Отопление зданий

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

1. Исходные данные для проектирования

1.1 Описание здания и строительных конструкций

2. Теплотехнический расчет наружных ограждений

2.1 Наружные стены

2.2 Наружные входные двери

2.3 Бесчердачное перекрытие

2.4 Перекрытие над неотапливаемым подвалом

2.5 Окна и балконные двери

3. Определение потерь тепла помещениями и удельной отопительной характеристики здания

3.1 Определение теплопотерь помещений

4. Отопление

4.1 Проектирование системы отопления

4.2 Гидравлический расчет системы отопления

4.3 Определение поверхности нагревательных приборов

4.4 Подбор элеватора

4.5 Определение годовых расходов теплоты на отопление

Список литературы

• 1. Исходные данные для проектирования
• Исходным материалом служит задание к курсовому проекту, содержащее архитектурно-строительную часть задания, ориентацию его продольной оси по сторонам света, место строительства, параметры воды, отпускаемой крупной котельной или ТЭЦ.
• Задание двухэтажное, бесчердачное, имеет подвал и прямоугольную форму в плане. Разводка магистральных трубопроводов - нижняя, в подвале. Схема движения теплоносителя - попутная. Система стояков - однотрубная. Влажностной режим помещения - нормальный.
• Место строительства - город Калининград.
• по СНиП 23-01-99:
• - t_ext = -19 C⁰;
• - t_ht = - 1,9 C⁰;
• - z_ht = 193.
• - климатическая зона влажности - нормальная
• по СНиП II-3-79^*:
• - t_int = 18 C⁰;
• - ц = 50 - 60 %;
• - условия эксплуатации наружных ограждений - Б
• - зона влажности - нормальная.

- температура сетевой воды:

- температура обратной воды:

потеря тепло помещение здание стена

1.1 Описание заданий и строительных конструкций

Здание выполняется из следующих конструкций:

- стена - сборные керамзитобетонные панели;

- перегородки - гипсобетонные;

- крыша - совмещенная, с рулонной кровлей;

- полы - керамические, мозаичные, линолеумы;

- в здании имеется внутренняя лестничная клетка;

- высота этажа 2,7 м.

- подполье - под всем зданием;

• 
• 2. Теплотехнический расчет наружных ограждений
• 2.1 Наружные стены
• =
• D_d = (18-(1,9))·193 = 3840 ^оС _сут
• по табл. 4 СНиП 23-02-2003
• = 2000 R_reg = 1,8
• = 4000 R_reg = 2,4
• по интерполяции получаем при = 3840 R_reg = 2,3--Г = 0,945
• В качестве расчетной величины принимаем термическое сопротивление исходя из условий энергосбережения R_reg = 2,3 конструкции стены:
• 1 - штукатурка на известково-песчаном растворе
• д₁ = 0,015 м;
• л_б = 0,81
• с = 1600 кг/м³;
• щ_б = 4%.
• 2 - сборные керамзитобетонные панели
• д₂ = 0,4 м;
• л_б = 0,92
• с = 1800 кг/м³;
• щ_б = 10%.
• 3 - жесткие минераловатные маты
• д₃ = ? м;
• л_б = 0,06
• с = 100 кг/м³;
• щ_б = 5%.
• 4 - штукатурка на цементно-песчаном растворе
• д₄ = 0,02 м;
• л_б = 0,93
• с = 1800 кг/м³;
• щ_б = 4%.
• = R_reg = 2,3
• = R_int + R₁ + R₂ + R₃ + R₄ + R_ext =+++ R₃++
• = = 0,63+ R₃ = 2,3 = R_reg
• R₃= 2,3 - 0,63 = 1,67
• д₃ = л₃ * R₃
• д₃ = 0,06 * 1,67 = 0,1002 м принимаем д₃ = 0,15 м
• = 0,63 + 0,15/0,06 = 3,13 Г 2,3
• К_нс = 1/
• К_нс =1/3,13 = 0,32
• Толщина наружной стены: д_нс = 0,015+0,4+0,15+0,02=0,54 м ? 0,55 м
• 2.2 Наружные входные двери
• R_{reg н.дв.} ? 0,6 = 0,6 * 0,945 = 0,567
• принимаем R_{reg н.дв.} 0,6
• К_н.дв = 1/ R_{reg н.дв} = 1/0,6 = 1,67
• 2.3 Крыша, совмещенная с рулонной кровлей
• = 1,06
• D_d = (18-(1,9))·193 = 3840 ^оС _сут
• по табл. 4 СНиП 23-02-2003
• D_d = 2000 R_reg = 2,4
• D_d = 4000 R_reg = 3,2
• по интерполяции получаем при D_d = 3840 R_reg = 3,1 Г = 1,06
• с учетом возможного коэффициента запаса, равного 7%

