Результаты вычислений занесем в табл. 5.1

Таблица 5.1. - Расчет нагревательных приборов

N помещения- прибора	Qпр , Вт	Gст кг/ч		Gпр , кг/ч	tвх , 0С	tвых, 0С	tср, 0С	qпр , Вт/м2	Fр, м2	Nр
301-1	1500	137	0,52	71,24	85	63,44	52.47	667,42	2,4	10
201-2	1000	137	0,52	71,24	75	60,96	45,98	582,55	1,8	8
101-3	1262,5	137	0,52	71,24	68,38	50,66	37,52	472,48	2,8	12

6. Подбор элементов системы водяного отопления

6.1 Подбор водонагревателя

Т.к в курсовом проекте используется закрытая схема теплоснабжения

необходимо установить водонагреватель.

В проекте принимаем наиболее часто используемый скоростной водоводяной секционный водоногреватель представленный на рис. 6.1.

Рис 6.1- Схема скоростного пятисекционного водоногревателя.

1- ввод из теплосети;

2- выход в теплосеть;

3- из системы отопления;

4- в систему отопления;

5- теплообменные трубки.

Расчет водонагревателя производится в следующей последовательности. По рекомендуемой скорости движения нагреваемой воды Vр= 1 м/с определяют рекомендуемую площадь сечения трубок нагревателя, м2

fтр=G/(3600 с Vр).

,где G- расход воды в системе отопления, кг/ч; с= 1000 кг/м3 - плотность воды

fтр =4652,5/3600000=0,0013 м2

Из таб. 8.3 выбираем водонагреватель марки №3 с площадью живого сечения трубок 0,00108 м2

Фактическую скорость нагреваемой воды определяем по формуле

V=G/(3600 с fтр,факт)

V=4652,5/3600000 0,00108=1,19 м/с.

По таб. 8,4 определяем коэффициент теплопередачи k=1833 Вт/ м2 °С.

Определяем средний температурный напор.

t=(tб - tм)/ln(tб/tм)

Для этого необходимо найти разности температур между греющей и нагреваемой водой в противоположных концах нагревателя при работе с противотоком

t1=tб= Т1 t2=tм=Т2 - tг

,где Т1, Т2 - температуры греющей и обратной воды в теплосети; tг, tо - то же горячей и охлажденной воды в системе отопления.

t1=tб=Т1 - tг =150°-85°=65°С

t2=tм=Т2 - tг =70°-60°=10°С

t=(65 - 10 )/ln(65/10)=29,38°С

Необходимая поверхность нагрева по формуле

F=1,07 Q/(k t)

F=1,07 127920/(1833 29,38)=2,54 м2

При площади поверхности нагрева водонагревателя №3 0,65 м2 по формуле определяем необходимое число секций нагревателя.

m=F/f

m=2,54/0,65=4

Принимаем водонагреватель из 4 секций.

6.2 Расширительный сосуд

Т.к. в здании используется закрытая схема подключения у тепловой сети необходимо установить расширительный сосуд.

Устанавливают сосуды в высшей точке системы и утепляют.

Схема расширительного бака представлена на рис 6.2

Рисунок 6.2-Схема расширительного бака.

1- магистрали; 2- переливной трубопровод; 3 контрольная трубка.

Объем сосуда определяют по формуле

Vбака= 0.0465 Vсист

,где Vбака- объем воды в системе отопления, составляющий при применении чугунных радиаторов около 20 л 1000 Вт тепловой мощности системы.

Vбака= 0.046520 127.92= 119 л

7. Выбор и конструирование системы вентиляции

Выбор способа организации воздухообмена и типа вентиляции зависит от назначения здания и помещений, а также от количества выделяемых вредностей. Этот выбор регламентируется нормами на проектирование соответствующих зданий. В данном проекте проектируется вытяжная вентиляция с естественным побуждением. Нормативная документация определяет интенсивность воздухообмена в жилых комнатах - 3Fм3/ч, на кухне - 90 м3/ч, в сан узле и ванной комнате - по 25 м3/ч.

Вытяжка осуществляется через вентиляционные решетки, которые устанавливаются в кухне и сан узле. Приток воздуха неорганизован, осуществляется через проемы и неплотностях в ограждающих конструкциях.

Каналы выводятся на чердак, где объединяются коробом, который выводит воздух через шахту в атмосферу.

Расчетная интенсивность вытяжки определяется как :

Lкух + Lсор+ Lван.

В кухне размещена электроплита поэтому необходимый воздухообмен (вытяжку) принимаем 60 м3/ч.

