Системы отопления

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Сибирский государственный индустриальный университет"

Кафедра теплогазоводоснабжения, водоотведения и вентиляции

Пояснительная записка к курсовому проекту

по дисциплине "Отопление"

Выполнил: Бычкова О.Е.

Проверил: Ивакина А.А.

г. Новокузнецк 2016

Введение

Целью данного курсового проекта является расширение и закрепление знаний по курсу "Отопление", приобретение навыков самостоятельного конструирования и проектирования систем отопления жилого или общественного здания.

В процессе разработки проекта необходимо сконструировать и рассчитать систему отопления административно-офисного здания, находящегося в г. Минусинске. Расчет заключается в определении тепловой мощности системы отопления и каждого из нагревательных приборов в отдельности, для чего необходимо произвести расчет теплопотерь всех помещений. Затем подбираются отопительные приборы.

Диаметры всех трубопроводов определяются гидравлическим расчетом. Кроме этого производится расчет и подбор оборудования теплового пункта. отопление здание жилой

Теплоснабжение централизованное водяное с использованием высокотемпературной воды, поступающей в здание от ТЭЦ. Теплоносителем для систем отопления является вода с параметрами 150/70°C.

Проектируемое здание двухэтажное, с неотапливаемым подвалом. Ориентация главного фасада на юг.

Графическая часть проекта содержит:

- планы здания с нанесением элементов системы отопления;

- аксонометрическую схему системы отопления;

- схему теплового узла здания.

РАСЧЕТ ТЕПЛОПОТЕРЬ ЗДАНИЯ

Расчет теплопотерь согласно [1] производится по формуле:

(1)

гдеQ - тепло, теряемое ограждением, Вт;

k- коэффициент теплопередачи ограждения, (м 2 · град)/Вт;

А - площадь ограждения, м 2;

tp- внутренняя расчетная температура помещения, 0С[1];

text- наружная расчетная температура,0С по [1, п. 5.4; 2];

n- поправочный коэффициент уменьшения расчетной разности температур для ограждений, не соприкасающихся с наружным воздухом [3, таблица 6];

в - добавочные теплопотери в долях от основных теплопотерь, определяемые по приложению А.

Коэффициенты теплопередачи для всех ограждений здания принимаются из расчетов курсовой работы по строительной теплофизике.

Добавки на ориентацию ограждения.

Этот вид добавок учитывается для вертикальных и наклонных стен (вернее вертикальных проекций наклонных стен), дверей окон и зенитных фонарей:

- север, северо-восток, северо-запад и восток имеют добавку 0,1(10%);

- запад и юго-восток имеют добавку 0,05(5%);

- юг и юго-запад добавок на ориентацию не имеют.

Добавки на угловые помещения.

Угловыми называются помещения, имеющие две и более наружных стены.

Добавки берутся следующим образом:

- север, северо-восток, северо-запад и восток имеют добавку 0,05(5%)

- все остальное имеет добавку 0,1(10%).

Добавки на врывание холодного воздуха в наружные двери.

Эти добавки учитывают дополнительное тепло, идущее на нагрев наружного воздуха до внутренней температуры при отсутствии воздушной завесы.

Врывание происходит благодаря разнице удельных весов теплого и холодного воздуха. Теплый воздух стремится вверх, его место занимает холодный. Количество воздуха зависит от конструкции двери и высоты здания H,м. Величина добавок принимается следующим образом:

- при двойных дверях с одним тамбуром - 0,27 H;

-при двойных дверях без тамбура - 0,34 Н.

Добавки на нагрев инфильтрующегося воздуха.

Величина добавки рассчитывается на ЭВМ с помощью программы "Инфильтрация" и указывается в задании. Приводимые цифры показывают тепло, Вт, на подогрев инфильтрующегося воздуха через 1 м 2 окна или входной двери.

Добавка на вырывание холодного воздуха в открытые двери не оборудованных тепловыми завесами, зависит от конструкции дверей.

