Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Братский Государственный Технический Университет»

Кафедра Градостроительства и Архитектуры

Курсовая работа

Теплогазоснабжение

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЁТ СИСТЕМ ВНУТРЕННЕГО ОТОПЛЕНИЯ И ВЕНТИЛЯЦИИ ГРАЖДАНСКОГО ЗДАНИЯ

Братск 2010

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

2. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

3. РАСЧЕТ ПОТЕРЬ ТЕПЛОТЫ ОТАПЛИВАЕМЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

4. РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО ВВОДА

5. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ СИСТЕМЫ ОТПЛЕНИЯ

6. РАСЧЕТ ПОВЕРХНОСТИ ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

7. УСТРОЙСТВО ВЕНТИЛЯЦИИ ЖИЛОГО ЗДАНИЯ

8. АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КАНАЛОВ ЕСТЕСТВЕННОЙ ВЫТЯЖНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Отопление - искусственное, с помощью с помощью специальной установки или системы, обогревание помещений зданий для компенсации теплопотерь и поддержания в них температурных параметров на уровне, определяемом условиями комфорта для находящихся в помещении людей.

Отопление является отраслью строительной техники. Монтаж стационарной отопительной системы проводится в процессе возведения здания, ее элементы при проектировании увязываются со строительными конструкциями и сочетаются с планировкой и интерьером помещений.

Также отопление - один из видов технологического оборудования. Параметры работы отопительной системы должны учитывать теплофизические особенности конструктивных элементов здания и быть увязаны с работой других инженерных систем, прежде всего, с рабочими параметрами систем вентиляции и кондиционирования воздуха.

Функционирование отопления характеризуется определенной периодичностью в течение года и изменчивостью используемой мощности установки, зависящей, прежде всего от метеорологических условий в районе строительства.

При понижении температуры наружного воздуха и усилении ветра должна увеличиваться, а при повышении температуры наружного воздуха, воздействии солнечной радиации - уменьшаться теплопередача от отопительных установок в помещения, т. е. процесс подачи теплоты должен постоянно регулироваться. И чем суровее климат местности и выше требования к обеспечению благоприятных тепловых условий в здании, тем более мощными и гибкими должны быть эти установки. Регулируемые поквартирные системы отопления вполне отвечают этим требованиям.

Курсовой проект выполняется с целью получения и закрепления знаний по проектированию системы отопления жилого здания.

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Район строительства: г. Смоленск (Смоленская область). Климатический район с подрайоном: II В. Район наименее суровых условий.

Зона влажности: 2 (нормальная). Условия эксплуатации ограждающих конструкций: А (нормальный).

Таблица 1: "Климатические данные района строительства"

№п/п	Параметр	Величина
1	Температура наиболее холодной пятидневки	-26
2	Средняя температура отопительного периода	-2.7
3	Продолжительность отопительного периода	210
4	Скорость ветра за январь х, м/с	6.8

2. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

Расчет толщины утепляющего слоя кирпичной стены облегченной кладки с жесткими связями.

д1=120мм	Наружный несущий слой-кирпич керамический пустотелый	л1=0,64
д2 = ?мм	Утеплитель минераловатные плиты.	л2=0,076
д3=250мм	Внутренний несущий слой - кирпич глиняный, обыкновенный	л3=0,81

Градусо - сутки отопительного периода

D_d= ( t_int - t_ht) x Z_ht = (21 - (-2,4)) 215 = 5031

R_reg = a x Dd + b = 0,00035 x 5031 + 1,4 = 3,16

R₀ = R_reg =3,16

R_k=0,12/0,64 + 0,25/0,81 = 0,18 +0,30 = 0,6 = 0,48

R₀=1/8,7 + 0,48 + 1/23 = 0,11 + 0,48 + 0,04 =0,63

д₂ = ( R₀ - ( 1/б_int + ? д_i/ л_i+ 1/ б_ext) x л₂ =

= ( 3,16 - ( 1/8,7+0,12/0,64 + 0,25/0,81+1/23) x 0,085 = 0,192

Толщину стены принимаем 580 мм

R₀^Ф = 1/б_int + ? д_i/ л_i+ д/ л + 1/ б_ext = 1/8,7+0,12/0,64 + 0,25/0,81+ 0,2/0,076+ 1/23 = 0,11+0,04+0,18+0,3+2,63= 3,26

R₀^Ф> R₀ одинарный стеклопакет

Теплофизические показатели ограждений

№	Наименование ограждения	R0Ф вт/м С	К=1/ R0Ф
1	Наружная стена НС	3,26	0,3
2	Окна, балконные двери О,БД	2	0,5
3	Внутренние стены ВС	2,5	0,4
4	Внутренние перегородки ВП	0,99	1,01
5	Перекрытия ПТ	1,25	0,8
6	Покрытия ПЛ	2,04	0,49
7	Внутренние двери ВД	0,83	1,2
8	Наружные двери НД	0,42	2,4

