Особенность отопления гражданского здания

Размещено на http://www.allbest.ru/

ОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра отопления и вентиляции

«Отопление гражданского здания»

Выполнил:

Янаев Р.А.

Проверил:

Аверин Н.Б.

МОСКВА 2010 г

Содержание

Введение

1. Исходные данные для проектирования

1.1 Описание объекта и района строительства

1.2 Тепловая мощность системы отопления

2. Проектирование системы отопления

2.1 Назначение отопления

2.2 Выбор системы отопления и технико-экономическое обоснование принятой системы

2.3 Конструирование системы отопления

3. Тепловой пункт

3.1 Определение расхода воды в системе отопления

3.2 Выбор циркуляционного насоса для системы отопления

4. Выбор и расчёт теплообменника

5. Определение диаметра труб теплового пункта и подбор грязевика

6. Выбор расширительного бака и расчёт его объёма

7. Гидравлический расчет системы отопления

7.1 Описание методики расчета

7.2 Гидравлический расчет системы отопления способом удельных линейных потерь давления на трение (R)

Заключение

Список используемых источников

Введение

Потребление энергии в нашей стране, неуклонно возрастает и, прежде всего для тепло обеспечения зданий и сооружений.

Основными среди тепло затрат на коммунально-бытовые нужды в зданиях (отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха, горячего водоснабжения) являются затраты на отопление. Это объясняется условием эксплуатации зданий в холодное время года, когда тепло потери через ограждающие конструкции зданий значительно превышает внутренние тепловыделения, поэтому используют отопительные установки для поддержания необходимой температуры.

Отопление - искусственное обогревание помещений зданий, является отраслью строительной техники. Монтаж стационарной отопительной установки проводится в процессе возведения зданий, её элементы при проектировании со строительными конструкциями и сочетаются планировкой и интерьером помещений. Так же отопление - один из видов технологического оборудования здания. Для создания и поддержания теплового комфорта требуется технически совершенные и надежные отопительные приборы

Эффективность действия отопительных установок обеспечивается путём оптимизации проектных решений с применением ЭВМ, придания установке надежности в эксплуатации автоматического поддержания необходимой температуры теплоносителя. Исследуются режимы эксплуатации, способы управления отопительной установкой для экономии тепловой энергии.

1. Исходные данные для проектирования

1.1 Описание объекта и района строительства

Клуб столовая для пионерских лагерей - баз отдыха на 240-360 мест имеет два этажа , первый этаж и цоколь. Здание необходимо построить в городе Грозный. Климатические характеристики района строительства:

Расчетные параметры наружного микроклимата для Грозного.

Расчетный период года	Параметры "А"	Параметры "Б"
	tн, °С	Iн, кДж/кг	tн, °С	Iн, кДж/кг
ТП	29 (В) (табл. 2[1], колонка 3, обеспеченность 0,95)	54,7 (В) (карта(1))	35 (КВ) (табл. 2[1], колонка 4, обеспеченность 0,98)	58,48 (КВ) (карта(1))
ПП	10 (В)	26,5 (В)	-	-
ХП	-9 (табл. 1[1], колонка 6, обеспеченность 0,95)	0 (прил.8 [2])	-18 (ОВ и КВ) (табл. 1[1], колонка 5, tн5 обеспеченность 0,92)	-14 (В и КВ) (через цн - см. табл. 4)

Барометрическое давление В = 99500 Па

Скорость ветра ТП v = 0 м/с, для расчета примем 1 м/с;

ХП v = 3,5 м/с

Средняя суточная амплитуда температуры наружного воздуха °С

Ориентация здания по сторонам горизонта: С, Ю, З, В.