Теплопотери на инфильтрацию в расчете на 1 кв.м. окна (Вт):

1 этаж: 56 Вт;

2 этаж: 38 Вт;

Теплопотери на инфильтрацию через двери: 127,5Вт.

Расчет теплопотерь здания представлен в приложении А.

Обмер ограждений для определения их площади производится согласно правилам, изложенным в справочнике [4, с. 35]

Расчет теплопотерь здания представлен в таблице 1.

ВЫБОР И РАЗМЕЩЕНИЕ ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

Выбор отопительного прибора обусловлен, прежде всего, назначением помещений, в которых они устанавливаются. Рекомендации по выбору приборов приведены в задании. Из разрешенных к применению приборов чаще всего выбирается тот, который производится на заводе, ближайшем к пункту постройки здания. Завод-изготовитель подбирается по каталогу [5].

Надо учитывать, что согласно [1, п. 3.59] на приборах жилых и общественных зданий следует, как правило, устанавливать автоматические терморегуляторы.

Терморегулятор типа RА - это автоматический регулятор прямого действия (рисунок 1), предназначенный для поддержания температуры в помещении на заданном уровне. Он состоит из термостатического элемента и регулирующего клапана.

Рисунок 1 - Терморегулятор типа RА

Датчик снабжается защитным кожухом в случае его установки в помещениях с массовым скоплением случайных людей (магазины, школы и т.п.).

Клапан серии RА подразделяются на тип: RА-N (для двухтрубных насосных систем отопления) - повышенного гидравлического сопротивления, прямые и угловые с диаметрами от 10 до 25 мм.

Для регулирования температуры в каждом помещении административного здания на приборах устанавливается клапан с терморегулятором типа RА-N.

Для административно-офисного здания выбираем отопительные стальные панельные радиаторы РСВ-1. Приборы устанавливаются под световыми проемами помещений, расстояние от низа прибора до поверхности пола составляет 120 мм.

Рисунок 2 - радиатор РСВ-1

В таблице 2 приводятся характеристики выбранного радиатора.

Таблица 2 - Характеристики радиатора РСВ-1

Характеристики	РСВ-1
Рабочее давление, бар	6
Площадь нагревательной поверхности, м 2	0,71
Номинальный тепловой поток,Вт	504
Масса, кг	7,8

КОНСТРУИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ

Конструирование системы предполагает размещение стояков и магистральных трубопроводов, а также присоединение их к источнику тепла, которым является теплосеть.

Первым этапом проектирования является размещение стояков на планах здания и схемы присоединения к ним приборов. Стояки прорисовывают на каждом плане и указывают их номера. Длина подводки к прибору для 2-трубной системы не должна превышать 1,25 м. Уклон делается 5-10 мм на всю длину подводки.

Сведения о размещении запорно-регулирующей арматуры приводятся в [4, гл. 10.6.2; 9, гл.6.5].

Вторым этапом проектирования является построение схемы системы отопления. Если система питается теплом от тепловой сети, то сначала конструктивно разрабатывается тепловой пункт, т.е. выбирается место для устройства теплового ввода и ограждение, на котором будет смонтирован узел управления.

Система отопления двухтрубная с нижней разводкой, подающую (Т 1) и обратную (Т 2) магистрали прокладываем в подвале. Тепловой узел располагаем в подвале.

Воздух удаляется с помощью кранов Маевского, расположенных в верхней точке стояков.

Температура теплоносителя для административного здания 95/70.

Затем решается вопрос о разводке - прокладке магистралей системы, в зависимости от конструкции отапливаемого здания. Стояки объединяются в ветви, которые в свою очередь присоединяются к тепловому узлу, непосредственно.

Рабочая расчетная схема выполнена для главного циркуляционного кольца (ГЦК). За ГЦК принимается самая протяженная и нагруженная ветка, т.е. стояки №1ч3,16, ?Q = 10896,5 Вт.

На схеме проставляются арматура, устройства для удаления воздуха. Арматура на стояках и отопительных приборах из-за малости масштаба не изображается.

