Теплотехнический расчет и проектирование системы отопления

  • Вид работы:
    Дипломная (ВКР)
  • Предмет:
    Строительство
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    183,33 kb
  • Опубликовано:
    2011-07-12
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Теплотехнический расчет и проектирование системы отопления

Содержание

1.Расчет и проектирование системы отопления

.1 Исходные данные

1.2 Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

.2.1 Теплотехнический расчет наружной стены

.2.2 Теплотехнический расчет чердачного перекрытия

.2.3 Теплотехнический расчет подвального перекрытия

.2.4 Теплотехнический расчет окна

.3 Расчёт теплопотерь

.4 Гидравлический расчет системы отопления

1.5 Тепловой расчет нагревательных приборов

1.6 Индивидуальный тепловой пункт системы отопления

. Расчет и проектирование системы вентиляции

.1 Аэродинамический расчет системы вентиляции

Список используемой литературы

отопление тепловая система нагревательный

1. Расчет и проектирование системы отопления

.1 Исходные данные

.        Расчетная зимняя температура наружного воздуха, tн,оС=-17,

.        средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92=-17

.        продолжительность отопительного периода Z=229

.        средняя температура за отопительный период to.пер, оС=-2

.        Этажность здания=2

.        Высота от пола до потолка следующего этажа принимается 2.8 м

.        В жилом здании устраивается двухтрубная система отопления, присоединяемая к тепловой сети через водоструйный насос-элеватор. Тип разводки системы отопления принимается H

.        Строительный материал для стен принимается силикатный кирпич. Коэффициент теплопроводности l, Вт/(м×°С)=0,76

.        Вид утеплителя- пенополистерол.его коэффициент теплопроводности=0,041

10.     Наружная стена с внутренней стороны оштукатурена сухой штукатуркой. Толщина раствора d = 0,02 м. Коэффициент теплопроводности l = 0,21 Вт/(м× оС).

11.     Тип нагревательного прибора- МС- 140-98

.        Система вентиляции жилого здания - естественная канальная

.        Вариант плана здания

.        Параметры воздуха внутри помещения-180С

1.2 Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

1.2.1 Теплотехнический расчет наружной стены

1.Определяем значение градусо-суток отопительного периода:

= (tв - tот. пер)× Zот. пер=(18-(-2))*229=4580

где tв - расчетная температура внутреннего воздуха, оС;

tот. пер, Zот. пер. - средняя температура, оС, и продолжительность, сут., отопительного периода со среднесуточной температурой воздуха не более 8 оС (принимаются в соответствии с вариантом])

2.Определяем приведенное сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции Rпо таблице(исходя из условия энергосбережения) из методического пособия с помощью интерполяции:

Для стен:

=

Для стен(a=0,00035,b=1,4)

R=0,00035*4580+1,4=3,003

.Определим требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (за исключением светопрозрачных), отвечающих санитарно-гигиеническим и комфортным условиям, (м2×оС)/Вт, по формуле

R=,

где n=1в - расчетная температура внутреннего воздуха= 18оС;н - расчетная зимняя температура наружного воздуха=-17, оС;

tн - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающих конструкций(для наружных стен)=4

aв - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м2×оС). Для стен, полов, потолков aв = 8,7 Вт/(м2×оС); для окон aв = 8,0 Вт/(м2×оС).

R=( Для стен, полов, потолков aв = 8,7 Вт/(м2×оС))

Сравним приведенное сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции Rreq и требуемое термическое сопротивление и выберем для дальнейших расчетов большее значение.

Для стен:

req=3,03  > =1,005  и поэтому принимаем =3,003.

. Определяем термическое сопротивление утепляющих слоев стены исходя из условия

 

Rо=  +R1 + R2 + … + Rn +  ,                   (4)

где ,- коэффициент теплоотдачи внутренней и наружной поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м2 ×°С), принимаются aн=23 Вт/(м2 ×°С), aв = 8,7 Вт/(м2×оС)1, R2, …, Rn - термические сопротивления отдельных слоёв ограждающей конструкции, определяемые по формуле

n=,                  (5)

где - толщина n - слоя, м;

- расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя Вт/м·°С.