1.2 Тепловая мощность системы отопления

Тепловая мощность системы отопления рассчитывается по формуле:

,

где Qн.о. и Qи - берутся из предыдущих таблиц, а Qбыт=21 Вт/м2*Fп

№ пом.	Наименование помещения и tв, °С	Основные	Теплопотери
		теплопотери
1	Вестибюль с гардеробом, 20	953,5	953,5	953,5
2	Зрительный зал на 172 мест, 20	5305,21	5429,92	5429,92
3	Эстрада, 20	1932,22	1987,13	1987,13
4	Кинопроекторная, 20	408,04	408,04	408,04
5	Кладовая мебели при зале, 16	484,7	507,1	507,1
6	Библиотека, 20	5159,17	5223,77	5223,77
7	Студия музыки и танца, 20	3515,86	3657,23	3657,23
8	Игротека, 20	1357,18	1384,39	1384,39
9	Венткамера, 18	997,32	1069,29	1069,29
10	Венткамера, 18	1127,3	1177,24	1177,24
11	Эллектрощитовая, 18	378,02	402,94	402,94
12	Обеденный зал, 20	6221,91	6343,34	6343,34
13	Комната диет сестры, 19	405,69	425,7	425,7
14	Умывальная при обеденных залах, 20	188,37	188,37	188,37
15	Раздаточная, 20	380,04	380,04	380,04
16	Горячий цех, 18	707,1	707,1	707,1
17	Сервизная, 20	109,65	109,65	109,65
18	Хлеборезка, 20	95,35	95,35	95,35
19	Холодный цех с буфетной, 20	224,07	224,07	224,07
20	Мойка столовой посуды, 19	1206,37	1252,7	1252,7
21	Мойка куханной посуды, 18	219,7	219,7	219,7
22	Охлаждаемые камеры молочной продукции, 18	329,27	338,78	338,78
23	Охлаждаемые камеры ягод и фруктов, 18	207,26	213,74	213,74
24	Охлаждаемые камеры мяса и рыбы, 18	167,79	167,79	167,79
25	Охлаждаемые камеры отходов, 18	309,84	316,11	316,11
26	Машинное отделение холодильных, 18	666,96	692,67	692,67
27	Загрузочная, 18	1244,56	1425,37	1425,37
28	Кладовая овощей, 18	1869,18	1882,71	1882,71
29	Овощной цех, 18	502,38	532,04	532,04
30	Тарная, 18	178,79	178,79	178,79
31	Кладовая сухих продуктов, 18	146,19	146,19	146,19
32	Цех первичной обработки яиц, 18	68,74	68,74	68,74
33	Комната зав. Производством, 18	100,47	100,47	100,47
34	Помещение персонала, 18	265,1	278,06	278,06
35	Мясо рыбный цех, 18	301,82	313,48	313,48
36	Мучной цех, 18	185,18	185,18	185,18
37	Корридор пищеблока, 18	958,89	967,74	967,74
38	Корридор пищеблока, 18	291,92	291,92	291,92
39	Остеклённая веранда, 20	5153,58	5291,33	5291,33
№ пом.	Наименование помещения и tв, °С	Основные	Теплопотери
		теплопотери
40	Артистические, 20	381,9	381,9	381,9
41	Санузел при артистических, 18	632,39	632,39	632,39
42	Склад декораций, 18	150,26	150,26	150,26
43	Коридор, 18	142,35	142,35	142,35
44	Фойе при зрительном зале, 20	637,37	637,37	637,37
45	Коридор, 18	176,33	176,33	176,33
46	Буфет, 20	83,34	83,34	83,34
47	Женский санузел, 18	181,55	181,55	181,55
48	Мужской санузел, 18	16,13	16,13	16,13
49	Кладовая при фойе, 18	27,47	27,47	27,47
50	Венткамера, 18	595,2	599,2	601,2
51	Кладовая уборочного инвентаря, 18	163,22	163,22	163,22
52	Санобработка уборочного инвентаря, 18	74,12	74,12	74,12
53	Душевые, санузел, 20	60,62	60,62	60,62
54	Гардеробная для персонала, 18	264,24	264,24	264,24
55	Кладовая инвенторя, 18	70,45	70,45	70,45
56	Венткамера, 18	345,95	345,95	345,95
57	Тепловой узел, 18	151,92	151,92	151,92
58	Моечная, 18	70,75	70,75	70,75
59	Подсобная, 18	18,21	18,21	18,21
60	Фотолаборатрия, 20	324,22	324,22	324,22
	ЛК1	1011,16	1045,83	1045,83
	ЛК2	1037,89	1072,56	1072,56
Суммарные теплопотери	50941,73	52228,1	52230,1

2. Проектирование системы отопления

2.1 Назначение отопления

Система отопления - это совокупность технических элементов, предназначенных для получения, переноса и передачи во все обогреваемые помещения количества теплоты, необходимого для поддержания температуры на заданном уровне.