• =1,07* R_reg = 1,07 * 3,1 = 3,32
• = R_int + R_пл + R_из + R_ext =+ + R_пл + R_из
• =1/8,7 + 0,19 + R_из + 1/23 = 0,35 + R_из = 3,32
• R_из = 3,32 - 0,35 = 2,97
• д_из = л_из * R_из
• д_из = 2,97 * 0,06 = 0,178 м принимаем 0,2 м
• = 0,35 + 0,2/0,06 = 3,68
• К_н.кр = 1/ = 1/2,85 = 0,27
• д_кр = 0,22+0,2+0,05 = 0,47 м
• 2.4 Перекрытия над не отапливаемым подвалом
• = 1,02
• по табл. 4 СНиП 23-02-2003
• D_d = 2000 R_reg = 2,0
• D_d = 4000 R_reg = 2,7
• по интерполяции получаем при D_d = 3840 R_reg = 2,64 Г = 1,02
• с учетом возможного коэффициента запаса, равного 7%
• =1,07* R_reg = 1,07 * 2,64 = 2,82
• = + R_пл+ R_из +
• = 1/8,7 + 0,19 + R_из + 1/6 = 0,47 + R_из = 2,82
• R_из = 2,82 - 0,47 = 2,35
• д_из = 2,35 * 0,06 = 0,14м принимаем 0,15 м
• = 0,47 + 0,15/0,06 = 2,97
• К_пп = 1/ = 1/2,97 = 0,34
• д_пп = 0,22+0,15+0,05 = 0,42 м
• 2.5 Окна и балконные двери
• по табл. 4 СНиП 23-02-2003
• D_d = 2000 R_reg = 0,3
• D_d = 4000 R_reg = 0,4
• по интерполяции получаем при D_d = 3840 R_reg = 0,38по приложению 6. СНиП II-3-79^*
• принимаем Двойное остекление в спаренных деревянных переплетах.
• = 0,4
• К_ок = 1/ = 1/0,4 = 2,5

• Сводная таблица:

Ограждения	R0тр	Rred	R0ф	К	дконст.
НС	0,945	2,3	3,13	0,32	0,55
КР	1,06	3,1	3,68	0,27	0,47
ПП	1,02	2,64	2,82	0,34	0,42
НД	0,567	-	0,6	1,67	-
ОК	-	0,38	0,4	2,5	-



• 3. Определение потерь тепла помещения и удельной отопительной характеристики здания

3.1 Определение теплопотерь помещения

Теплопотери каждого помещения определяется путем суммирования потерь теплоты через отдельные ограждения, рассчитываемых по формуле:

Q = k F P + Q_int, Вт

k - коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/м² С⁰

k^l _ок = к^ф_ок - к_нс = 1,96 - 0,31 = 1,65

F - расчетная площадь ограждений, м²;

t_int - температура внутреннего воздуха рассчитываемого помещения, С⁰

t_ext - температура наружного воздуха для расчета отопления, С⁰

P - множитель, учитывающий дополнительные потери теплоты, определяемой из выражения:

Р = 1 + ?р

?р - сумма добавочных потерь теплоты, принимаемых в долях от основных теплопотерь;

Q_inf - добавочные потери теплоты на подогрев инфильтрационного наружного воздуха, поступающего через неплотности окон и балконных дверей, определяемые по формуле.