Выбор отопительных приборов обусловлен назначением помещений. Стальные радиаторы обладают хорошей теплоотдачей, пониженными требованиями к эксплуатации, компактностью, небольшим весом, небольшая металлоемкость. Размеры подводок к отопительным приборам должны унифицироваться.

Выбираем к установке приборы РСВ-1(стальные радиаторы).

РАЗРАБОТКА РАСЧЕТНОЙ СХЕМЫ

В курсовом проекте с целью сокращения объема работы расчет производится только для двух из циркуляционных колец - главного (основного) кольца (ГЦК) системы и еще одного (расчетного второстепенного кольца). Подробный расчет отопительных приборов производится только для двух стояков, входящих в упомянутые кольца. Рабочая расчетная схема выполняется для выбранных колец.

Правила выбора главного циркуляционного кольца (ГЦК) изложены в [9, гл. 8.3]. Требуется просчитать нагрузку всех стояков и ветвей, после чего определяется ГЦК.

Общая нагруженность системы отопления административного здания ?Q = 39686 Вт.

Отдельно вычерчивается расчетная схема главного циркуляционного кольца. Стояки, в это кольцо не входящие, обрываются, за исключением одного - расчетного второстепенного кольца.

Рабочая расчетная схема выполнена для главного циркуляционного кольца (ГЦК). За ГЦК принимается самая протяженная и нагруженная ветка, т.е. стояки №1ч3,16, ?Q = 10698,5 Вт.

Главное циркуляционное кольцо проходит через стояк №16 - нагруженностью 944 Вт.

Расчетное второстепенное кольцо проходит через стояк №3 - нагруженностью 2202 Вт.

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ

Задачей гидравлического расчета является определение диаметров всех трубопроводов системы при заданном располагаемом перепаде давления на вводе .

Гидравлический расчет для двухтрубной системы целесообразно производить методом удельных потерь на трение.

Для этого циркуляционное кольцо было разбито на участки, для каждого из которых были найдены необходимые значения коэффициентов местного сопротивления, взятые из [8 табл. II.11]. Результаты этой работы сведены в таблицу приложения.

Окончательные результаты гидравлического расчета ГЦК представлены в таблице приложении.

Расход теплоносителя -

где - поправочные коэффициенты:

коэффициент, учитывающий номенклатурный шаг приборов [4, табл. 9.4];

- для стальных радиаторов РСВ-1, расположенных у наружной стены под световым проемом, [4, табл.9.5].

Диаметры были подобраны по [4, табл. II.1] по расходу теплоносителя и среднему линейному сопротивлению.

Среднее линейное сопротивление:

,

где P - исходное давление магистрали: P=6000 Па;

R - среднее линейное сопротивление, Па/м

По этой же таблице были взяты скорости теплоносителя и удельные линейные потери. Линейные потери же являются произведением удельных потерь и длины соответствующего участка.

Местные потери были определены при помощи [4, табл. II.3] по значениям скоростей каждого участка.

Местные сопротивления ГЦК

Участок	Местное сопротивление	Ј	Участок	Местное сопротивление	Ј
0 - 1	Вентиль обыкновенный	9	6' - 5'	Кран 2-ой регулировки	2
				Отвод на 90	1,5
	Скоба	2
	Сумма	11		Тройник на проход	1
1 - 2	Тройник на поворот	1,5		Вентиль обыкновенный	10
				Сумма	17,5
	Сумма	1,5	5'- 4'	Тройник на проход	1
2 - 3	Тройник на поворот	1,5		Сумма	1
	Вентиль обыкновенный	9	4' - 3'	Тройник на проход	1
	Сумма	10,5		Сумма	1
3 - 4	Тройник на проход	1,5	3' - 2'	Скоба	2
	Сумма	1,5		Вентиль обыкновенный	9
4 - 5	Тройник на проход	1		Тройник на противоток	3
	Сумма	1		Сумма	14
5 - 6	Тройник на проход	1	2' - 1'	Тройник на противоток	3
	Алюминиевый радиатор	1,5		Сумма	3
	Отвод на 90	1,5	1' - 0'	Вентиль обыкновенный	9
	Вентиль обыкновенный	10		Сумма	9
	Утка	1,5
	Сумма	17

Общие потери на участках - это сумма линейных и местных потерь.

