Размещено на http://www.allbest.ru/

10

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования

ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра "Гидравлика и водоснабжение"

Курсовая работа по теме:

"Отопление и вентиляция здания"

Выполнил: студент: Бородинов Е.В.

Проверил преподаватель: Путько А.В.

Хабаровск 2015



Введение

Системы отопления и вентиляции относятся к инженерным сетям зданий и являются системами жизнеобеспечения, предназначенными для поддержания в помещениях оптимальных температуры, влажности и других параметров воздушной среды. Без этого постоянное пребывание людей в зданиях невозможно.

В холодное время года человек вынужден обеспечивать в помещениях комфортную внутреннюю температуру воздуха. Процесс поддержания такой внутренней температуры называется отоплением. Тепловая энергия, подаваемая в помещение системой отопления, передается внутреннему воздуху, и в то же время от внутреннего воздуха поток тепла через наружные ограждения направлен из помещения наружу. Баланс этих двух процессов обусловливает температуру внутреннего воздуха.

В процессе жизнедеятельности человека и при технологических процессах в воздух помещения выделяются так называемые вредности - вещества (газы, пары, пыль), повышенная концентрация которых в воздухе неблагоприятна для человека. Системы вентиляции предназначены для удаления из помещений загрязненного воздуха и подачу в них чистого.

В последние десятилетия расширяется использование автономных систем теплоснабжения, обслуживающих одно здание или небольшое их количество. При этом для приготовления теплоносителя возможно использование как электроэнергии, так и непосредственное сжигание топлива (газ, жидкие нефтепродукты). Современные котлы, коэффициент полезного действия которых 92-95 %, незначительные потери в тепловых сетях, возможности автоматического регулирования обеспечивают более высокую экономическую эффективность таких систем.

Существенный эффект дает использование в системах отопления современных отопительных приборов и оборудования - алюминиевых радиаторов, металлополимерных труб, пластинчатых водонагревателей.

1. Тепловой режим и теплопотери помещений и зданий

1.1 Нормативные требования к микроклимату помещений. Расчетные параметры наружного воздуха

Оптимальные значения относительной влажности воздуха находятся в диапазоне 40-60 %. Оптимальные скорости воздуха в помещении для холодного периода года принимаются 0,2-0,3 м/с, а для теплого 0,2-0,5 м/с. Для помещений жилых домов расчетные параметры, определяющие микроклимат, принимаются по [1] и приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Расчетные параметры микроклимата в помещениях жилых домов.

Помещение	Расчетная температура в холодный период года tвн, °С	Воздухообмен (вытяжка), м3/ч
То же при tнБ - 31 °С	20*	То же
Кухня с электроплитами	15	Не менее 60
Кухня с 4-конфорочными газовыми плитами	15	90
Ванная	25	25
Уборная индивидуальная	12	25
Лестничная клетка	12	-

* В угловых помещениях увеличивается на 2 °С.

Расчетная температура и скорость воздуха для холодного периода года по "параметру Б" для Советская Гавань приведена в таблице 1.2.

Таблица 1.2 - Расчетные параметры наружного воздуха.

Наименование населенного пункта	Параметры Б
	Расчетная температура tнБ, °С	Скорость ветра V, м/с
Райчихинск	-35	3,8

1.2 Определение теплопотерь помещений

1.2.1 Определить термические сопротивления наружных ограждений

Отапливаемые помещения теряют теплоту через ограждения вследствие разности температур внутреннего и наружного воздуха. Такими ограждениями являются стены, окна, двери, перекрытия над подвалами, чердачные и бесчердачные перекрытия, полы по грунту.

Теплозащитные качества ограждений характеризуются величиной сопротивления теплопередаче (термического сопротивления) R₀, м²С / Вт, определяемой по формуле

, (1.1)

где _в - коэффициент тепловосприятия внутренней поверхности ограждения, Вт/ м²С; _i и _i - толщина слоя и расчетный коэффициент теплопроводности материала слоев ограждающей конструкции; _н - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения, Вт/ м²С; R_в.п. - термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки (при наличии ее в конструкции), м²С/Вт.