Расписывая уравнение (4) с учётом (5), имеем

Rв +  +  +Rвп + Rн = Ro , (6)

где Rв=, Rн=- сопротивление теплоотдаче внутренней и наружной поверхности ограждающих конструкций, (м2×оС/Вт);вп - термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки, (м2×оС)/Вт, принимается по табл. 4 приложения 2.

,( м2×оС/Вт), где

- коэффициент теплопроводности штукатурки,= 0,21 Вт/(м× оС)

d1- толщина цементно-песчаного раствора штукатурки, = 0,02 м

- коэффициент теплопроводности кирпичной кладки,= 0,76 Вт/(м× оС)

d2- толщина кирпичной кладки,=0,38м

- коэффициент теплопроводности кирпичной кладки,=0,76 Вт/(м× оС)

d3- толщина кирпичной кладки,=0,12м

- коэффициент теплопроводности пенополистерола=0,041 Вт/(м× оС)


1 - штукатурка толщиной δ1 = 0,02 м;

2 - кирпичная кладка толщиной δ2 = 0,38м;

- слой утеплителя;

- кирпичная кладка толщиной δ4 = 0,12 м.

Требуемая толщина утеплителя:

= (Rо- Rв- - Rн= (Rо  ) ×

м

Следовательно:

Т.к.Значениеменьше фактического значения Rфакт=3,003,поэтому возьмем другое значение толщины слоя утеплителя.Пересчитаем:

Условие R0Rфакт выполняется, то есть 3,1063,003.

толщина наружной стены тогда будет составлять 610мм

5.В проекте проводится проверка на образование конденсации водяных паров в углах наружных стен. Температура внутренней поверхности ограждений , °С, определяется по формуле

= .

Температура в углу наружных стен τу, °С, вычисляется по приближенной формуле

τу = τв - 0,18(tв -tн)× (1 - 0,23×Rо).


Упругость водяного пара е, Па, в воздухе помещения равна

=2128,64*60/100=1277, (10)

где j в - относительная влажность воздуха, %;

Е - упругость водяных паров в состоянии полного насыщения, Па, определяемая по формуле

Е = 477 + 133,3×(1 + 0,14 - tв)2=477+133.3(1+0.14*18)2=1277

Температура точки росы воздуха помещения tтр, °C, определяется:тр = 20,1 - (5,75 - 0,00206×e) =20.1-(5.75-0.00206*1277)2=10,37     

Т.к. температура внутренней поверхности наружной стены в углу помещения τу выше, чем температура точки росы tтр, то конденсации водяных паров в помещении не будет.

1.2.2 Теплотехнический расчет чердачного перекрытия

1.Определяем приведенное сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции Rпо таблице(исходя из условия энергосбережения) из методического пособия с помощью интерполяции:

R=

Или по зависимости:

R= а×+b=0,00045*4580+1.9=3.961

где а,b - коэффициенты. Для окон, балконных дверей в интервале до 6000°С×сут: а = 0,00045, b = 1.9;

. Определим требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (за исключением светопрозрачных), отвечающих санитарно-гигиеническим и комфортным условиям, (м2×оС)/Вт, по формуле

=,

где n=1в-расчетная температура внутреннего воздуха= 18оС;н- расчетная зимняя температура наружного воздуха=-17, оС;

tн - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающих конструкций(для наружных стен)=3

aв - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м2×оС). Для стен, полов, потолков aв = 8,7 Вт/(м2×оС);

R=( Для стен, полов, потолков aв = 8,7 Вт/(м2×оС))

Сравним приведенное сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции Rreq и требуемое термическое сопротивление и выберем для дальнейших расчетов большее значение.

Rreq=3,961  > =1,20  и поэтому принимаем =3,961.

. Определяем термическое сопротивление утепляющих слоев стены исходя из условия

Rо=  +R1 + R2 + … + Rn +  ,                  (4)

где ,- коэффициент теплоотдачи внутренней и наружной поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м2 ×°С), принимаются aн=12 Вт/(м2 ×°С), aв = 8,7 Вт/(м2×оС)1, R2, …, Rn - термические сопротивления отдельных слоёв ограждающей конструкции, определяемые по формуле

n=,                  (5)

где - толщина n - слоя, м;

- расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя Вт/м·°С.