Основной целью отопления является обеспечение комфортных условий для человека, т.е. обеспечение выполнения первого и второго условий комфортности. Первое условие комфортности определяет оптимальное сочетание температур для человека, находящегося в центре рабочей зоны помещения. Второе условие комфортности определяет максимальные или минимальные допустимые температуры нагретых или охлажденных поверхностей для человека, находящегося в непосредственной близости от них.

Также отопление обеспечивает решение сопутствующих задач:

нормальное проведение технологических процессов;

сохранность наружного ограждения.

Отопление является отраслью строительной техники. Монтаж стационарной отопительной установки проводится в процессе возведения здания, ее элементы при проектировании увязываются со строительными конструкциями и сочетаются с планировкой и интерьером помещений. Вместе с тем отопление - один из видов технологического оборудования здания.

Отопление обеспечивает выполнение только допустимых тепловых условий (бывают еще оптимальные).

Функционирование отопления характеризуется определенной периодичностью в течении года и изменчивостью использования мощности установки, зависящей, прежде всего, от метеорологических условий в холодное время года.

Отопление здания начинают при устойчивом (в течении 3-х суток) понижении среднесуточной температуры наружного воздуха до 8 и ниже, заканчивают отопление при устойчивом повышении температуры наружного воздуха до 8 . Период отопления зданий в течении года называют отопительным периодом, длительность которого устанавливают на основании многолетних наблюдений, как среднее число дней в году с устойчивой среднесуточной температурой воздуха .

2.2 Выбор системы отопления и технико-экономическое обоснование принятой системы

Выбор расчетных параметров теплоносителя

Расчетные параметры теплоносителя согласно требованиям санитарно-гигиенических норм, изложенные в СНиП 2.04.05-91 “Отопление, вентиляция и кондиционирование”, принимаем равными: , (для однотрубной системы водяного отопления с отопительными приборами - радиаторами).

Выбор системы отопления

В связи с архитектурно-плановыми решениями принимаем двухтрубную систему отопления с попутным движением теплоносителя разводкой трубопровода под потолком.

Выбор типа отопительных приборов

В качестве отопительного прибора по санитарно-гигиеническим, а также экономическим соображениям принимаем, алюминиевый радиатор фирмы «Kermi».

Отвечает многим требованиям:

а) теплотехнические - имеют большую тепловую мощность на единицу длины прибора;

б) эксплуатационные - долговечен при использовании, так как более корозионностоек по сравнению с другими отопительными приборами; в) варьирование количества секций, т.е. изменение площади нагрева.

в) эстетически привлекательный

Выбор типа разводки

Принимаем нижнюю разводку, (магистральные трубопроводы прокладываем в подвале здания) ввиду отсутствия в здании чердака.

Выбор способа циркуляции

Для обеспечения в системе отопления здания циркуляции теплоносителя в трубах принимаем циркуляционный насос. Система с искусственной циркуляцией теплоносителя - насосная.

Выбор схемы присоединения системы отопления к тепловым сетям.

Выбираем независимую схему присоединения.

2.3 Конструирование системы отопления

С целью локализации холодных потоков воздуха отопительные приборы располагаем по периметру наружных стен под оконными проемами.

На лестничной клетке отопительные приборы располагаем между первым и вторым этажом и подсоединяем подводки непосредственно к тепловым сетям.

По возможности стояки располагаем в наружных углах здания и помещений, т.к. это самые благоприятные места для выпадения конденсата.