Коэффициенты _в и _н для наиболее часто встречающихся случаев приведены в [13, табл. 1.1]; _i - назначается по в соответствии с заданием; _i - принимается по справочным данным и для некоторых материалов приводится. Термическое сопротивление воздушных прослоек может быть принято по [13, табл. 1.2].

Для наружной стены термическое сопротивление будет равно:

Рис. 1.1 - конструкция наружной стены.

Для чердачного покрытия термическое сопротивление будет равно:

Рис. 1.2 - конструкция чердачного покрытия.

Для перекрытия над подвалом термическое сопротивление будет равно:

Рис. 1.3 - конструкция перекрытия над подвалом.

Для окон и дверей термическое сопротивление принимается равным 0,39 соответственно.



1.2.2 Определение теплопотерь через ограждения помещений

Теплопотери определяют через все ограждающие конструкции и для всех отапливаемых помещений. Допускается не учитывать теплопотери через внутренние ограждения, если разность температур в помещениях, которые они разделяют, не превышает 3 °С.

Потери теплоты, Вт, через ограждающие конструкции рассчитывают по формуле

, (1.2)

где F - расчетная площадь ограждающей конструкции, м²; t_вн - расчетная температура воздуха в помещении, °С; - расчетная температура наружного воздуха, °С; - добавочные теплопотери, в долях от основных потерь; n - коэффициент учета положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху; R₀ - сопротивление теплопередаче, м²°С/ Вт, определяемое по формуле (1.1).

1.2.3 Определение потерь теплоты на нагрев инфильтрующегося через окна воздуха и бытовые тепловыделения

Теплопотери на инфильтрацию вычисляются по двум известным методикам:

1. Определяет теплопотери, обусловленные воздухообменом, необходимым по санитарным нормамПозволяет определить теплопотери при воздухообмене, величина которого обуславливается внешними факторами.

В данной расчетно-графической работе теплопотери на инфильтрации будут определяться по первой методике.

Расход теплоты Q_инф, Вт, определяется по формуле

, (1.3)

где L - расход удаляемого воздуха, м³/ч, принимаемый для жилых зданий из расчета 3 м³/ч на 1 м² площади жилых помещений; _вн - плотность внутреннего воздуха, кг/м³; с - удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж /(кгС).

Удельный вес , Н/м³, и плотность воздуха , кг/м³, могут быть определены по формулам

, (1.4)

, (1.5)

где t - температура воздуха, С; g = 9,81 м/с².

Расчетные теплопотери помещения, Вт, определяются по формуле

, (1.6)

где Q_огр - суммарные теплопотери через ограждения помещения; Q_инф - наибольший расход теплоты на подогрев инфильтрующегося воздуха из расчетов по формулам (1.4) и (1.7); Q_быт - бытовые тепловыделения от электрических приборов, освещения и других источников тепла, принимаемые для жилых помещений и кухонь не менее 10 Вт на 1 м² площади пола. Результаты расчета вносятся в таблицу.

Расчет теплопотерь помещения 101 (жилая комната). Это помещение теряет тепло через две наружные стены, одно окно и перекрытие над неотапливаемым подвалом. Размеры ограждающих конструкций определены по плану типового этажа (рис. 1.4). Температура внутреннего воздуха назначена 18С, для углового помещения 20С.

Потери теплоты через отдельные ограждающие конструкции определяются по формуле (1.2).

Добавочные теплопотери определены по [13, табл. 1.3]. Добавка на ориентацию наружной стены, ориентированной на север - = 0,1; наружной стены и окна, ориентированных на восток - = 0,1. Добавка на угловое помещение при наличии стены, обращенной на север, принята для всех стен и окон - = 0,05. Коэффициент n для стен и окон, непосредственно соприкасающихся с наружным воздухом, принят равным 1, для перекрытия над неотапливаемым подвалом без световых проемов - n = 0,7. Результаты всех расчетов сведены в таблице 1.3. Сумма теплопотерь через ограждения в комнате 101 составила Q_огр=778,6 Вт.