Расписывая уравнение (4) с учётом (5), имеем

Rв +  +  +Rвп + Rн = Ro , (6)

где Rв=, Rн=- сопротивление теплоотдаче внутренней и наружной поверхности ограждающих конструкций, (м2×оС/Вт);

Rвп - термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки, (м2×оС)/Вт, принимается по табл. 4 приложения 2.

,( м2×оС/Вт), где

- коэффициент теплопроводности толи,= 0,17 Вт/(м× оС)

d1- толщина цементно-песчаного раствора штукатурки, = 0,002 м

- коэффициент теплопроводности цементной стяжки,= 0,81 Вт/(м× оС)

d2- толщина цементной стяжки,=0,02-0,04м

- коэффициент теплопроводности многопустотного ж/б настила,=2,04 Вт/(м× оС)

d3- многопустотного ж/б настила,=0,22м

- коэффициент теплопроводности керамзитового гравия=0,13 Вт/(м× оС)


1 - гидроизоляция из толя, d = 0.002м,

l = 0.17 Вт/(м°С);

- цементная стяжка, d = 0.02¸0,04м,

l = 0.81 Вт/(м°С);

- керамзитовый гравий,

l = 0.13 Вт/(м°С);

- пароизоляционный слой толщиной около 0,006м

(в расчетах не учитывается);

- многопустотный ж/б настил,

d = 0.22м, l = 2.04 Вт/(м°С).

Требуемая толщина утеплителя:

= (Rо- Rв- - Rн= (Rо  ) ×

м

Следовательно:

Т.к.Значениеменьше фактического значения Rфакт=3,961,поэтому возьмем другое значение толщины слоя утеплителя.Пересчитаем:

Условие R0Rфакт выполняется, то есть 4,183,961.

4.В проекте проводится проверка на образование конденсации водяных паров в углах наружных стен. Температура внутренней поверхности ограждений , °С, определяется по формуле

= .

Температура в углу наружных стен τу, °С, вычисляется по приближенной формуле

τу = τв - 0,18(tв -tн)× (1 - 0,23×Rо).

.2.3 Теплотехнический расчет подвального перекрытия

1.Определяем приведенное сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции Rпо таблице(исходя из условия энергосбережения) из методического пособия с помощью интерполяции:=

Или по зависимости:

R= а×+b=0,00045*4580+1.9=3.961

где а,b - коэффициенты. Для окон, балконных дверей в интервале до 6000°С×сут: а = 0,00045, b = 1.9;

. Определим требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (за исключением светопрозрачных), отвечающих санитарно-гигиеническим и комфортным условиям, (м2×оС)/Вт, по формуле

R=,

где n=0.6в-расчетная температура внутреннего воздуха= 18оС;н- расчетная зимняя температура наружного воздуха=-17, оС;

tн - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающих конструкций(для наружных стен)=2

aв - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м2×оС). Для стен, полов, потолков aв = 8,7 Вт/(м2×оС);

R=( Для стен, полов, потолков aв = 8,7 Вт/(м2×оС))

Сравним приведенное сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции Rreq и требуемое термическое сопротивление и выберем для дальнейших расчетов большее значение.

Rreq=3,961  > =1,206  и поэтому принимаем =3,961.

. Определяем термическое сопротивление утепляющих слоев стены исходя из условия

 

Rо=  +R1 + R2 + … + Rn +  ,                  (4)

где ,- коэффициент теплоотдачи внутренней и наружной поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м2 ×°С), принимаются aн=6 Вт/(м2 ×°С), aв = 8,7 Вт/(м2×оС)1, R2, …, Rn - термические сопротивления отдельных слоёв ограждающей конструкции, определяемые по формуле

n=,                  (5)

где - толщина n - слоя, м;

- расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя Вт/м·°С.