Все отопительные приборы подсоединяем к стоякам с одной стороны, ввиду большой этажности здания.

Магистрали системы расположены на расстоянии 500 мм от наружной стены здания. Уклон магистралей делается против движения теплоносителя в сторону теплового пункта. Согласно СНиП принимаем уклон равный 0.003.

На каждом стояке (подъемном и опускном) в месте подсоединения к магистралям устанавливаем запорную арматуру (краны пробковые и тройник с пробкой) для его отключения при необходимости. На магистралях также устанавливаем вентили и задвижки для отключения отдельных ветвей. На тепловом пункте предусмотрена линия для слива воды из системы, где также устанавливаем запорную арматуру, а также до и после элеватора. В качестве запорно-регулирующей арматуры использован кран КРТ.

3. Тепловой пункт

3.1 Определение расхода воды в системе отопления

Расход теплоносителя определяется по формуле:

- удельная теплоёмкость воды;

- расчётные теплопотери отапливаемого здания

=52230 Вт

К - поправочный коэффициент, учитывающий дополнительные теплопотери связанные с охлаждением теплоносителя в магистралях, проходящих в неотапливаемых помещениях К=1,03.

- коэффициент, учитывающий дополнительный тепловой поток вследствие округления числа элементов отопительного прибора до целого числа или увеличения площади нагревательной поверхности его до стандартного значения;

- коэффициент, учитывающий величину дополнительного теплового потока вследствие расположения отопительного прибора у наружной стены; циркуляционный насос теплообменник бак

- расчетная разность температур воды в системе.

3.2 Выбор циркуляционного насоса для системы отопления

По каталогу фирмы «Grundfos» (Германия). Марка насоса выбирается из условия обеспечения в его рабочей точке максимально возможного КПД. Принят насос типа UPC-32-60, развивающий напор H=3.7 м.

средняя плотность теплоносителя

Па

4. Выбор и расчёт теплообменника

Предварительный выбор теплообменника делается по ориентировочной величине его площади поверхности нагрева

Где - ориентировочный коэффициент теплопередачи теплообменника, принимаемый равным ;

средняя разность температуры воды в теплообменнике,

По таблице 14.14 (IV) принимаем 2-а водоподогревателя водоводяных скоростных секционных 05 ОСТ 34-588-68

Основные характеристики:

Длина трубок L=2000 мм

Диаметр корпуса D=89 мм

Площадь поверхности нагрева одной секции А=1.1

Число трубок Z= 10 шт

Площадь живого сечения трубок 0,00185

Площадь межтрубного пространства 0,00287

Корпус стально, трубки латунные 16х1



Потери давления в межтрубном пространстве теплообменника, МПа

n - число секций

W - скорость воды в межтрубном пространстве м/с

А - вспомогательная величина определяемая по таблице А=0,54

5. Определение диаметра труб теплового пункта и подбор грязевика

Диаметры труб выбираются в зависимости от их общей тепловой нагрузки.

Принимаем трубы диаметром условного прохода 32 мм. Dвн=30 мм.

(0,721кг/с)

следовательно диаметр выбран правильно.

Подбор грязевика определяется согласно диаметра труб теплового пункта. Принимаем грязевик 1 серии 10 и 16 г согласно таблице 33.14.

6. Выбор расширительного бака и расчёт его объёма

Полезный объём закрытого расширительного бака определяется согласно формулы:

где - объём воды, л, соответственно приборах, калориферах, трубах, теплообменнике, приходящиеся на 1 кВт тепловой мощности системы отопления.

- тепловая мощность системы отопления.

Pi - гидростатичесое давление на расширительный бак в точке подключения его (с запасом).

Pi = H+5м = 8,7м

Pf - рабочее давление предохранительного клапана расширительного бака.

Pf=19м

7. Гидравлический расчет системы отопления

7.1 Описание методики расчета

Цель гидравлического расчета заключается в определении диаметров труб для пропуска расчетных расходов теплоносителя, при этом определяются потери давления на всех участках системы отопления.