L = 3F_пола = 3•16,82 = 50,46 м²;

с = 1 кДж /(кг С);

_вн = Н/м³;

_вн = кг/м³;

Q_инф = 0,28 50,46 1,19 1 57 = 958,4 Вт.

Q_быт = 12 F_пола = 12 16,82 = 202 Вт.

Q_расч = 778,6+958,4-202 = 1535 Вт

Расчет теплопотерь помещения 202(жилая комната). Это помещение теряет тепло через одну наружную стену и одно окно. Размеры ограждающих конструкций определены по плану типового этажа (рис. 1.4). Температура внутреннего воздуха назначена 20С, для углового помещения 22С.

Потери теплоты через отдельные ограждающие конструкции определяются по формуле (1.2).

Добавочные теплопотери определены по [13, табл. 1.3]. Добавка на ориентацию наружной стены, ориентированной на север - = 0,1; наружной стены и окна, ориентированных на восток - = 0,1. Добавка на угловое помещение при наличии стены, обращенной на север, принята для всех стен и окон - = 0,05. Коэффициент n для стен и окон, непосредственно соприкасающихся с наружным воздухом, принят равным 1, для чердачных перекрытий без световых проемов - n = 0,9. Результаты всех расчетов сведены в таблице 1.3. Сумма теплопотерь через ограждения в комнате 110 составила Q_огр=275,7 Вт.

Величина теплопотерь на инфильтрацию по первой методике вычислена по формуле (1.3).

L = 3F_пола = 3•16,19 = 48,57 м²;

с = 1 кДж /(кг С); _вн = Н/м³;

_вн = кг/м³;

Q_инф = 0,28·48,57 1,205 1 55 = 643,8 Вт.

Q_быт = 12 F_пола = 12 16,19 = 194 Вт.

Q_расч = 275,7 + 643,8 - 194 = 725,5 Вт

Расчет теплопотерь помещения 305 (кухня). Это помещение теряет тепло через две наружных стены, одно окно и чердачного перекрытия. Размеры ограждающих конструкций определены по плану типового этажа (рис. 1.4). Температура внутреннего воздуха назначена 22С.

Добавка на ориентацию наружной стены и окна, ориентированной на запад - = 0,05;

Коэффициент n для стен и окон, непосредственно соприкасающихся с наружным воздухом, принят равным 1, для чердачного перекрытия без световых проемов - n = 0,9. Результаты всех расчетов сведены в таблице 1.3. Сумма теплопотерь через ограждения в комнате 305 составила Q_огр=677,6 Вт.

Величина теплопотерь на инфильтрацию по первой методике вычислена по формуле (1.3).

L = 3F_пола = 3•16,82 = 50,46 м²;

с = 1 кДж /(кг С);

_вн = Н/м³;

_вн = кг/м³;

Q_инф = 0,28 50,46 1,19 1 57 = 958,4 Вт.

Q_быт = 12F_пола = 12 16,82 = 202 Вт.

Q_расч = 305+958,4-202 = 1061,4 Вт.

Теплопотери лестничной клетки

Q_расч = 804,5+725,5+1298 = 2828 Вт.

1.2.4 Определение суммарных потерь теплоты здания

Аналогично расчёт ведётся и для других помещений. Значения всех угловых комнат невзирая на различную ориентацию могут быть приняты одинаковыми. Теплопотери рядовых комнат первого этажа приближенно могут быть получены вычитанием из теплопотерь угловой комнаты теплопотерь через торцевую стену, а теплопотери комнат среднего этажа вычитанием теплопотерь через перекрытие над подвалом. Теплопотери помещений первого и последнего этажа можно принять приближенно одинаковыми. Лестничная клетка рассматривается как одно помещение высотой, равной высоте всего здания, теплопотери назначаются как сумма теплопотерь помещений такой же площади, расположенных одно над другим на всю высоту здания. Результаты приведены в табл. 1.4.

Рис. 1.4 - План типового этажа.



Таблица 1.3 - Определение теплопотерь помещений.