Расписывая уравнение (4) с учётом (5), имеем

Rв +  +  +Rвп + Rн = Ro , (6)

где Rв=, Rн=- сопротивление теплоотдаче внутренней и наружной поверхности ограждающих конструкций, (м2×оС/Вт);вп - термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки, (м2×оС)/Вт, принимается по табл. 4 приложения 2.

,( м2×оС/Вт), где

- коэффициент теплопроводности железобетонной плиты,= 1.92 - 2.04 Вт/(м°С).

d1- толщина железобетонной плиты, = 0,122 м

- коэффициент теплопроводности цементной стяжки,= 0,26 Вт/(м× оС)

d2- толщина цементной стяжки,=0,02-0,04м

- коэффициент теплопроводности линолеума,=0,14 Вт/(м× оС)

d3- толщина линолеума,=0,01м

- коэффициент теплопроводности керамзитового гравия=0,17 Вт/(м× оС)

Требуемая толщина утеплителя:

= (Rо- Rв- - Rн= (Rо  ) ×

м

Следовательно:

Условие R0Rфакт выполняется, то есть 4,023,961.

4.В проекте проводится проверка на образование конденсации водяных паров в углах наружных стен. Температура внутренней поверхности ограждений , °С, определяется по формуле

= .

Температура в углу наружных стен τу, °С, вычисляется по приближенной формуле

τу = τв - 0,18(tв -tн)× (1 - 0,23×Rо).

 

.2.4 Теплотехнический расчет окна

1.Определяем приведенное сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции Rпо таблице(исходя из условия энергосбережения) из методического пособия с помощью интерполяции:

Для окон :

R=

Или по зависимости: Для окон, балконных дверей:

R= а×+b=0,000075*4580+0,15=0,4935

где а,b - коэффициенты. Для окон, балконных дверей в интервале до 6000°С×сут: а = 0,000075, b = 0,15;

1.       Найдем толщину и количество входных дверей на 1 этаже:

,6,  (15)

где d - толщина двери,

l - коэффициент теплопроводности древесины (сосна вдоль волокон),

l=0,18

Тогда:

м

Принимаем две двери по 0,04м каждая.

1.3 Расчёт теплопотерь

Вычерчиваем план здания в масштабе М 1:100. Двухэтажное здание с уровнем пола первого этажа на 1м выше поверхности земли. Высота этажа (от пола до потолка) 2.8м, толщина междуэтажного перекрытия 0,3м. Размер окон в больших комнатах 1,8х1,5м, в остальных комнатах: 1,5 х1,5м, на кухне: 1,2 х1,5м. Входная дверь в подъезд размером 2х1,2м. Подвал без окон.

Темперетуры для помещений принимаются следующие: 180С - для жилой комнаты, 180С - для кухни, 160С - для лестницы, для угловых помещений температура берется на 20С выше.

Перед началом расчёта все помещения нумеруют, а затем переходят к определению теплопотерь всеми помещениями через ограждающие конструкции. Внутренние вспомогательные помещения: коридоры, санузлы, ванные и другие, не имеющие наружных стен, отдельно не нумеруются. Теплопотери этих помещений через пол и потолок относят к смежным с ними комнатам. Теплопотери лестничной клетки определяют как для одного помещения.


Размер а для наружных стен, пола и потолка, а также размер в для пола и потолка берется с плана в соответствии с рисунком.

Высота наружной стены определяется как:

В1 эт= под.пер+2,8+0,3=3.752 (м)

В2 эт= 2,8+чер.пер=3.562 (м)

Площадь F, м2 (получаем перемножением размеров а и в, за вычетом из площади наружных стен и лестничных клеток площадей окон и входной двери.

Заполняем таблицу, куда заносим результаты расчета.

Тепловое сопротивление ограждения вносим в соответствии с проведенными ранее расчетами (Для стен-3,003,для окон и дверей-0,493,для пола и потолка - 3,961).В колонку 10 вносим теплопотери через ограждения которые вычисляются по формуле:

Q = ·F·(tв- tн).

В колонки 11,12,13 записываем добавки к теплопотерям .