Окна:



Q_inf = 0,28 * А_ок* F_ок* G_inf * (t_int - t_ext) = 0,28 * 0,7 * 2,4 * 6 * (20 - (-19)) = 110 Вт

Q_inf = 0,28 * А_ок* F_ок* G_inf * (t_int - t_ext) = 0,28 * 0,7 * 2,4 * 6 * (18 - (-19)) = 105 Вт

Балконные двери:

Q_inf = 0,28 * А_ок * F_ок * G_inf * (t_int - t_ext) = 0,28 * 0,7 * 2 * 6 * (20 - (-19)) = 92 Вт

Q_inf = 0,28 * А_ок * F_ок * G_inf * (t_int - t_ext) = 0,28 * 0,7 * 2 * 6 * (18 - (-19)) = 88 Вт

А_ок - коэффициент, учитывающий влияние встречного теплового потока;

F_ок - расчетная площадь окон и балконных дверей, м²

G_inf - нормативное количество наружного воздуха, поступающего путем инфильтрации через 1 м² площади окон и балконных дверей. В рамках курсового проекта G_inf принят равным 6 кг/(м² ч).

Расчет теплопотерь сведен в таблицу:


• 4. Отопление

4.1 Проектирование системы отопления

Расчетные параметры теплоносителя для однотрубных систем: t_г =105 С⁰; t₀ =70 С⁰_.

Система стояков однотрубная. Регулирующая арматура - краны двойной регулировки. Удаление воздуха производится за счет установки воздуховыпускных устройств в самых высоко расположенных радиаторах.

Наличие кранов на стояках и местах их присоединения к магистралям горячей и обратной воды дает возможность спуска теплоносителя и ремонта стояков без отключения всей системы.

При нижней разводке подающие и обратные трубопроводы прокладываются вдоль наружных стен неотапливаемого подвала на высоте 1 метра от потолка.

4.2 Гидравлический расчет системы отопления

В данном проекте произведен гидравлический расчет наиболее неблагоприятного циркуляционного кольца системы - от элеватора, через подающую магистраль, нижний нагревательный прибор наиболее удаленного стояка, обратную магистраль к тепловому вводу.

Величина располагаемого давления для систем с механическим побуждением определяется из выражения:

ДP_р =ДР_м+0,5ДР_гр, Па

ДP_р - располагаемое давление в системе, Па;

ДР_м - давление, создаваемое элеватором; для условий курсового проекта принимается равным 60 Па на один погонный метр расчетного циркулярного кольца;

ДР_гр - гравитационное давление, вызываемое охлаждением воды в нагревательных приборах, Па.

В однотрубных системах определяется так:

ДР_гр = h_прив (с₀ - с_г) g;

с₀, с_г - плотность охлажденной и горячей воды, кг/м³;

h_прив - приведенное расстояние, м, между центрами охлаждения расчетного стояка и нагревания.

? l = 48 м - сумма длин участков циркуляционного кольца.

h_прив =

Q_i - тепловая нагрузка отдельного прибора однотрубного стояка, Вт;

h_i - высота расположения центра охлаждения отдельного прибора над центром нагревания, м;

Q_ст - тепловая нагрузка всего стояка, Q_ст = ? Q_i, Вт.

h_прив = = 3,486 м.

с₀ = 977,8 кг/м³ при t = 70 ⁰С; с_г = 954,8 кг/м³ при t = 105 ⁰С;

ДР_гр = 3,486 * (977,8 - 954,8) * 9,8 = 785,8 Па

ДР_м = 60 * ? l = 60 * 48,8 =2928 Па

ДР_р = 2928 + 0,5*785,8 = 3321 Па

Необходимый расход теплоносителя на участке, кг/ч, определяется по формуле:



с = 4,19 кДж/кг ⁰С - удельная теплоемкость воды;

t_г, t₀ - расчетные температуры воды в начале и конце стояка.