Номер помещения	Назначение	Характеристики ограждения	tвн, С	tвн - tнБ, С	n	R0, м2С / Вт	Добавочные теплопотери	Qогр, Вт	Qинф, Вт	Q быт, Вт	Qрасч, Вт
		Наименование	Ориентация	Размеры, м	F, м2					на ориентацию	на угловые помещения
101	Жилая комната	НС-1	З	6,4,7Ч2,7	17,36	22	57	1		0,05	0,05	237,1	958,4	202	1535
		НС-2	С	3,55Ч2,7	7,75			1		0,1	0,05	110,7
		Окно-1	С	1,52Ч1,3	1,97			1	0,39	0,1	0,05	319,5
		ПП	-	5,8Ч2,86	16,6			0,7		-	-	111,3
?												778,6

Примечание. НС-1 - наружная стена 1; НС-2 - наружная стена 2; ПП - перекрытие над подвалом; ПЧ - перекрытие чердачное.

Таблица 1.4 - Теплопотери помещений жилого здания, Вт.

3-ий этаж
301 1061,4	302 804,5	303 804,5	304 804,5	305 1061,4
306 1061,4	307 804,5	ЛК	308 804,5	309 1061,4
2-ой этаж
201 962,6	202 725,5	203 725,5	204 725,5	205 962,6
206 962,6	207 725,5	ЛК	208 725,5	209 962,6
1-ый этаж
101 1535	102 1298	103 1298	104 1298	105 1535
106 1535	107 1298	ЛК	108 1298	109 1535
Q=31204

Таким образом общие теплопотери здания составили Q_зд = 31204 Вт.

1.3 Выбор и обоснование конструкции системы отопления

В качестве источника теплоснабжения используются тепловые сети с температурой воды 150 / 70 °С. Подключение системы отопления к тепловым сетям осуществлено через теплообменник. В здании принята однотрубная система с нижней разводкой.

Приняты параметры теплоносителя t_г = 95 °С, t_о = 70 °С

В качестве нагревательных приборов использованы чугунные секционные радиаторы МС-140-98. На ответвлениях стояков от магистралей в качестве запорной арматуры предусмотрены пробковые краны. Для опорожнения стояков в их нижней части предусмотрены тройники с пробковыми кранами, для удаления воздуха из системы на приборах верхнего этажа установлены воздухоотводчики радиаторные с ручным управлением. теплопотеря чердачный стена отопление

Лестничная клетка оборудована самостоятельным стояком с одним нагревательным прибором, присоединенным по проточной схеме.

1.4 Выполнение гидравлического расчета большого кольца системы отопления

В системах с естественной циркуляцией расчетное циркуляционное давление для каждого рассчитываемого кольца ?Р_р, Па определяется по формуле:

?Р_р = ?Р_е,

где ?Р_е - естественное циркуляционное давление в кольце.

?Р_е = ?Р_{е, пр} + ?Р_{е, тр} ,

где ?Р_{е, пр} - давление, возникающее за счет остывания воды в приборах; ?Р_{е, тр} - давление, возникающее за счет остывания воды в трубах,

?Р_{е, тр} учитывается только в системах с верхней разводкой и определяется по справочным данным. В курсовой работе ?Р_{е, тр} принимается 150 Па.

Для однотрубных систем водяного отопления при верхней разводке ?Р_{е, пр} определяется по формуле:

?Р_{е, пр} = gЧh_пр Ч(с₀ - с_г) + gЧh₁Ч(с₁ - с_г) + gЧh₂Ч(с₂ - с_г),

где h_пр - 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 приборов следующего этажа, м; с_г , с₁,с ₂, с_о - плотности воды, поступающей в систему, смеси воды на соответствующем участке и охлажденной воды, кг/м³. Количество слагаемых в этой формуле соответствует количеству этажей.

Температуру воды на участках стояка однотрубной системы водяного отопления определяют по формуле:

,

где t_г - температура горячей воды, подаваемой в систему отопления, °С; ?Q_i - суммарная тепловая нагрузка приборов на стояке, расположенных выше (ранее) рассматриваемого участка по течению воды, Вт; ?t_ст - перепад температур теплоносителя на стояке, равный разности (t_г-t_о),°С; Q_ст - тепловая нагрузка стояка, Вт.