β- коэффициент, учитывающий добавочные теплопотери в доле от основных теплопотерь:

β = 5% для угловых помещений

β=

северо-запад                             юго- восток 5% или 0,05 д.е.

 северо- восток 10% или 0,1 д.е. юго- запад            0 % или 0,00 д.е.

добавка на врывание холодного воздуха через наружные двери, при их кратковременном открывании при высоте здания Н, м: для двойных дверей без тамбура - 34Н принимаем равной 96

В 16 мы вносим сумму всех расчетных теплопотерь через ограждения.

Результирующие теплопотери помещений находят по формуле

Qпом = Q + Qинф - Qбыт,

где Q - трансмиссионные теплопотери через ограждающие конструкции помещения, Вт;инф - расход тепла на нагрев инфильтрующего воздуха, Вт;быт - бытовые тепловыделения, Вт.

И их заносят в колонку 19.

Количество наружного воздуха, поступающего в помещение в результате инфильтрации, зависит от конструктивно-планировочных решений здания, направления и скорости ветра, температуры воздуха, герметичности конструкций и т.д. В жилых зданиях только с вытяжной вентиляцией (без компенсации подогретым приточным воздухом) расход тепла на нагрев наружного воздуха, компенсирующего расчетный расход воздуха, Vинф, удаляемый из помещения вытяжной вентиляцией определяют по формуле

вент = 0,28·с·ρ·Vинф·(tв - tн),

где с - теплоёмкость воздуха, с = 1,005 кДж/(кг×К);

ρ - плотность воздуха в помещении, кг/м³: r = 353,37/(273 + t);

 − температура воздуха, °С;

Vинф - расход удаляемого воздуха, м³/ч. для жилых зданий удельный нормативный расход составляет 3м3/ч на 1 м2 жилых помещений.

Расход тепла на нагревание инфильтрующегося через наружные ограждения воздуха

Qинф = 0,28·с ·(tв-tн)×k, (19)

где k − коэффициент, учитывающий влияние встречного теплового потока в конструкциях. Принимается для окон с тройными переплетами - 0,7; для окон и балконных дверей с двойными раздельными переплетами - 0,8; со спаренными переплетами - 1;

- расход инфильтрирующегося воздуха через окна, балконные двери, открытые проемы, фонари, стыки стеновых панелей ограждения, кг/ч.

расход инфильтрирующегося воздуха через неплотности оконных проемов и балконных дверей, кг/ч, определяется по формуле

, (

где F1 - площадь световых проемов окон и балконных дверей, м2;

 - перепад давления на наружной и внутренней поверхности ограждающей конструкции, Па;

 - сопротивление воздухопроницанию заполнения световых проемов, (м2×ч×Па)/кг, принимается по табл. 11;

,216 - коэффициент, учитывающий перепад давления  = 10 Па, при котором определяются расчетные значения  ().

Сопротивление воздухопроницанию заполнений световых проемов

Разность давлений на наружной и внутренне поверхностях каждой ограждающей конструкции, Па, определяется по формуле

,

где H - высота здания, м, от уровня средней планировочной отметки земли до верха карниза или устья шахты;- расчетная высота, м, от уровня земли до верха окон, балконных дверей;

 - плотность наружного и внутреннего воздуха, кг/м3;

- скорость ветра, м/с,

cн, cз - аэродинамические коэффициенты для наветренной и подветренной поверхностей ограждений здания. В курсовом проекте их можно принять соответственно равными 0,8 и -0,6;- коэффициент учета изменения скоростного давления ветра в зависимости от высоты здания, можно принять равным 0,7.

За расчетное значение теплопотерь на инфильтрацию принимается большее из полученных значений Qинф и Qвент и заносится в колонку 17 .