3. РАСЧЕТ ПОТЕРЬ ТЕПЛОТЫ ОТАПЛИВАЕМЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

Потери теплоты Q,Вт, через ограждающую конструкцию определяют по формуле:

, (2.1)

где F - площадь ограждающей конструкции, м²;

k - коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции;

t - температура внутреннего воздуха, С;

t- расчетная температура наружного воздуха, принимаемая равной

наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92С;

в - добавочные потери теплоты в долях от основных потерь;

n - коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности

ограждающей конструкции по отношения к наружному воздуху,

Добавочные потери теплоты учитывают:

1. Ориентацию ограждений по сторонам света: северо-запад в = 0,1; юго-запад в = 0; юго-восток в = 0,05;

2. Подогрев врывающегося воздуха чрез наружные двери: для двойных дверей с тамбуром в = 0,27 •Н = 0,27•9,7 = 2,6;

Площадь F_р и линейные размеры ограждающих конструкций определяют по правилам обмера.

Теплопотери через ограждения с учетом добавок суммируются для каждого помещения. Существуют помещения, в которых отопительные приборы не устанавливаются, но теплопотери в них имеются, в этих случаях теплопотери данных помещений добавляются к теплопотерям ближайшего помещения, имеющий отопительный прибор. Все расчеты заносятся в таблицу ( Приложение 1) .

Расчет потерь теплоты на нагрев инфильтрующегося воздуха проводят для окон дифференцированно по этажам и для наружной двери по формулам

C - удельная теплоёмкость воздуха

G₀ - количество воздуха, поступающего путем инфильтрации через 1м²

А₀ =1

G₀=(?Р)^2/3

R_u

где : ?Р - Разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностью окна, па

?P=9,8*(H-h)*( р_н- р_в) +0,7 *V² *р_н* k , Па

где: Н - высота устья вентиляционной шахты

h - высота центра окна от поверхности земли, м

р_н ,р_в - плотность наружного и внутреннего воздуха

Расчет приведен в Приложение 2

Бытовые теплопоступления определяются для помещений жилых комнат и кухонь в размере 10 Вт на 1м² площади определяются по формуле

Тепловые нагрузки на отопительные приборы определяют следующим образом:

Для жилых комнат и кухонь

Q_n=Q₀X+Q_инф - Q_быт

Для санузлов

Q_n=Q₀X

Полученные данные заносят в таблицу потери теплоты помещениями (Приложение 3).

Удельная тепловая характеристика здания определяется по формуле:

q_уд=?Q , q_уд=99198,45/222701,04 = 0,44

V(t_в - t_н)б

0,44?0,49

4. РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО ВВОДА

Подключение системы отопления жилого здания к тепловым сетям осуществляется в тепловом пункте. В состав теплового пункта входят элеватор, запорно-регулирующая арматура, контрольно-измерительная аппаратура и приборы автоматики.

Элеватор применяется при непосредственном присоединении местной водяной системы отопления к тепловым сетям с перегретой водой, он понижает температуру воды, поступающей из подающей магистрали тепловой сети до температуры воды, заданной в системе отопления, и обеспечивает ее циркуляцию. Для нормальной работы элеватора необходимо, чтобы разность давлений в подающей и обратной трубах тепловой сети составляла не менее 80 - 100 кПа. Давление, создаваемое элеватором в местной системе, составляет обычно 10 - 12 кПа.

Основное назначение расширительного бака - прием прироста объема воды в системе отопления, образующегося при ее нагреве. Расширительные баки бывают открытого и закрытого типа, с устройствами автоматики и без них.

Принимаем, что отопительная система при пуске в эксплуатацию заполняется водой из наружной тепловой сети с температурой t_c.

Подбор элеватора

Основной расчетной характеристикой для элеватора является коэффициент смешения U, определяющий отношение расхода охлажденной воды системы отопления к расходу горячей воды тепловой сети

где t_с - температура воды тепловой сети, ?С;

t_г - температура горячей воды системы отопления;

t_о - температура охлажденной воды системы отопления, ?С.

Для подбора элеватора определяется давление, создаваемое насосом Др_нас, кПа, по формуле

Диаметр горловины элеватора (камеры смешения) d_г,мм, определяется по формуле

где G_с - расчетный расход сетевой воды, кг/ч,

, (23)

где с - теплоемкость воды, равная 4,2 кДж/(кг?С),

Диаметр сопла d_c=20/ 1+1,4 = 8,4

При этом необходимо брать ближайший с меньшим диаметром, так как завышение диаметра камеры смешения снижает КПД элеватора.

5. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ СИСТЕМЫ ОТПЛЕНИЯ

Целью гидравлического расчета является определение диаметров теплопроводов при заданной тепловой нагрузке и расчетном циркуляционном давлении, установленном для данной системы.

Метод расчета теплопроводов по удельным потерям давления заключается в раздельном определении потерь давления на трение и в местных сопротивлениях.

В курсовом проекте необходимо осуществить гидравлический расчет главного циркуляционного кольца.

Методика расчета

До гидравлического расчета теплопроводов выполняют аксонометрическую схему системы отопления со всей запорно-регулирующей арматурой (рисунок А.1). На схеме, разбитой на расчетные участки, нумеруют стояки и сами участки, а так же указывают тепловую нагрузку и длину каждого участка. Длина участка берется по планам и разрезам здания. Сумма длин всех расчетных участков составляет величину расчетного циркуляционного кольца. Расчет теплопроводов по методу средних удельных потерь производят в следующей последовательности:

Выбирают главное циркуляционное кольцо. В тупиковых схемах однотрубных систем за главное принимают кольцо, проходящее через дальний стояк, а в двухтрубных системах - кольцо, проходящее через нижний отопительный прибор дальнего стояка.

При попутном движении теплоносителя главное кольцо проходит через один из средних наиболее нагруженных стояков - далее по обратной магистрали к тепловому узлу (рисунок А.1).

Определяют расчетное циркуляционное давление p_с, Па.

Значение p_с зависит от конструктивных особенностей системы отопления и является расчетным располагаемым давлением, создаваемым за элеватором (выбирается из таблицы А.2).

Для предварительного выбора диаметров теплопроводов определяют среднее значение удельного падения давления по главному циркуляционному кольцу R_уд^ср, Па/м:

Определяют расходы воды на расчетных участках G_уч, кг/ч:

,

где Q - тепловая нагрузка участка, составленная из тепловых нагрузок отопительных приборов, Вт;

с - теплоемкость воды, с=4,2 кДж/(кг?С);

t_г - t_o - перепад температур воды в системе, =25?С.

Расчет приведен в приложении 4

Определение расчетного циркуляционного давления

?P_расп=12000 Па

= 12000/105,162=105,109

Ориентируясь на R_уд^ср и определив количесво воды G_уч по таблице приложения подбирают оптимальные диаметры труб расчетного кольца, скорость теплоносителя, уточняют велечину средней удельной потери давления на расчетном участке

На этом расчет главного циркуляционного кольца завершается. Все данные, полученные при расчете теплопровода, заносят в таблицу

Расчет главного циркуляционного кольца ( Приложение 5) завершается определением запаса давления ?Р_зап величина которого должна быть в пределах 12 - 15%

(P_расп - P_гцк)/Р_расп 100% = 15,8 %

6. РАСЧЕТ ПОВЕРХНОСТИ ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

Требуемая поверхность нагрева отопительного прибора рассчитывается по формуле:

F_пр= (Q_пр/q_э)Я₁Я₂

Q_пр - расчетная тепловая нагрузка прибора Вт

q_э - теплоотдача 1 экм прибора, принимается по таблице 2.2 или рассчитывается по формуле 2.4

Я₁- коэффициент, учитывающий изменения теплоотдачи, в зависимости от принятого способа установки прибора.

Я₂ - коэффициент, учитывающий снижение температуры воды относительно расчетного значения вследствие остывания в трубопроводах.

В системах с верхней разводкой Для 1 этажа Я₂ = 1,47 2го этажа Я₂ = 1

Температурный напор вычисляется :

?t_T=(t_вх + t_вых)/2-t_в ?С

t_вх - Температура теплоносителя на входе в прибор

t_вых - Температура теплоносителя на выходе из прибора

?t_тср=(t_вх + t_вых)/2

Теплоотдача 1экм прибора

q_э=9,28( ?t_T-10) Я₃Z

?t_T - Температурный напор.

Я₃ - Поправочный коэф, зависящий от относительного расхода G

Z - Коэф, зависящий от схемы подачи воды в прибор

Относительный расход воды:

G= 7,98 (?t_T - 10 ) / ?t_пр 17,4

?t_пр -перепад температур теплоносителя в приборе

?t_пр= t₂ - t₀

Расчетное количество секций чугунного радиатора

П_расч=(F_пр/f_сек) Я₄

Я₄- коэффициент учитывающий неравномерность теплоотдачи отопительных приборов.