В качестве расчетного кольца выбрано кольцо, проходящее через стояк № 3. На этом стояке предусмотрено одностороннее присоединение нагревательных приборов. Для определения циркуляционного давления в большом кольце, проходящем через стояк 3, вычисляем температуры воды на характерных промежуточных участках. При этом считается, что остывание воды происходит только в нагревательных приборах, и падение температуры в стояке составляет 25 °С:

t₁ = 95 - 1061,4 • 25 / 3559 = 87,5°С;

t₂ = 95 - 2023,8 • 25 / 3559 = 80,7°С;

Соответствующие плотности воды:

с_г = 961,92 кг/м³, с₁ = 966,68 кг/м³,с ₂ = 971,21 кг/м³, с_о = 977,81 кг/м³.

Положение центра водонагревателя назначено на 0,5 м выше пола подвала, т. е. расстояние от центра водонагревателя до центра прибора 1-го этажа 2,5 м. Давление от остывания воды в приборах:

?Р_{е, пр} = 9,81 2,5(977,81-961,92) + 9,81 2,8(966,68-961,92) + 9,81 2,8(971,21-961,92) = 775,63 Па.

Естественное циркуляционное давление в расчетном кольце:

?Р_р = ?Р_е = 775,63 + 150 = 925,63 Па.

Среднее значение удельных потерь давления определяется по формуле:

R_ср=0,65•925,63 /46,7=12,88 Па/м.

Определяется Q_уч по формуле:

,

где УQ₁ - сумма тепловых нагрузок нагревательных приборов, к которым подводится или от которых отводится теплоноситель по данному участку; Q₂ и Q₃ - потери теплоты от остывания воды в магистралях и поток теплоты в помещения от расположенных в них труб; в₁ и в₂ - коэффициенты условий работы прибора.

Определяется G по формуле:

,

где Q_уч - расчетные потоки теплоты на участках, определенные по формуле, Вт.

Все данные сводятся в табл. 1.5.

Тепловая нагрузка этого участка равна теплопотерям всего здания Q₁= 20102 Вт, коэффициенты условий работы приборов ₁ = 1,04, ₂ = 1,02.

В итоге потери напора в большом кольце составляют 9171,8 Па, что не превышает расчетного циркуляционного давления Р_р = 10612,1 запас давления составляет. Таким образом, работоспособность большого кольца системы отопления при назначенных диаметрах в заданных условиях обеспечена.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Таблица 1.5 Гидравлический расчет системы отопления

Номер участка	Q1, Вт	Qуч, Вт	G, кг/ч	L, м	d, мм	V, м/с	R, Па/м	RL, Па	?ж	Pv, Па	Z, Па	RL+Z, Па
Расчет участков большого кольца
1-2	31204	33101,2	1141,421	9,45	50	0,15	8	75,6	4	12,26	49,04	124,64
2-3	15602	16550,6	570,7104	5,5	40	0,145	10	55	1,5	12,16	18,24	73,24
3-4	9215	9775,272	337,0783	1,7	32	0,135	8	13,6	1	11,5	11,5	25,1
4-6	3559	3775,387	130,1858	5,2	25	0,08	5,5	28,6	0,5	3,14	1,57	30,17
6-6ґ	3559	3775,387	130,1858	9,45	20	0,13	17	160,65	26,8	9,8	262,64	423,29
6ґ-4ґ	3559	3775,387	130,1858	5,2	20	0,13	17	88,4	0,5	9,8	4,9	93,3
4ґ-3ґ	9215	9775,272	337,0783	1,7	32	0,135	8	13,6	1	11,5	11,5	25,1
3ґ-2ґ	15602	16550,6	570,7104	7	40	0,145	10	70	1,5	12,16	18,24	88,24
2ґ-1ґ	31204	33101,2	1141,421	1,5	50	0,15	8	12	4	12,26	49,04	61,04
Итог												883,08
Расчет необщих участков малого кольца
4-4	5656	5999,885	206,8926	9,45	25	0,15	20	189	21,9	16	350,4	539,4

