Отопление и вентиляция жилого дома

Размещено на http://www.allbest.ru/

Контрольная работа

по дисциплине «Отопление и вентиляция»

По теме: «Отопление и вентиляция жилого дома»»



Введение

В данной контрольной работе выполняется теплотехнический расчет, расчет систем отопления и вентиляции жилого дома. Данное здание находится в городе Лангепас. В качестве исходных данных дана геометрия здания проектируемых систем, а также другие параметры необходимые для дальнейшего проектирования.

В данной контрольной работе проектируется естественная вытяжная система вентиляции помещений.

В качестве отопительных приборов приняты биметаллические секционные радиаторы «Сантехпром БМ», производимые на ОАО «САНТЕХПРОМ» г. Москва.

Расчетные параметры внутреннего и наружного воздуха

Исходные данные:

Город-Лангепас

Ориентация фасада здания - Ю

Температура воздуха наиболее холодной пятидневки, обеспеченностью 0,92, °С - минус 42

Продолжительность Z.cyт, периода со средней суточной температурой воздуха °С - 285

Средняя температура суток °С, периода со средней суточной температурой воздуха °С - минус 11



1. Отопление

отопительный аэродинамический вентиляция наружный

1.1 Теплотехнический расчет наружных ограждений

Слой 1 - внутренняя штукатурка. Известково-песчаный раствор. Толщина слоя ?1 = 0,01 м. Теплопроводность материала ?1- 0,81 Вт/м-°С.

Слой 2 - кирпич силикатный. Толщина слоя ?2= 0,12 м. Теплопроводность материала ?2= 0,87 Вт/м-°С.

Слой 3 - утеплитель. Экструзионный пенополистирол «Пеноплэкс», тип 35, ?2= 0,03 Вт/м-°С.

Слой 4 - кирпич глиняный обыкновенный на цементно-шлаковом растворе. Толщина слоя ?4= 0,25 м. Теплопроводность материала ? 4= 0,76 Вт/м-°С.

Слой 5 - наружная штукатурка. Цементно-песчаный раствор. Толщина слоя ?5= 0,01 м. Теплопроводность материала ?5=0,93 Вт/м-°С.

Определяем требуемое сопротивление теплопередаче наружной стены исходя из санитарно-гигиенических условий, по формуле:

R0тр=(21-(-42))*0,9/8,7*4=2,15 м2*°С/Вт

n - коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности стены по отношению к наружному воздуху 0,9;

Dtn - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности стены 4,0 °С;

ав- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности стены, 8,7 Вт/(м2х°С),

ton, Zon, средняя температура наружного воздуха,°С и, соответственно, продолжительность отопительного периода, 253 сут.;

tв - температура внутреннего воздуха, °С. Для комнаты жилого дома принимается равной 21 °С.

Затем определяем требуемое (приведенное) сопротивление теплопередаче, исходя из условий энергосбережения, в зависимости от величины градусо-суток отопительного периода ГСОП:

ГСОП=(21-(-11)*285= 9120 °С*сут

Rотр=а*Dd+a=0,00035* 9120 +1,4=4,59

Общее сопротивление теплопередаче ограждения находим по формуле

?в =8,7 Вт/м*°C, ?н = 23 Вт/м*°C;

Выражаем термическое сопротивление утеплителя:

Значение ? , Вт/(м °С) утеплителя выбирается по таблице 1.

?н - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности стены в зимних условиях, Вт/(м2 х°С), (приложение 6).

Rут=4,59-0,97=3,62

Определяют необходимую толщину слоя утеплителя:

?ут=0,03*3,62= 0,1086

Принимаем ближайшее большее стандартное значение равное 0,12

Далее находим фактическое термическое сопротивление наружной стены, подставляя в формулу стандартную толщину утеплителя:

Определяют коэффициент теплопередачи НС:

К=1/4,97=0,20

1)Определим коэффициент теплопередачи для ДО:

К=1/0,72=1,39

Подсчитаем значение сопротивления теплопередачи R0, по уже известному ГСОП.