L = Lкух + Lсор + Lван = 60 + 25 +25 = 110 м3/ч, ? LЖ= 100 м3/ч (выполняется) суммарный объем вытяжки из жилых комнат LЖ = 3F = 3·2·16.8 = 100 м3/ч (в самой большой из квартир) обеспечивается вытяжкой кухни, ванной и сан узлом.

Вытяжка из санузла и ванной одной квартир осуществляется одним каналом.

План второго этажа и план чердака

Рисунок 7.2 - Аксонометрическая схема воздуховодов с отметками осей каналов. Цифрами 1,2,3,..7 пронумерованы границы расчетных участков.

8. Аэродинамический расчет системы вентиляции

Выполняется аэродинамический расчет системы вентиляции для двух ветвей. Каждая ветвь начинается от жалюзийной решетки и заканчивается устьем шахты. Таким образом ветви имеют имеют разную длину, наибольшую- для ветвей начинающихся на первом этаже, и наименьшую- на последнем. Назначение расчета - подбор сечений воздуховодов таким образом, чтобы система работала под напором давления возникающего за счет разности плотностей холодного наружного и теплого внутреннего воздуха.

Естественное давление, возникающее в ветви, рассчитывается как:

?Pе = h·g (Н - ВН),

где h - разность отметок начала и конца расчетной ветви,

Н = 1,27, плотность наружного воздуха при t = 5 C,

ВН = 1,21 кг/м3, плотность внутреннего воздуха при t = 20 C,

Задачей аэродинамического расчета является подбор таких сечений воздуховодов, при которых суммарные потери давления в расчетной ветви (RLв+Z) будут равны или меньше действующего давления.

(RLв+Z)???Pе

, где R- удельные потери давления на трение в металлических воздуховодах, Па/м; L- длина участка воздуховода, м; в- коэффициент шероховатости стен канала; Z- потери давления в местных сопротивлениях.

Рекомендуемый запас давления в размере 10-15%

Основные постулаты аэродинамические расчеты схожи с гидравлическим расчетом. Каналы имеют прямоугольную форму, поэтому их необходимо привести к эквивалентным каналам круглой формы:

dЭКВ = 2·a·b / (a + b).

Поскольку расчет производится по номограммам для стальных труб то потери по длине необходимо корректировать на шероховатость каналов коэффициентом ??

Расчет ветви 1- 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 7 - 8

?P = h g (Н - ВН) = 11,5 · 9,8 · (1,27 - 1,21) = 6,76 Па

Определяем требуемую площадь канала Fтр, м2

Fтр=L/(3600·Vрек)

,где L- расчетный расход воздуха, м3; Vрек- рекомендуемая скорость принимаемая равной 0,5-1,0 м/с для вертикальных и горизонтальных каналов и 1-1,5 м/с для шахты.

F1-2тр=60/3600=0,017 м2; - принимаем размеры канала 140 мм на 270мм

d1-2экв= 2·140·270/(140+270)= 184 мм;

F2-3тр=60/3600=0,017 м2;

d2-3экв= 2·140·270/(140+270)= 184 мм;

F3-4тр=60/3600=0,017 м2;

d3-4экв= 2·140·270/(140+270)= 184 мм;

F4-5тр=120/3600=0,03м2;

d4-5экв= 2·140·270/(140+270)=184 мм;

F5-6тр=180/3600=0,05 м2; - принимаем размеры канала 270 мм на 270 мм

d5-6экв=2·270·270/(270+270)=270 мм;

F6-7тр=330/3600=0,09 м2; - принимаем размеры канала 300 мм на 300 мм

d6-7экв=2·300·300/(300+300)= 300 мм;

F7-8тр=660/(3600·1,5)=0,12 м2; - принимаем размеры канала 400 мм на 400 мм

d7-8экв=2·400·400/(400+400)=400 мм

Исходя из этих данных по таблицам определяем удельные потери давления на трение, скорость и динамическое давление. Результаты заносим в таблицу 7.2

Коэффициенты местных сопротивлений занесем в таблицу 7.1

Таблица 7.1 - Описание местных сопротивлений на первой ветви.

N уч	Местное сопротивление
1 - 2	жалюзийная решетка колено прямоугольное	2.0 1.0	3.0
2 - 3	колено прямоугольное	1,0	1,0
3 - 4	тройник на проходе	1,9	1,9
4 - 5	тройник на проходе	2,2	2,2
5 - 6	тройник на ответвлении	1,0	1,0
6 - 7	тройник на ответвлении	1,0	1,0
7 - 8	устье шахты с зонтом	1,3	1,3

Таблица 7.2 - Аэродинамический расчет первой ветви.