Размещено на http://www.allbest.ru/

Таблица 1.6 Описание местных сопротивлений в системе отопления

Номер участка	Диаметр d, мм	Местное сопротивление	Коэффициент местного сопротивления
1-2	25	Задвижка	0,5	4,0
		Тройник на проходе	1
		2 отвода 90°	2х0,5
		Тройник на ответвлении	1,5
2-3	20	Тройник на ответвлении	1,5	1,5
3-4	20	Тройник на проходе	1	1,0
4-6	20	Отвод 90°	0,5	0,5
6-6'	15	2 проходных крана	24	26,8
		2 тройника на проходе	2х1
		3 радиаторных узла с движением воды сверху вниз, d = 20 - 15 - 20	2,83
		3 радиаторных узла с движением воды сверху вниз, d = 20 - 15 - 20	2,83
6'-4'	20	Отвод 90°	0,5	0,5
4'-3'	20	Тройник на проходе	1	1,0
3'-2'	20	Тройник на ответвлении	1,5	1,5
2'-1'	25	Тройник на ответвлении	1,5	4
		Задвижка	0,5
		Тройник на проходе	1
		2 отвода 90°	2х0,5



1.5 Выбор типа и расчет нагревательных приборов на стояке расчетного большого кольца

В системе отопления приняты к установке секционные радиаторы МС-140-98.

Стояк 3.

Прибор 1.

Теплоотдача прибора в помещении 305 равна 1061,4 Вт.

q_ном=725 Вт/ м²

Температура воды на входе в первый нагревательный прибор определена ранее t¹_вх=t_г=95°С: , Q_ст = 3559 Вт.

= 95 - = 80,1 °С;

По формуле подсчитывается средняя температура приборов и разница температур прибора и внутреннего воздуха:

t¹_ср = 0,5 · (95 +80,1) - 22 = 65,6 °С.

Подсчитывается расчётная плотность теплового потока по формуле

.

Вт/м².

Определяются расчётные площади нагревательных приборов по формуле

м².

Определяется количество секций в приборах по формуле

.

Прибор 2.

Теплоотдача прибора в помещении 205 равна 962,6 Вт.

q_ном=725 Вт/ м²

Температура воды на входе во второй нагревательный прибор определена ранее , Q_ст = 3559 Вт.

= 87,5 - = 73,3°С;

По формуле подсчитывается средняя температура приборов и разница температур прибора и внутреннего воздуха:

t²_ср = 0,5 · (87,5 + 73,3) - 22 = 58,4°С.

Подсчитывается расчётная плотность теплового потока по формуле.

Вт/м².

Определяются расчётные площади нагревательных приборов по формуле

м².

Определяется количество секций в приборах по формуле

Прибор №3

Теплоотдача прибора в помещении 305 равна 1535 Вт.

= 80,8- = 58,4 °С;

t²_ср = 0,5 · (80,8 + 58,4) - 22 = 47,6°С.

Таблица 1.7 Расчет нагревательных приборов

Номер помещения - номер прибора	Qпр, Вт	Gст, кг/ч		Gпр, кг/ч	tвх, С	tвых, С	tср, С	qпр, Вт/м2	Fр, м2	N
105-1	1276	130,14	0,45	58,48	80,8	58,4	47,6	423,5	3,8	16
205-2	1357	130,14	0,45	58,48	87,5	73,3	58,4	552,4	1,85	8
305-3	1061,4	130,14	0,45	58,48	95	79,8	65,6		1,75	8

1.7 Устройства для удаления воздуха

В системах с нижней разводкой воздух концентрируется в нагревательных приборах верхнего этажа. Для его удаления на верхних глухих пробках этих приборов устанавливаются воздушные краны (краны Маевского), позволяющие вручную сбрасывать воздух по мере необходимости.

1.8 Подбор водонагревателя

Водонагреватели устанавливаются в независимых схемах теплоснабжения. В этих схемах водонагреватель играет роль котла. В системах отопления традиционно применяются скоростные водо-водяные горизонтальные секционные кожухотрубные водонагреватели, схема сборки которых приведена на рис. 1.5.