Коэффициент теплопередачи НД равен:



К=1/0,63=1,59

Коэффициент теплопередачи ВС равен:

К=1/0,81=1,23

Коэффициент теплопередачи ПЛ и ПТ равен:

К=1/6=0,17

1.2 Определение теплопотерь через ограждающие конструкции здания

Потери теплоты через наружные ограждения равны:

где К - коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции, Вт/м2 0С;

F- расчетная площадь ограждающей конструкции, м2 , вычисляемая с соблюдением определённых правил обмера, приведенных на рис. 3,приложения 3 методических указаний;

??- сумма добавочных потерь теплоты в долях от основных потерь (стр.110[8]):

? 1-добавка на ориентацию стен, дверей и световых проемов по сторонам света. Величины добавок принимаются в соответствии с рис. 2.

? 2 - добавка на поступление холодного воздуха через наружные двери.

n - коэффициент, учитывающий зависимость положения ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху.

tв - температура воздуха внутри помещения

tн - температура воздуха снаружи.

Теплопотери подсчитываем через наружные стены (НС), (ВС) внутренняя стена, окна двойные (ДО), перекрытия над неотапливаемым подвалом (ПЛ), потолок (ПТ), балконные и наружные входные двери (БД и НД).

Расчет производят для каждой комнаты в отдельности.

Теплозатраты на нагревание инфильтрующегося воздуха определяют по формуле

где Lинф - расход воздуха, удаляемого естественной вытяжной вентиляцией, принимаемый равным 3м3/ч на 1 м2 площади жилых помещений и кухни;

р - плотность воздуха, кг/ м3 , рассчитываемая по формуле

с - теплоемкость воздуха, принимаемая равной 1,005 кДж/(кг*°С).

При определении тепловой мощности системы отопления учитывают бытовые тепловыделения Qбыт, (приготовление пищи, электробытовые приборы и т.п.), которые определяются для всех помещений, кроме лестничных клеток, по формуле

где к - норма теплопоступлений, равная 10-47 Вт на 1 м площади пола. Для элитного жилья принимается равной 10.

Fпл - площадь пола помещения, м2.

Тепловая мощность системы отопления каждого помещения Qполн определяется по потерям теплоты через наружные ограждения, теплозатратам на нагревание инфильтрующегося воздуха, за вычетом бытовых тепловыделений и рассчитываем по формуле

Расчет выполняем в табличной форме (Таблица1).