Для данного проекта располагаемый перепад был задан преподавателем и равен 6000 Па.

Таблица гидравлического расчета двухтрубной системы(ГЦК) представлена в приложении Б.

Сумма общих потерь на всех участках ГЦК в итоге составила 5965,7 Па.

Расчет второстепенного кольца производился абсолютно по той же методике. С данными и результатами расчетов можно ознакомиться в приложениях. Стоит отметить лишь то, что в результате гидравлического расчета второстепенного кольца была получена сумма общих потерь, равная 2740,68Па.

Местные сопротивления ГЦК

Участок	Местное сопротивление	Ј	Участок	Местное сопротивление	Ј
3 - 7	Отвод на 90	1,5	8' - 7'	Кран 2-ой регулировки	4
	Вентиль обыкновенный	16		Крестовина на поворот	3
	Утка	1,5		Скоба	3
	Сумма	19		Сумма	10
7 - 8	Крестовина на поворот	3	7' - 3'	Отвод на 90	1,5
	Терморегулятор	2500		Утка	1,5
	Алюминиевый радиатор	1,5		Вентиль обыкновенный	16
	Сумма	4,5		Сумма	19

Таблица гидравлического расчета двухтрубной системы(ВЦК) представлена в приложении В.

УВЯЗКА ПОТЕРЬ ДАВЛЕНИЯ

После гидравлического расчета главного циркуляционного кольца производится увязка потерь давления (стояк № 3 со стояком № 16). Следует найти сопротивление увязываемого второстепенного кольца (без общих участков) и сравнить его с аналогичной величиной ГЦК (без общих участков). Невязка должна быть сведена до нормы.

Расчетное главное циркуляционное кольцо проходит через стояк № 4.

Невязка

0,6%<10%.Невязка не превышает нормы, проверка выполнена.

Расчетное второстепенное циркуляционное кольцо проходит через стояк № 3.

Невязка

14,8%<15%.Невязка не превышает нормы, проверка выполнена.

РАСЧЕТ ОТОПИТЕЛЬНЫХПРИБОРОВ

Подробный расчет производим только для стояка главного кольца.

Отдаваемое отопительным прибором тепло пропорционально тепловому потоку, приведенному к расчетным (нормальным) условиям.

где - номинальный условный тепловой поток прибора, Вт;

- комплексный коэффициент приведения к нормальным условиям.

Значение определяется из формулы:

где - разность средней температуры воды в приборе и температуры окружающего воздуха , 0С:

где и- температура воды на входе и выходе из прибора, 0С;

- расход воды в приборе, кг/ч;

- эмпирические коэффициенты [4, табл.9.2, стр. 44];

- коэффициент учета атмосферного давления в данной местности[4, табл.9.1, стр. 44];

- коэффициент учета направления движения воды в приборе при движении воды снизу-вверх (при движении воды в приборе сверху-вниз )

Требуемый номинальный поток прибора , находят по формуле:

где - тепловая нагрузка прибора, Вт;

- теплоотдача труб в расчетном помещении, Вт;

где - теплоотдача 1 погонного метра вертикальных и горизонтальных труб данного диаметра [4, табл.II.22, стр. 46], Вт/м;

- длина вертикальных и горизонтальных труб данного диаметра, м.

Тепловой поток выбранного прибора не должен уменьшаться более чем на 5% или на 60 Вт по сравнению с , поэтому прибор выбирают по [4, прил. Х] по величине , полученной исходя из значения , уменьшенного на 5% при или на 60 Вт при .

Приведенные формулы действительны при открытой установке неокрашенных приборов у наружных ограждений помещений.

РАСЧЕТ ПРИБОРОВ ОТОПЛЕНИЯ СТОЯКА № 3,16.