Рис. 1.5. - Схема скоростного пятисекционного водонагревателя: 1 - из системы отопления здания; 2 - в систему отопления здания; 3 - подача теплоносителя из внешней тепловой сети; 4 - возврат отработанного теплоносителя во внешнюю тепловую сеть; 5 - теплообменные трубки.

Промышленность выпускает водонагреватели разных типов, отличающихся в основном поверхностью нагрева. Наружный диаметр корпуса их составляет от 57 до 325 мм, в корпусе одной секции располагается от 4 до 151 трубки, длина секции до 4,4 м. В системах отопления отдельных зданий удобнее использовать компактные пластинчатые водоподогреватели, в которых пластины попарно сварены по контуру, образуя блок (рис. 1.6). Между двумя сваренными пластинами имеется закрытый (сварной) канал для теплофикационной греющей воды. С внешней стороны спаренные пластины омываются нагреваемой водой.

Рис. 1.6. - Принципиальная схема пластинчатого водонагревателя

При подборе таких водонагревателей сначала определяется расход первичного теплоносителя - воды, поступающей из тепловой сети:

G_mc = Q_om / (1,16·(T_г - T_o)),

где Q_om - расчетный поток теплоты для отопления здания, Вт; Т_г и Т_о - температуры горячей и охлажденной воды в тепловых сетях, °С.

Расчетный поток теплоты для отопления здания составляет 39160 Вт, расход первичного теплоносителя воды, поступающего из тепловой сети:

G_mc = 39160 / (1,16·(150 - 70)) = 422 кг/ч.

По [1, табл. 3.6]по расходу выбран неразборный паяный пластинчатый теплообменник СВ-51, поверхность нагрева одной пластины 0,05 м2, коэффициент теплопередачи 7700 Вт/м² °С.

Требуемая поверхность нагрева определяется по формуле:

F = 1,16·N·G_mc / K,

F = 1,16·2,8·422/ 7700 = 0,18 м²,

Необходимое количество секций:

n = 0,18 / 0,05 = 3,6 ? 4шт.

Габариты теплообменника (ширина 103 мм, длина менее 286 мм, высота 520 мм) позволяют без проблем разместить его в помещении теплового узла.



2. Выбор и обоснование конструкции системы вентиляции

Нормами для жилых домов рекомендуется канальная система вытяжной вентиляции с естественным побуждением. Из каждой квартиры воздух выводится по двум каналам - из кухни и из туалета, вентиляция ванной комнаты осуществляется через туалет, для чего в перегородке между этими помещениями предусматривается вентиляционное отверстие.

Воздух удаляется из тех помещений, где происходит наибольшее выделение вредностей. Для этого в каждой квартире предусматриваются вытяжные каналы из кухни, ванной комнаты и туалета или совмещенного санузла. Для удаления воздуха из туалета и ванной одной квартиры допускается использовать один канал.

В чердачных зданиях вертикальные каналы объединяются коробами, которые отводят воздух к вытяжной вентиляционной шахте, выводимой выше кровли. Устье шахты располагается на 4-5 м выше верха чердачного перекрытия.

Вытяжка воздуха в представленной системе вентиляции производится из кухонь и санузлов. Вентиляция жилых комнат осуществляется также через вытяжки в этих помещениях. Регулируемые жалюзийные решетки расположены на 0,5 м ниже поверхности потолка.

Из каждого вентилируемого помещения идет собственный вентиляционный канал. Вертикальные каналы объединяются только на чердаке с помощью сборных каналов. Выброс воздуха в атмосферу осуществляется через шахту. Размеры сечения воздуховодов и шахты определяются аэродинамическим расчетом. Во избежание конденсации влаги в каналах на чердаке термическое сопротивление их должно быть не менее 0,5 (м²°С)/Вт.



2.1 Расчет воздухообмена

Нормируемые расходы воздуха: из кухни с электрической плитой - 60 м³/ч; из туалета и ванной комнаты - по 25 м³/ч; из жилой комнаты - 3 м³/ч на 1 м² площади пола, т. е. 180 м³/ч.

Условие не выполняется: 60 + 25 + 25 180. Вследствие этого расчетный воздухообмен кухни увеличен до 130 м³/ч.