Среднее значение удельного сопротивления трения, Па/м, определяется из выражения:

б = 0,3 для однотрубных систем;

б - доля потерь давления, приходящихся на местные сопротивления.

R_ср = = 42,9 Па/м

Проверка правильности, произведенного гидравлического расчета циркуляционного кольца:

7 % * 100 12 %

Гидравлический расчет трубопроводов сведен в таблицу:

№ уч-ка	Q, Вт	G,кг/ч	d, мм	w, м/с	Рд, Па	Уо	l,м	R, Па/м	Rl, Па	Z, Па	Rl+Z, Па
1-2	29730	729,82	32	0,2	19,09	6,3	4,7	22,3	104,81	120,3	225,11
2-3	14420	353,99	25	0,17	13,79	1,5	2,4	23,10	55,44	20,69	76,14
3-4	2680	65,79	15	0,097	4,49	9	4,97	13,1	65,107	40,43	105,53
4-5	1120	27,49	15	0,097	4,55	1,5	0,6	13,1	7,86	6,82	14,68
5-6	1120	27,49	15	0,097	4,55	1,5	3,48	13,1	45,588	6,82	52,4
6-7	0	27,49	15	0,097	4,6	10,5	1,62	13,1	21,222	48,3	69,52
3-8	11740	288,19	25	0,14	9,36	1	6	16,2	97,2	9,36	106,56
8-10	8650	212,34	20	0,163	12,68	1,5	10,5	25	262,5	19,03	281,53
10-12	6080	149,25	20	0,115	6,31	1,5	5,4	13,1	70,74	9,47	80,21
12-14	5140	126,18	20	0,097	4,49	1,5	5,5	10,2	56,1	6,74	62,84
14-16	2680	65,79	15	0,097	4,49	3	6	13,1	78,6	13,48	92,08
16-18	2680	65,79	15	0,097	4,49	9	4,97	13,1	65,107	40,43	105,53
18-19	2680	65,79	15	0,097	4,55	1,5	0,6	13,1	7,86	6,82	14,68
19-20	1100	27,00	15	0,097	4,55	3	3,48	13,1	45,588	6,82	52,41
20-17	0	27,49	15	0,097	4,6	6	1,62	13,1	21,222	48,3	69,52
17-21	0	353,98	25	0,17	14,13	2,5	2,4	23,1	55,44	35,3	90,76
21-22	0	729,8	32	0,2	19,5	7,8	5,9	22,3	131,57	152,54	284,1
11-13	8340	204,73	20	0,157	12,05	1,5	5,4	24	129,6	18,08	147,67
13-15	9280	227,8077	20	0,178	15,49031	1,5	5,5	32	176	23,23546	199,23
15-17	11740	288,1964	25	0,14	9,58244	1	6	16	96	9,58244	105,58
							62,37			2644,241
Участок	Элементы	Сопротивление	Всего
1-2	тройник на проход - 3	3
	тройник на разлив - 1	1,5
	Кран пробочный проходной - 1	1,5
	Угол 90о (отвод)	0,3	6,3
2-3	Кран пробочный проходной - 1	1,5	1,5
3-4	тройник на ответвление -1	1,5
	Кран пробочный проходной - 1	3,5
	тройник на проход - 1	1
	Угол 90о (отвод)-2	3	9
4-5	Угол 90о (отвод)-1	1,5	1,5
5-6	проточный воздухосборник - 1	1,5	1,5
6-7	Угол 90о (отвод)-4	6
	тройник на проход - 1	1
	Кран пробочный проходной - 1	3,5	10,5
3-8	тройник на проход-1	1,0	1,0
8-10	тройник на проход-1	1,0
	Угол 90о (отвод)-1	0,5	1,5
10-12	тройник на поворот-1	1,5	1,5
12-14	тройник на поворот-1	1,5	1,5
14-16	тройник на поворот-1	1,5
	Угол 90о (отвод)-1	1,5	3,0
16-18	тройник на ответвление -1	1,5
	Кран пробочный проходной - 1	3,5
	тройник на проход - 1	1
	Угол 90о (отвод)-2	3	9
18-19	Угол 90о (отвод)-2	1,5	1,5
	тройник на проход - 1	1,5	1,5
19-20	Угол 90о (отвод)-2	3	3
20-17	тройник на проход-1	1,0
	Кран пробочный проходной - 1	3,5
	тройник на поворот-1	1,5	6,0
17-21	тройник на проход-1	1,0
	Кран пробочный проходной - 1	1,5	2,5
21-22	тройник на противоток - 1	3,0
	Угол 90о (отвод)-1	0,3
	тройник на проход-3	3
	Кран пробочный проходной - 1	1,5	7,8