N уч	L, м3/ч	l , м	d , мм	V, м/с	R, Па/м	RL , Па	RLв Па		Pv, Па	Z, Па	RLв+Z Па
1 - 2	60	6,5	184	0,6	0,044	0.3	0,371	3.00	0.196	0,588	0,959
2 - 3	60	0.2	184	0,6	0,044	0.009	0,011	1.0	0.196	0,196	0.207
3 - 4	60	0.14	184	0,6	0,044	0.006	0,008	1,9	0.196	0,372	0.38
4 - 5	120	0.14	184	1,1	0.11	0.015	0,023	2,2	0,686	1,510	1,533
5 - 6	180	1,5	270	0,6	0.027	0.040	0,053	1.0	0.196	0.196	0.249
6 - 7	330	1,5	300	0,8	0,042	0,063	0,071	1.0	0,392	0,392	0,463
7 - 8	660	5	400	1,2	0,055	0,275	0,324	1,3	0,785	1,02	1,344

RLв+Z = 5.135

Расчет ветви 1'- 2' - 5 - 6- 7 - 8:

?P = h g (Н - ВН) = 5,5 · 9,8 · (1,27 - 1,21) = 3.23 Па,

F1'-2'тр=60/3600=0,017 м2; - принимаем размеры канала 140 мм на 270 мм

d1'-2'экв= 2·140·270/(140+270)=184 мм;

F2'-5тр=60/3600=0,017 м2; - принимаем размеры канала 140 мм на 270 мм

d2'-5экв= 2·140·270/(140+270)=184 мм;

Остальные участки аналогичны т.к. являются общими.

F5-6тр=180/3600=0,05 м2; - принимаем размеры канала 270 мм на 270 мм

d5-6экв=2·270·270/(270+270)=270 мм;

F6-7тр=330/3600=0,09 м2; - принимаем размеры канала 300 мм на 300 мм

d6-7экв=2·300·300/(300+300)= 300 мм;

F7-8тр=660/(3600·1,5)=0,12 м2; - принимаем размеры канала 400 мм на 400 мм

d7-8экв=2·400·400/(400+400)=350 мм

Таблица 7.3 - Описание местных сопротивлений на второй ветви.

N уч	Местное сопротивление
1' - 2'	жалюзийная решетка колено прямоугольное	2.0 1.0	3.0
2' - 5	колено прямоугольное	1,0	1,0
5 - 6	тройник на ответвлении	1,0	1,0
6 - 7	тройник на ответвлении	1,0	1,0
7 - 8	устье шахты с зонтом	1,3	1,3

Таблица 7.4 - Аэродинамический расчет второй ветви.

N уч	L, м3/ч	l , м	d , мм	V, м/с	R, Па/м	RL , Па	RLв Па		Pv, Па	Z, Па	RLв+Z Па
1'-2'	60	0,5	184	0,6	0,044	0.022	0,029	3.00	0.196	0,588	0,617
2'-5	60	0.2	184	0,6	0,044	0.009	0,011	1.0	0.196	0,196	0.207
5 - 6	180	1,5	270	0,6	0.027	0.040	0,053	1.0	0.196	0.196	0.249
6 - 7	330	1,5	300	0,8	0,042	0,063	0,071	1.0	0,392	0,392	0,463
7 - 8	660	5	400	1,2	0,055	0,275	0,324	1,3	0,785	1,02	1,344

RLв+Z = 2,877

Запроектированная система вентиляции имеет следующие параметры:

Первая расчетная ветвь

возникающее естественное давление 6,76 Па

сопротивление ветви 6,313 Па

запас давления 24%

Запроектированная система вентиляция работоспособна и имеет запас 24%

Вторая расчетная ветвь

возникающее естественное давление 3.23 Па

сопротивление ветви 2.877 Па

запас давления 10.92 %

Литература

1. СНиП 2.08.01. - 89. Жилые здания. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. - 16 с.

2. СНиП 2.04.05. - 91. Отопление, вентиляция и кондиционирование /Госстрой Росси. - М.: ГУП ЦПП, 2001. - 72 с.

3. СНиП II - 3 - 79 **. Строительная теплотехника. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986-32 с.

4. Тихомиров К. В., Сергеенко Э. С. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция: Учебник для вузов. - М.: Стройиздат, 1991. - 480 с.

5. Богословский В. Н., Щеглов В. Н., Разумов Н. Н. Отопление и вентиляция. - М.: Стройиздат, 1990. - 295 с.

6. Гусев В. М. Теплоснабжение и вентиляция (учебник для вузов). - Л.: Стройиздат, 1973. - 232 с.

7. Внутренние санитарно-технические устройства. Ч. I: Отопление, водопровод, канализация: Справочник проектировщика. Под ред. И.Г. Староверова - М.: Стройиздат, 1990. - 430 с.

Размещено на Allbest.ru