2.2 Аэродинамический расчет системы вентиляции

В вентиляционном блоке В-1 предусматривается 2 канала из кухонь и 2 - из соответствующих санузлов. На чердаке эти 4 вертикальных каналов объединяются горизонтальным шлакогипсовым каналом, в центре которого оборудуется металлическая шахта высотой 4,5 м.

Расчетная температура наружного воздуха для системы вентиляции t_н = 5 °С, этой температуре соответствует плотность воздуха _н = 1,27 кг/м³. Для кухни при t_вн = 15 °С, _вн = 1,22 кг/м³, для воздуха, удаляемого из туалета и ванной комнаты, принята температура, соответствующая среднему арифметическому температур этих помещений (25 + 16)/2 = 20,5 °С и _20,5 = 1,20 кг/м³.

Приведен расчет двух ветвей:

1) из туалета (с учетом ванной комнаты) 2-го этажа (участки А-Б-В-Г-Е на схеме). Естественное давление в этой ветви определяется по формуле

_еА = 8,5•9,8 (1,27 - 1,20) = 5,83 Па.

2) Из кухни 3-го этажа (участки Д-Г-Е на схеме). Естественное давление в этой ветви определяется по формуле

_еА = 11,3•9,8 (1,27 - 1,22) = 5,54 Па.

Местные сопротивления в ветви: вход с поворотом через жалюзийную решетку = 2; 2 тройника с поворотом = 0,3 каждый; вытяжная шахта с зонтом = 1,3. Сумма коэффициентов местных сопротивлений = 3,9. Коэффициент шероховатости для вертикального канала в кирпичной стене принят 1,43. Для горизонтального шлакогипсового канала и шахты = 1,18.

Значение коэффициента шероховатости кирпичных каналов принято равным 1,45.

Расчет показал, что потери напора в рассчитываемых ветвей составляют (2,4<3,91 и 3,3<4,12) Па, меньше естественного располагаемого давления, т. е. запроектированная система вентиляции работоспособна.

Таблица 2.1. - аэродинамический расчет воздуховодов системы естественной вытяжной вентиляции

Номер участка	Расход воздуха L, м3/ч	Длина участка l, м	Размер канала a*b, мм	Эквив. диаметр dэкв, мм	Площадь F, м2	Скорость V, м/с	R, Па/м	R l в, Па	Pv = сV2/2, Па		Z, Па	(R l в + Z), Па
А-Б	25	3,5	120*120	120	0,0196	0,8	0,1	0,5	0,392	2,5	0,98	1,48
Б-В	50	0,2	140*140	140	0,0225	0,85	0,08	0,023	0,441	0,9	0,397	0,42
В-Г	75	0,8	170*170	170	0,0289	0,9	0,08	0,093	0,490	1,3	0,637	0,73
Е-Г	465	5	300*300	300	0,0900	1,1	0,07	0,5	0,68	1,3	0,884	1,35
Сумма (R l в + Z) =4Па
е= 5,83 Па. Запас давления 40 %.
Ж-Д	130	0,7	170*170	170	0,0400	1,4	0,15	0,15	0,981	2,3	2,25	2,4
Д-Г	390	1,2	290*290	290	0,0400	1	0,06	0,1	0,588	0,3	0,1	0,27
Г-Е	465	5	300*300	300	0,0540	1,1	0,07	0,05	0,68	1,3	0,884	1,35
Сумма (R l в + Z) =4,1Па
е= 5,54 Па. Запас давления 35%.

Список использованной литературы

1. Отопление и вентиляция здания : учеб. пособие / А. В. Путько. - 4-е изд. испр., доп., перераб. - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2013. - 99 с.

2. СНиП 2.04.05-91*. Отопление, вентиляция и кондиционирование / Госстрой России. - М. : ГУП ЦПП, 1998. - 72 с.

3. СниП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование / Госстрой России. - М. : ГУП ЦПП, 2004. - 54 с.

4. СНиП 23-01-99^*. Строительная климатология. - М. : ФГУП ЦПП, 2004. - 70 с.

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

Размещено на Allbest.ru