Котельная пример расчета

1) НС

F=2,73*3,00-1,8=6,39м2

Разность температур

19-(-42)=61оС

n=1

1+??=1,0, добавочных потерь нет

К=0,20

Qогр=0,20*6,39*61*1*1=77,96Вт

2) ДО

F=1,5*1,2=1,8 м2

Разность температур

19-(-42)=61оС

n=1

1+??=1,0, добавочных потерь нет

К=1,39

Qогр=1,39*1,8*61*1*1=152,62Вт

3) НС

F=2,47*3=7,41м2

Разность температур

19-(-42)=61оС

n=1

1+??=1,05

К=0,20

Qогр=0,20*7,41*61*1*1,05=94,92Вт

4) ВС

F=2,33*3=6,99 м2

Разность температур

22-19=3оС

1+??=1

К=1,23

Qогр=1,23*6,99*3*1=94,92Вт

5) ПЛ

F=2,27*2,01=4,56м2

Разность температур

19-(-42)=61оС

1+??=1

n=1

К=0,17

Qогр=0,17*4,56*61*1*1=47,29Вт

?Qогр=398,58

Qинф- не рассчитываем

Qбыт=4,56*17=77,52ВТ

Qполн=398,58-77,52=321,06Вт

Таблица расчётов теплопотерь помещений. Таблица 1

Номер помещения	Наименование помещения и его температура	Характеристика ограждения	коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2°С)	Разность температуры	Коэффициент n	Дополнительные теплопотери	1+??	Теплопотери ограждения Qогр, Вт	Потери теплоты помещения Qпот, Вт|	Тепло затраты на нагревание инфильтрующегося воздуха Qинф	Бытовые теплопотери, Qбыт	Полные теплопотери, Qполн
		Наименование ограждения	Ориентация	Размеры, А*В, м	Площадь F, м2				Добавка на ориентацию ?1	На открывание наружных дверей ?2
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
1.	Гостиная-кухня	НС	С	7,84*3,00	19,18	0,20	64	1	0,1	0,34	1,44	353,53	353,53
	22°С	ДО	С	1,5*1,2*2	3,6	1,39	64	1	0,1		1,1	352,28	352,28
		НД	С	2,1*1,5	3,15	1,59	64	1	0,1		1,1	352,60	352,60
		НС	З	5,77*3,00	17,43	0,20	64	1	0,05		1,05	234,26	234,26
		НС	В	8,24*3,00	23,22	0,20	64	1	0,1		1,1	326,94	326,94
		ДО	В	1,5*1,5	2,25	1,39	64	1	0,1		1,1	220,18	220,18
		НС	Ю	2,62*3	6,06	0,20	64	1	0		1,0	77,57	77,57
		ДО	Ю	1,5*1,2	1,8	1,39	64	1	0		1,0	160,13	160,13
		ВС		6,8*3,0	20,4	1,23	3				1,0	75,28	75,28
		ПЛ			41,93	0,17	64	1			1,0	456,20	456,20
	Итого:											2608,95	2608,95	3307,52	712,81	5203,66
2.	Котельная	НС	Ю	2,73*3,00	6,39	0,20	61	1	0		1,0	77,96	77,96
	19°С	ДО	Ю	1,5*1,2	1,8	1,39	61	1	0		1,0	152,62	152,62
		НС	З	2,47*3	7,41	0,20	61	1	0,05		1,05	94,92	94,92
		ВС		2,33*3	6,99	1,23	3				1	25,79	25,79
		ПЛ		2,27*2,01	4,56	0,17	61	1			1	47,29	47,29
	Итого:											398,58	398,58		77,52	321,06
3.	Тамбур	НС	Ю	2,49*3	4,32	0,20	61	1	0		1	52,70	52,70
	19°С	НД	Ю	2,1*1,5	3,15	1,59	61	1	0		1	305,52	305,52
		ВС		4,55*3	13,65	1,23	3				1	50,37	50,37
		ПЛ		2,37*2,0	4,74	0,17	61	1			1	49,15	49,15
	Итого:											457,74	457,74		80,58	377,16
4.	Ванная	НС	Ю	3,83*3	9,91	0,20	67	1	0	0,34	1,34	177,94	177,94
	25°С	НД	Ю	0,75*2,1	1,58	1,59	67	1	0		1,0	168,32	168,32
		НС	З	2,47*3	7,41	0,20	67	1	0,05		1,05	104,26	104,26
		ВС		3,43*3	10,29	1,23	6				1	75,94	75,94
		ВС		2,07*3	6,21	1,23	3				1	22,91	22,91
		ПТ		3,37*2,01	6,77	0,17	67	0,9			1	69,40	69,40
	Итого:											618,77	618,77		115,09	503,68
5.	Спальня	НС	Ю	4,01*3	8,66	0,20	64	1	0	0,34	1,34	148,54	148,54
	22°С	ДО	Ю	1,5*1,2	1,8	1,39	64	1	0		1,0	160,13	160,13
		НД	Ю	0,75*2,1	1,58	1,59	64	1	0		1,0	160,78	160,78
		НС	В	4,42*3	13,26	0,20	64	1	0,1		1,1	186,70	186,70
		ВС		5,97*3	17,91	1,23	3				1,0	66,09	66,09
		ПТ			11,86	0,17	64	0,9			1,0	116,13	116,13
	Итого:											838,37	838,37	935,54	201,62	1572,29
6.	Кладовка	НС	В	3,81*3	11,43	0,20	61	1	0,1		1,1	153,39	153,39
	19°С	НС	С	2,53*3	7,59	0,20	61	1	0,1		1,1	101,86	101,86
		ВС		5,55*3	16,65	1,23	3	1			1,0	61,44	61,44
		ПТ		2,07*3,36	6,96	0,17	61	0,9			1,0	64,96	64,96
	Итого:											381,64	381,64		118,32	263,32
7.	Спальня	НС	С	5,29*3	10,92	0,20	64	1	0,1	0,34	1,44	201,28	201,28
	22°С	ДО	С	1,5*1,2	1,8	1,39	64	1	0,1		1,1	176,14	176,14
		НД	С	2,1*1,5	3,15	1,59	64	1	0,1		1,1	352,60	352,60
		НС	З	3,82*3	11,46	0,20	64	1	0,05		1,05	154,02	154,02
		ВС		4,86*3	14,58	1,23	3				1,0	53,80	53,80
		ПТ		3,36*4,89	16,43	0,17	64	0,9			1,0	160,88	160,88
	Итого:											1098,72	1098,72	1249,75	279,31	2069,16
8	Холл	НС	З	1,95*3	5,85	0,20	61	1	0,05		1,05	74,94	74,94
	19°С	ВС		10,81*3	32,43	1,23	3				1	119,67	119,67
		ПТ		4,49*1,83	8,22	0,17	61	0,9			1	76,72	76,72
	Итого:											271,32	271,32		139,74	131,58
	Всего:															10441,93