При проектировании системы отопления жилого здания учет дополнительных бытовых тепловых поступлений в помещение определяется соотношениембыт = 21·Fпл ,          И заносится в таблицу в колонку 18       

Далее определяем итоговые значения теплопотерь по отдельным этажам и целиком для всего здания. Получаем следующие значения:

Для комнат Q101+201=2210.036Вт102+202=1611103+203=2509, 57104+204=1552105+205=2509, 57106+206=1611, 79107+207=2040, 78108+208=2319, 3109+209=1490, 38110+210=2414111+211=1554112+212=1554113+213=2414114+214=1490, 38115+215=2381лк=1248, 18

Для стояков:

Qст1

=2210,036

Qст2

=4120,85

Qст3

=1248,2

Qст4

=1552,3

Qст5

=4120,852

Qст6

=2040,786

Qст7

=2319,309

Qст8

=1490,38

Qст9

=3968,74

Qст10

=3968,74

Qст11

=1490,38

Qст12

=2381,964


Для всего дома Qобщ =30912, 55

1.4 Гидравлический расчет системы отопления

Целью гидравлического расчета является определение диаметров теплопроводов при заданной тепловой нагрузке и расчетном циркуляционном давлении, установленном для данной системы. Правильный гидравлический расчет предопределяет работоспособность системы отопления.

Для начала на плане располагаем стояки, которые последовательно нумеруем из левого верхнего угла и далее по часовой стрелке.

Далее чертим аксонометрию чердака и подвала дома вместе с тепловым узлом, стояками, разводкой и обраткой (разводка показана сплошной линией, обратка штрихпунктиром). На каждом стояке на разводке и обратке, и на горизонтальных участках ставим вентели, а также на разводке показываем регулировочный кран.

После расчета мы проставляем диаметры стояков.

После проделанной работы составляем таблицу гидравлического расчета (таблица 7). Гидравлический расчет производим для стояков, расположенных в угловых комнатах наиболее загруженного подъезда.

В первую графу заносим номер участка.

Во вторую графу из предыдущих расчетов переносим общие Qот., Вт.

В третьей колонке вычисляем количество воды по формуле:


где Qуч - тепловая нагрузка участка, составленная из тепловых нагрузок отопительных приборов, обслуживаемых протекающей по участку водой. Если Qуч измерено в Вт, то в числитель добавляется множитель 3.6;

с - теплоемкость воды, равная 4.19 кДж/(кг×°С);

(tг - t0) - перепад температур воды в системе, tг = 95°С, to = 70°С.

В четвертую колонку переносим длины участков с плана.

Далее на участках ставим диаметры:

на стояке- 10-15 мм;

обратка и разводка - 20-25 мм;

на участках перед ТУ- 25 мм;

тепловой узел - 32 мм.

Резких перепадов диаметров не должно быть, то есть: 15 мм- 25 мм.

Удельные потери на трение R, Па/м и скорость V, м/с определяем с помощью приложения 7, /1/ интерполяцией в зависимости от количества воды, проходящего по участку G.

Потери на трение получаем перемножением удельных потерь на трение R и длины участка, Па.

Сумма коэффициентов местных сопротивлений  определяется по приложению 8, /1/. На входе и на выходе местные сопротивления равны единице.

Потери в местных сопротивлениях z1 , Па при =1 определяются по 9, /1/ интерполяцией в зависимости от скорости.

Потери в местных сопротивлениях z , Па при данной  определяем:


№ участка              Тепловая нагрузка, Q, Вт Длина участка, l, м            Расход теплоносителя, G, кг/ч        Диаметр участка, D, мм                Скорость движения теплоносителя, n, м/с Удельная потеря давления, R, Па  Потери давления на трение, R×l, Па              Сумма коэффициентов местных сопротивлений Потери давления