Гидравлический расчет выполняется по законам гидравлики и основан на принципе: расчетное циркуляционное давление (РЦД), действующее в системе полностью тратится на преодоление сопротивлений в данной системе. Задача гидравлического расчета сводится к распределению расходов по всем элементам системы отопления.

Гидравлический расчет выполняем способом удельных линейных потерь давления на трение (R).

7.2 Гидравлический расчет системы отопления способом удельных линейных потерь давления на трение (R)

В данном способе подбираем диаметры труб, задаваясь равными перепадами температур теплоносителя во всех стояках и ветвях, также как расчетный перепад температур во всей системе отопления (). Потери давления на трение и местные сопротивления на участке определяем по преобразованной формуле:

где R - удельные линейные потери давления на трение (определяются по таблице II.1 Справочника проектировщика), зависящие от расхода (G) и от диаметра трубопровода (d)

Z - потери давления в местных сопротивлениях (определяется по таблице II.3 Справочника проектировщика, в зависимости от скорости V и .

Расход теплоносителя определяется по формуле:

где - коэффициент, учитывающий дополнительный тепловой поток вследствие округления числа элементов отопительного прибора до целого числа или увеличения площади нагревательной поверхности его до стандартного значения (определяется по табл. 9.4 Справочник проектировщика);

- коэффициент, учитывающий величину дополнительного теплового потока вследствие расположения отопительного прибора у наружной стены (табл. 9.5 Справочник проектировщика);

- расчетная разность температур воды в системе.

Потери давления в циркуляционном кольце системы отопления при последовательном соединении участков, определяются по формуле:

Потери давления в циркуляционном кольце системы отопления при параллельном соединении двух участков, стояков или ветвей определяются по формуле:

При гидравлическом расчете используем значения коэффициентов местных сопротивлений, определенных по таблицам II-12 - II-20 Справочника проектировщика и приведенных в таблице 3.1.

Результаты гидравлического расчета способом удельных линейных потерь давления на трение приведены в таблице

Гидравлический расчет системы отопления способом удельных линейных потерь давления