Котел = 10441,93*1,20=12530,32Вт =12,53 кВт

Подбираем -газовый настенный котел Leberg Design 15 ASF

Для теплотехнической оценки конструктивно-планировочного решения здания определяем удельные показатели расхода тепла по формулам:

где Vн- объем здания по наружному обмеру, м3;

F- площадь отапливаемых помещений, м2.

qуд=10441,93/522,72*64=0,31

qуд=10441,93/110,70=94,33

Удельную теплоэнергопотребность здания за год (отопительный период) qon определяем по формуле

qon=(10441,93*(21-(-11))/64)/ 9120/110,70=65,36

1.3 Выбор и расчет отопительных приборов

В жилых зданиях в качестве отопительных приборов рекомендуется применять радиаторы и конвекторы. Принимаем радиатор ЧМ-500 при схеме движения теплоносителя сверху вниз.

Поверхность нагрева приборов определяем по формуле:



Где qпр - расчетная плотность теплового потока, Вт/м2

где: qном - номинальная плотность теплового потока, Вт/м равна 406,25 ;

360 - нормированный массовый расход теплоносителя через отопительный прибор, кг/ч;

n, m- эмпирические показатели степени соответственно при относительных температурном напоре и расходе теплоносителя; коэффициенты n, m и поправочные коэффициенты спр, ?1, ?2 в зависимости от того, какой вид приборов выбран для расчета, Для ЧМ-500 ?1=1,02, ?2 у стен 1,02, у окон 1,07, n=0,3; с=1, m=0,04

b- безразмерный поправочный коэффициент, с помощью которого учитывается влияние атмосферного давления на тепловой поток прибора;

р - безразмерный поправочный коэффициент, с помощью которого учитывается специфика зависимости теплового потока и коэффициента теплопередачи прибора от количества секций (площади) при движении теплоносителя по различным схемам

Для ЧМ-500 b=1; р=1

?tср - средний температурный перепад между средней температурой теплоносителя в приборе и температурой окружающего воздуха tв,°С:

где: tвх, tвых - температура воды, соответственно, входящей в прибор и выходя­ щей из прибора, °С; (80 и 60)

?tпр- перепад температур теплоносителя между входом и выходом отопительного прибора, °С;

tв - расчетная температура помещения, принимаемая в соответствии с приложением 1;

Gпр- расход воды в приборе, кг/ч:

где tг, tо - температура воды в системе отопления, соответственно, горячей и охлажденной, °С;

с - теплоемкость воды, принимаемая равной 4,187 кДж/(кг*°С)

Далее находим число секций выбранного радиатора:

?3- поправочный коэффициент, учитывающий число секций в одном приборе (приложение 9);

fс - поверхность нагрева одной секции (для секционных радиаторов).

Таблица для расчета отопительных приборов. Таблица 2

N пом.	Qпр, Вт	Gпр, кг/ч	?tср,0С	qпр, Вт/м2	Fпр, м2	?3	fс	N шт	Число приборов
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	5203,66	224	48	224,0	23,3	0,99	0,48	48	4 прибора по 12 секций
3	377,16	16,2	48	219,75	1,87	0,99	0,48	4	1 прибор 4 секции
4	503,68	21,7	48	222,30	2,47	0,99	0,48	5	1 прибор 5 секции
5	1572,29	67,6	48	232,66	7,38	0,99	0,48	15	1 прибор 15 секции
6	263,32	11,3	48	216,61	1,33	0,99	0,48	3	1 прибора по 3 секции
7	2069,16	89	48	235,23	9,6	0,99	0,48	20	2 прибор по 10 секций
8	131,58	5,66	48	20,36	0,68	0,99	0,48	1	Не ставим