Принимаем к установке стальные радиаторы РСВ-1

, ,dст№3=32мм, dст№16=20мм, Qст№3=2202, Qст№16=944; ; ;

1 прибор:

; ; lг =1,87м

Вт

2 прибор:

tв =16; ; lг =1,87м

qг 2 = 91Вт/м, qв 2 = 70Вт/м

кг/ч

3 прибор:

; ; lг =1,87м

qг 2 = 91Вт/м, qв 2 = 70Вт/м

кг/ч

Вт

4 прибор:

; ; lг =1,87м

qг 4 = 108Вт/м, qв 4 = 87Вт/м

кг/ч

Вт

РАСЧЕТ И ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ ТЕПЛОВОГО ВВОДА

В этот раздел входит расчет и подбор смесительного насоса, теплосчетчика, грязевиков и контрольного оборудования теплового узла (термометров и манометров).

Для подбора насоса должны быть известны расход теплоносителя и напор, создаваемый насосом . Эти величины принимаются с 10% запасом.

Напор насоса (, Па), равен потерям в главном циркуляционном кольце ().Величина равна расходу воды в системе отопления, , м 3/ч.

1)

2)

3)

4)

5)

Подбираем циркуляционный насос фирмы GRUNDFOS серии 100, модель UPS 25-25, [7, стр. 17].

Основная функция насоса Grundfоs UРS 25-25 - подача воды под напором в трубопроводную систему. Напор водной массы создается за счет вращательного движения рабочего колеса. Во время этого движения во всасывающем патрубке образуется вакуум, что и формирует циркуляцию воды. Уникальность конструкции: перегонка воды совершается только в случае заполнения жидкостью рабочего колеса и всасывающего патрубка.

Насосы предназначены для работы в насосных установках с рециркуляцией воды, в отопительных системах, системах кондиционирования:

1. одно- и двухтрубных систем

2. первичного контура

3. контура воздухонагревателя

4. контура котла или отопителя с рекуперацией тепла

5. контура гидроаккумулятора

Технические параметры циркуляционного насоса Grundfоs UРS 25-25:

· Номинальная мощность 60 Bт.

· Максимально допустимое давление 10 бaр.

· Температурный режим - 25 + 110 C.

· Соединение G 2.

· Объем циркулируемой воды до 4.5 м 3/ч.

· Создаваемый напор 2.5 м.

· Диаметр пaтрубков 32 мм.

· Монтажная длинa 180 мм.

· Нетто 4.8 кг.

Библиографический список

1. СНиП 41-01-2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование. - М.: Госстрой России, 2004. - 27 с.

2. СНиП 23-01-99*Строительная климатология. - М.: Госстрой России, 2000. - 57 с.

3. СНиП 23-03-2003 Тепловая защита зданий. - М.: Госстрой России, 2004. - 46 с.

4. Внутренние санитарно-технические устройства. В 3 ч. Ч.1.: Отопление/ В.Н. Богословский [и др.]: под ред. И.Г. Староверова, Ю.И. Шиллера. - 4-е изд., доп. и перераб. - М.: Стройиздат, 1990. - 344 с. (Справочник проектировщика).

5. Отопительные приборы: Справочное пособие / Сиб. гос. индустр. ун-т; сост.: О.Я. Логунова - Новокузнецк. - 2012. - 264 с., ил.

6. Русланов Г.В. Отопление и вентиляция гражданских зданий. Проектирование: справочник / Г.В. Русланов, М.Я. Розкин, Э.Я. Ямпольский - Киев: Будивельник, 1983. - 272 с.

7. Автоматические и ручные балансировочные клапаны; каталог / К.: ЗАО Данфосс, 2007. - 80 с.

8. Монтаж внутренних санитарно-технических устройств/ под ред.

9. И.Г. Староверова. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1984. - 783 с.

10. Сканави. А.Н. /Отопление / А.Н Сканави., Л.М. Махов. - М.: Издательство АСВ, 2002. - 576 с.

11. Отопление: Метод. указания./ Сост. О.Я. Логунова; СибГИУ.- Новокузнецк, 2006.- 35 с.

12. Каталог балансировочных клапанов - Danfoss, 2004. - 88 с.

Размещено на Allbest.ru