Данные по схеме	Принято
№	Q, Вт	G, кг/ч	l, м	d, мм	V, м/с	R, Па/м	R·l, Па	P, Па
Первое кольцо
1	26205	1266	6,8	25	0,595	220	1496	1496
2	26038	1258	24,1	25	0,595	220	5302	5302
2'	13037	630	13,1	20	0,485	200	2620	2620
3	11525	557	2,4	20	0,428	160	384	384
4	10013	484	2,5	20	0,369	120	300	300
5	8501	411	2,6	20	0,318	90	234	234
6	6989	338	4,8	20	0,257	65	312	312
7	5477	265	0,7	15	0,361	170	119	119
8	1363	66	2,4	15	0,09	12	28,8	28,8
9	1196	58	1,5	15	0,08	10	15	15
10	553	27	6,3	15	0,038	1,8	11,34	11,34
11	386	19	3,5	15	0,027	1,3	4,55	4,55
12	13001	628	18	20	0,48	220	3960	3960
13	11640	562	3,8	20	0,428	160	608	608
14	10279	496	1,3	20	0,384	130	169	169
Данные по схеме	Принято
№	Q, Вт	G, кг/ч	l, м	d, мм	V, м/с	R, Па/м	R·l, Па	P, Па
15	8918	431	2,6	20	0,336	100	260	260
16	7557	365	4,6	20	0,279	70	322	322
17	6528	315	2,8	20	0,246	60	168	168
18	5494	265	4,2	15	0,361	170	714	714
19	4470	216	4	15	0,301	120	480	480
20	3441	166	0,5	15	0,227	70	35	35
21	2412	116	3,3	15	0,16	36	118,8	118,8
22	900	43	2,1	15	0,066	7	14,7	14,7
23	4114	199	4,5	15	0,274	100	450	450
24	3471	168	7,8	15	0,227	70	546	546
25	2314	112	12	15	0,155	34	408	408
26	1671	81	2	15	0,110	18	36	36
27	1028	50	9,5	15	0,068	7,5	71,25	71,25
28	514	25	3	15	0,035	1,7	5,1	5,1
Второе кольцо
29	766	37	3,6	15	0,05	3,2	11,52	11,52
30	1532	74	3,2	15	0,104	16	51,2	51,2
31	2046	99	4,2	15	0,134	26	109,2	109,2
32	2432	117	2,7	15	0,16	36	97,2	97,2
33	2818	136	2,6	15	0,19	50	130	130
34	3204	155	2,5	15	0,209	60	150	150
35	3970	192	3,5	15	0,259	90	315	315
36	4742	229	2,4	15	0,314	130	312	312
37	5514	266	1,4	15	0,361	170	238	238
38	6543	316	1,9	15	0,431	240	456	456
39	7572	366	2,7	20	0,279	70	189	189
40	8338	403	10,2	20	0,308	85	867	867
41	167	8	3	15	0,011	0,5	1,5	1,5
42	334	16	3,4	15	0,023	1,1	3,74	3,74
43	656	32	3,2	15	0,044	2,2	7,04	7,04
44	823	40	3,8	15	0,054	4	15,2	15,2
45	1042	50	3,1	15	0,068	7,5	23,25	23,25
46	9380	453	0,9	20	0,352	110	99	99
47	10409	503	3	20	0,384	130	390	390
Третье кольцо
48	514	25	6,5	15	0,033	1,7	11,05	11,05
49	1543	75	3,8	15	0,104	16	60,8	60,8
50	2572	124	3,4	15	0,169	40	136	136
Данные по схеме	Принято
№	Q, Вт	G, кг/ч	l, м	d, мм	V, м/с	R, Па/м	R·l, Па	P, Па
51	3601	174	3,7	15	0,236	75	277,5	277,5
52	4630	224	0,4	15	0,301	120	48	48
53	5767	279	0,4	15	0,382	190	76	76
54	6944	335	7	20	0,257	60	420	420
55	8101	391	4	20	0,299	80	320	320
56	9258	447	2,9	20	0,336	100	290	290
57	10287	497	1,7	20	0,384	130	221	221
58	11316	547	1,7	20	0,414	150	255	255
59	12345	596	10	20	0,454	180	1800	1800
60	766	37	10	15	0,051	3,2	32	32
61	1152	56	1,8	15	0,076	9,5	17,1	17,1
62	2181	105	4,5	15	0,145	30	135	135
63	14526	702	7,8	20	0,549	260	2028	2028
64	15292	739	27,5	20	0,570	280	7700	7700

Заключение

В данном курсовом проекте была запроектирована система водяного отопления клуба столовой для пионерских лагерей - баз отдыха на 240-360 мест, находящаяся в городе Грозный. Был произведен гидравлический расчет системы. Система проверена на тепловую и гидравлическую устойчивость, выполнена трассировка трубопроводов системы на плане подвала и выполнена аксонометрическая схема системы отопления.

Список используемых источников

Внутренние санитарно-технические устройства: В 3 ч. Ч.1. Отопление / В.Н. Богословский, Б.Н. Крупнов, А.Н. Сканави и др. М.: Стройиздат, 1990. 344 с. (Справочник проектировщика)

СНиП 2.04.05-91. Отопление, вентиляция и кондиционирование/ Госстрой СССР. М.: АПП ЦИТП, 1992. 64 с.

Богословский В.Н., Сканави А.Н. Отопление: Учеб. для вузов. М.: Стройиздат, 1991г. 735с.

Сканави А.Н. Отопление: Учеб. для техникумов. М.: Стройиздат, 1988. 416 с.

Отопление: Методические указания к курсовому проекту по отоплению/Сост. Н.Т. Мельник. Хабаровск: ХПИ, 1981. 23 с.

СНиП 21.602-79 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Рабочие чертежи/ Госстрой СССР. М.: АПП ЦИТП, 1980. 20 с

Размещено на Allbest.ru