Помещение 1. Жилая комната



2. Вентиляция

2.1 Выбор системы вентиляции

В жилых зданиях обычно устраивают естественную вытяжную вентиляцию по специально предусмотренным каналам. Вентиляционные решетки устанавливают на расстоянии 200мм от потолка. Вертикальные вытяжные каналы должны выводиться самостоятельно выше крыши или в сборную вытяжную, шахту, которую обычно располагают на чердаке

2.2 Определение воздухообменов

Необходимый воздухообмен для жилых зданий определяется по кратности воздухообмена:

где L - объем удаляемого воздуха,

Кр - кратность воздухообмена

V - объем помещения, м3

Данные заносятся в таблицу:

Таблица определения воздухообмена. Таблица 3

№.	Наим. помещ.	Размеры помещения	V помещ.	Номенк. воздухооб.	Кратность воздухообмена, ч-1	Объем удаляемого воздуха, L, м3/ч	Размеры сечения каналов, мм	Число каналов
		А	В	h
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	Гостиная кухня	41,93	3,0	125,79	100		225,79	140*270	1
2	Котельная	2,27	2,01	3,0	13,69		1	13,69	140*140	1
3	Тамбур	2,37	2,0	3,0	14,22
4	Ванная	3,37	2,01	3,0	20,32	25		25	140*140	1
5	Спальня	11,86	3,0	35,58		1	35,58
6	Кладовка	2,07	3,36	3,0	20,87
7	Спальня	3,36	4,89	3,0	49,29		1	49,29
8	Холл	4,49	1,83	3,0	25,46

2.3 Аэродинамический расчет каналов

Расчет каналов следует производить исходя из располагаемого давления, ?Pе, Па, при расчетной наружной температуре tн = +5оС

где ?н - плотность наружного воздуха при температуре tн = +5 оС равна 1,27 кг/м3;

?в - плотность внутреннего воздуха, кг/м3,

h - высота от оси жалюзийной решетки до верха вытяжной шахты, равная 5,8 м.

Далее, определяем сечение каналов:

где н - нормируемая скорость движения воздуха по каналам, изменяется от 0,5 до 1,0 м/с.

Определяем эквивалентный диаметр для прямоугольных каналов:

где a и b стороны каналы, мм.

По dэ и н находят удельную потерю давления на трение R, Па/м, по номограмме.

Потери давления в местных сопротивлениях определяется по формуле

Где ?? - сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке, которые принимаются по приложению 9 [8] = 2 + 0,1+1,3 = 3,4

После определения потерь давления на трение и в местных сопротивлениях их сравнивают с располагаемым давлением по формуле:

где: l- длина расчетного участка, м;

а - коэффициент запаса, равный 1,1-1,15;

?-коэффициент шероховатости;

Результаты расчетов заносим в таблицу.

Таблица аэродинамического расчета каналов Таблица 4

№уч	L м3/ч	l, м	a*b, мм	dэ, м	F, м2	v, м/с	R, Па/м	R*l*?, Па	рд, Па	??	Z, Па	R*l*в+Z, Па
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
1	13,69	5,6	140*140	140	0,02	0,20	0,08	1,4	0,035	3,6	0,13	1,53
2	225,79	5,8	140*270	184,4	0,038	0,91	0,6	4,87	0,52	3,6	1,87	6,74
3	25	2,6	140*140	140	0,02	0,35	0,16	0,56	0,08	3,6	0,29	0,85

Участок 3

Для определения площади сечения канала участка 1 задаемся скоростью движения воздуха в нем 0,5 м/с

Принимаем для участка 1 кирпичный канал 1/2х1. Площадь сечения канала с учетом швов составит 0,02м2. При этой площади сечения скорость движения воздуха составит:

= 0,5+1,1+2=3,6

0,5- Поток воздуха входит в отверстие в стене

1,1-Отвод на 90 градусов постоянного сечения

3,16-Выход воздуха из последнего отверстия в воздуховоде

2-Вход/выход воздуха через регулируемую решетку с паралельными ламелями



Список используемой литературы

1. СП 131.13330.2012 Строительная климатология.

2. СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий.

3. СП 54.13330.2011 Здания жилые многоквартирные.

4. Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Под ред. И. Г. Староверова.

5. Тихомиров К.В., Сергеенко Э.С. «Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция». Москва. Стройиздат, 1981.

6. Методические указания к курсовой и расчетно-графической работам. КГА-СУ. Казань. 2008.

Размещено на Allbest.ru