Результаты подсчета записываются в таблицу расчета числа секций отопительных приборов ( Приложение 6 )

7. УСТРОЙСТВО ВЕНТИЛЯЦИИ ЖИЛОГО ЗДАНИЯ

Устройство системы вентиляции жилых зданиях необходимо для возможности удаления избытков тепла, влаги и вредных газов, выделяемых в помещении.

В данной работе устраиваем естественную вентиляцию: организованную вытяжку в каждой квартире из кухонь и санузлов, неорганизованный приток в каждое помещение через окна, форточки, щели в оконных переплётах.

Для вентиляции устраивают вентблоки между кухней и санузлом. Вытяжные отверстия располагаем на расстоянии 0,5 м. от потолка. Вытяжные отверстия закрываются решётками с подвижными и неподвижными жалюзями. Минимальная высота выброса воздуха над кровлей при плоской кровле 0,5 м.

Количество вентиляционного воздуха для кухонь и санузлов L, м³/ч принимается: кухня с 4-конфорочной плитой - 90 м³/ч,

ванна индивидуальная - 25 м³/ч,

уборная- 25 м³/ч.

помещение трубопровод теплотехнический вентиляция отопление

8. АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КАНАЛОВ ЕСТЕСТВЕННОЙ ВЫТЯЖНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ

Вентиляция помещений естественная, общеобменная. Приток воздуха осуществляется через поры и неплотности ограждающих конструкций или форточки окон, вытяжка - через вертикальные вентиляционные каналы кухонь и санузлов.

Расчет системы вентиляции

Количество воздуха V_к, м³/с, которое необходимо удалять через вентиляционные каналы определяют по формуле:

V_к=3УF_n

где 3 - воздухообмен в квартире жилого дома определяют из расчета 3 м³/ч воздуха на 1 м² площади пола жилой комнаты;

УF_n - суммарная площадь жилых комнат квартиры, м² :

V_к=361,04 м³/ч

60 - минимальный расход воздуха, м³/ч, удаляемый из негазифицированной кухн.

F_жс=,

где L - часовой расход воздуха, м³/ч.

Определяют размеры каналов:

aЧb=F_жс

При этом задаются размером a=150ч(50).

Унифицируют размеры сторон каналов до стандартного, кратного 50 мм.

Скорость в сечении канала при принятом сечении проверяют по формуле:

V = ,

Определяют удельную потерю давления в вентиляционном канале R_уд.

Диаметр рассчитываем по формуле:

d = ,

где a и b - стороны канала прямоугольного сечения.

Определяют R_тр:

R_тр = R_удЧl_уч

Определяют потерю давления в местных сопротивлениях:

Z = У KMCМ,

где У KMC - сумма коэффициентов местных сопротивлений на расчетном участке.

Определяют суммарную потерю давления в системе вентиляции:

ДP_св=R_тр+Z

Определяют располагаемый напор:

ДP_е = hg(с_н - с_в),

где h - расстояние между устьем вентиляционной шахты и центром вентиляционного отверстия (решетки) расчетного этажа, м;

с_н, с_в - соответственно плотность наружного воздуха при температуре t_н = -5 ^оС и внутреннего воздуха при t_в = 21 ^оС, кг/м³.

Заключение

В ходе курсовой работы были освоены устройство и принцип расчета систем инженерного обеспечения зданий, ознакомилась с принципом действия и устройством основного технологического оборудования санитарно-технических систем. В процессе работы над проектом я усвоила весь комплекс требований, которые предъявляет к сооружению санитарная техника, научилась увязывать системы теплоснабжения и вентиляции с архитектурно-планировочным и конструктивным решениями здания

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Потапова, Т.А. Отопление и вентиляция гражданского здания: Методич. указания / Т.А. Потапова - Братск. : БрГТУ, 200. - 41 с.

2. Тихомиров, К.В. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция: Учебник для вузов.- 3-е изд.-М.: Сиройиздат, 1981.-272 с.

3. Богословский В.Н., Щеглов В.П., Разумов Н.Н. Отопление и вентиляция.-М.: Стройиздат, 1980.

4. Внутренние санитарно- технические устройства: Справочник проектировщика / Под ред. И.Г. Староверова.- 3-е изд.. перераб. доп. - М.: Стройиздат , 1975. - 429 с.

5. Журавлев Б.А. Справочник мастера - сантехника. - М.: Стройиздат, 1987. - 496 с.

6. СНиП II-3-79^**: Строительная теплотехника.-М.: Стройиздат. 1979.

7. СНиП 2.04.05 - 91: Отопление, вентиляция и кондиционирование. - М.: Стройиздат,

Размещено на Allbest.ru