4.3 Определение поверхности нагревательных приборов

Определяем поверхность нагрева и количество секций в каждом из приборов, присоединенных к первому и последнему стоякам расчетного циркуляционного кольца.

В качестве нагревательных приборов в проекте приняты чугунные радиаторы типа МС 140-98 (площадь одной секции f = 0,24 м², номинальные тепловой поток q_ном = 725 Вт/м²).

Тепловая нагрузка рассчитываемого прибора Q_пр, Вт, определяется с точностью 10 Вт, путем распределения теплопотерь помещения на установленные в нем радиаторы. Требуемая площадь радиатора, м², определяется из выражения:

F_пр = Q_пр/q_пр

q_пр - расчетная площадь теплового потока в конкретных условиях эксплуатации прибора, Вт/м², определяемая по формуле:

q_пр =

m - показатель, принимаемый в зависимости от направления движения воды в радиаторе: m = 1,25, m = 1,3.

Р - показатель, принимаемый при расходе воды через прибор:

G_пр 60 кг/ч при р = 0,02, при р = 0,12

G_пр 60 кг/ч при р = 0, при р = 0,04

_ср = t_ср.пр - t_int, ⁰С - средний температурный напор;

t_int, ⁰С - температура внутреннего воздуха в рассматриваемом помещении.

Средняя температура воды в рассчитываемом приборе t_ср.пр с учетом остывания воды в магистральных трубопроводах до расчетного стояка, рассчитывается из выражения:

t_ср.пр =

- суммарная тепловая нагрузка

- коэффициент учета дополнительного теплового потока устанавливаемых приборов за счет округления сверх расчетной величины для радиатора МС 140 = 1,05;

- коэффициент, учитывающий дополнительные теплопотери, вследствие размещения приборов у наружных ограждениях, для радиаторов = 1,02;

- коэффициент затекания в прибор однотрубного стояка, принимается равным 1;

Количество воды, поступающей в однотрубный стояк, определяется по формуле кг/ч,:

G_ст =

- тепловая нагрузка на стояк, Вт.

Количество воды, затекающей в прибор, для однотрубного стояка, кг/ч:

G_пр = G_ст * б

Число секций в нагревательном приборе, шт, определяется из выражения:



- коэффициент, учитывающий способ установки радиатора; у стены без ниши под подоконной доской ;

- коэффициент, учитывающий число секций в радиаторе:

Q_ст = 2680 Вт; G_ст = G_пр = кг/ч

Прибор №1

Средняя температура воды:

t_ср.пр = ⁰С

Cредний температурный напор: _ср = t_ср.пр - t_int = 99 - 18 = 81 ⁰С

Площадь теплового потока:

q_пр = = = 817 Вт/м²

Площадь радиатора:

F_пр = Q_пр/q_пр=570/817=0,69 м²



Коэффициент, учитывающий число секций в радиаторе:

= 0,97 + = 0,97 + =1,05

Число секций в приборе: n = > 3 секции

Прибор №2

t_ср.пр = ⁰С

_ср = t_ср.пр - t_int = 94,6 - 18 = 76,6 ⁰С

q_пр = = = 762 Вт/м²

F_пр = Q_пр/q_пр= 780/762 = 1,02 м²

= 0,97 + = 0,97 + =1,03

n = > 4 секции

Прибор №3

t_ср.пр = ⁰С

_ср = t_ср.пр - t_int = 81,6 - 18 = 63,6 ⁰С

q_пр = = = 640 Вт/м²

F_пр = Q_пр/q_пр= 780/640 = 1,21 м²

= 0,97 + = 0,97 + =1,02



n = > 5 секции

Прибор №4

t_ср.пр = ⁰С

_ср = t_ср.пр - t_int = 73,5 - 18 = 55,5 ⁰С

q_пр = = = 536,15 Вт/м²

F_пр = Q_пр/q_пр= 550/536,15 = 1,03 м²

= 0,97 + = 0,97 + =1,03

n = > 5 секций

Q_ст = 2680 Вт; G_ст = G_пр = кг/ч

Прибор №1

Средняя температура воды:

t_ср.пр = ⁰С

Cредний температурный напор: _ср = t_ср.пр - t_int = 99,5 - 18 = 81,5 ⁰С



Площадь теплового потока:

q_пр = = = 823 Вт/м²

Площадь радиатора: F_пр = Q_пр/q_пр=550/823=0,67 м²

Коэффициент, учитывающий число секций в радиаторе:

= 0,97 + = 0,97 + =1,06

Число секций в приборе: n = > 3 секции

Прибор №2

t_ср.пр = ⁰С

_ср = t_ср.пр - t_int = 94,7 - 18 = 76,7 ⁰С

q_пр = = = 763 Вт/м²

F_пр = Q_пр/q_пр= 790/763 = 1,03 м²

= 0,97 + = 0,97 + =1,03

n = > 4 секции

Прибор №3

t_ср.пр = ⁰С

_ср = t_ср.пр - t_int = 81,76 - 18 = 63,76 ⁰С

q_пр = = = 642 Вт/м²

F_пр = Q_пр/q_пр= 790/642 = 1,23 м²

= 0,97 + = 0,97 + =1,02

n = > 5 секции

Прибор №4

t_ср.пр = ⁰С

_ср = t_ср.пр - t_int = 73,4 - 18 = 55,4 ⁰С

q_пр = = = 536,1 Вт/м²

F_пр = Q_пр/q_пр= 550/536,1 = 1,03 м²

= 0,97 + = 0,97 + =1,03

n = > 5 секций

4.4 Подбор элеватора

Основной характеристикой для подбора элеватора является коэффициент смешивания:

= (130 - 105) / (105 - 70) * 1,15 = 0,82

t_с = 130 ⁰С - температура сетевой воды в тепловой сети.



Массовый расход воды, циркулирующей в системе отопления:

Q_сист = 29730 Вт - тепловая мощность системы отопления.

Диаметр горловины элеватора:

10,36 мм

кПа

- потери давления в расчетном циркуляционном кольце системы отопления.

D_r 18 мм элеватор № 1.

Диаметр сопла элеватора:

мм

Расход сетевой воды:

Требуемая разность давлений перед элеватором:

кПа



4.5 Определение годовых расходов теплоты на отопление

Расход тепла на отопление здания за весь отопительный период:

- коэффициент, учитывающий непроизводительные потери тепла системой тепла; в = 1,05- при нижней разводке.

t_ht = - 1,9 ?C - средняя температура отопительного периода;

Z_ht = 193 сут. - продолжительность отопительного периода.

• Q_год ГДж
• Список литературы
• потеря тепло помещение здание стена
• 1. СНиП 11-3-79* "Строительная теплотехника". 1998 - 24 с.
• 2. ГОСТ 30 494-96 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях.
• 3. СНиП 23-01-99 "Строительная климатология".
• 4. СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий"
• 5. СНиП 2.08.02-89^* "Общественные здания и сооружения".
• 6. СНиП 2.04.05-91^* "Отопление, вентиляция и кондиционирование".
• 7. Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. В 3 ч. - Ч.1. Отопление. М.: Стройиздат, 1990.- 344 с.
• 8. Зибрев О.А. "Отопление и вентиляция". Методические указания для курсового проектирования. СПб: ПГУПС, 2004. - 27 с.
• Размещено на Allbest.ru