в местных

сопротивлениях, Z, ПаСуммарные потери

давления на участке,

R×l +Z, Па



1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

1

30912,54

9,1

1062

32

0,297

42,3

384,9

1,5

66,2

451,1

2

15293,02

5

526,5

25

0,272

46,8

234,2

1,5

55,5

289,6

3

7579

0,85

260,5

25

0,128

12,59

10,7

1,5

12,3

23

4

6330,886

6,95

217,6

20

0,174

31,02

215,6

22,7

238,3

5

2210,036

5,83

76

20

0,161

4,04

23,6

0,6

7,8

31,3

6

2210,036

0,45

76

15

0,11

20,2

9,1

4,3

26,3

35,4

7

2210,036

3,5

76

15

0,132

19,33

67,7

1

8,7

5576,4

8

1117,52

3,6

38,4

15

0,0547

4,68

16,8

1

1,5

18,3

9

558,76

0,87

19,2

15

0,027

1,4

1,2

6

2,2

3,4

10

546,21

0,87

18,8

15

0,0267

1,373

1,2

3

1,1

2,3

11

1092.516

3.6

37.5

15

0.053

4.5

16.2

1

1,4

17,6

12

2210

1,5

76

15

0,132

19.33

29

0.8

0.7

36

13

2210

0,45

76

15

0,11

20.2

9.1

4.3

26.3

35,4

14

2210

5,83

76

20

0,161

4.04

23.6

1.5

19.5

43

15

6330

6,95

217,6

20

0,174

31.02

215.6

1.5

22.7

238,3

16

7579

0,85

260,5

25

0,128

12.59

10.7

3

24.6

35,3

17

15293

5

525,6

25

0,272

46

234.2

1.5

55,5

289,6

18

2381,9

1

81,9

20

0,0654

5,177

5.2

0.6

1,3

6,5

19

3872,35

3

133,1

20

0,1066

12,52

37.6

1.5

8,5

46,1

20

7841

6,62

269,5

20

0,2156

46,5

307,8

3

69,7

377,6

21

2381,97

4,03

81,9

20

0,0654

5,177

20,9

0,6

1,3

22,1

22

3872

3

133,1

20

0,1066

12,52

37,6

1,5

8,5

46,1

23

7841

6,62

269,5

20

0,2156

46,5

307,8

3

69,7

377,6

24

15619,5

4,03

536,8

25

0,2633

48,76

196,5

1,5

52

248,5

24*

15619,5

6,7

536,8

25

0,2633

48,76

326,7

1,5

52

378,7


Суммарные потери давления равны: R*l+z, Па.

Правильно рассчитанное кольцо циркуляции реализует условие: необходимый резерв давления  должен составлять не более 10 и не менее 5%. Если  выходит за эти пределы, то необходимо изменить диаметры нескольких участков кольца и расчет повторить. В данном случае =7,8.

.5 Тепловой расчет нагревательных приборов

В курсовом проекте для отопления помещений используют нагревательные приборы - МС- 140-98. Тепловой поток от теплоносителя передается в помещение через стенку нагревательного прибора. Интенсивность теплопередачи характеризуется коэффициентом теплопередачи, который выражает плотность теплового потока на внешней поверхности стенки, отнесенного к разности температур теплоносителя и воздуха. Значение плотности теплового потока позволяет сравнивать нагревательные приборы и судить о теплотехнической эффективности того или иного прибора. Для этого при тепловых испытаниях устанавливают номинальную плотность теплового потока , Вт/м2, для систем водяного отопления, когда средняя разность температур  и расход теплоносителя в приборе составляет 360 кг/ч, а атмосферное давление =101,33 кПа. Располагая величиной номинального теплового потока, определяют расчетную плотность теплового потока прибора


где qн=725 - номинальный тепловой поток нагревательного прибора, Вт/м2,приб. - tв. - температурный напор, равный разности полусуммы температур теплоносителя на входе и выходе нагревательного прибора и температуры воздуха помещения

, (30)

приб. - расход теплоносителя через нагревательный прибор, кг/с;

. (31)

В двухтрубных системах водяного отопления для каждого прибора справедливы отношения: tвх = tг=95; tвых = tо=70.г. - температура воды в горячей магистрали, °С;о - температура воды в обратной магистрали, °С;, P - эмпирические коэффициенты, зависящие от типа нагревательных приборов, расхода теплоносителя и схемы его движения по табл. 14принимаются соответственно равными n=0.3,p=0.02;

спр - поправочный коэффициент, учитывающий схему присоединения отопительного прибора принимается по табл. 14 = 1.039;- теплоемкость воды, с = 4187 Дж/(кг×град);

Тепловой расчет нагревательных приборов заключается в определении площади внешней нагревательной поверхности каждого прибора, обеспечивающей необходимый тепловой поток от теплоносителя в помещение.

При учете дополнительных факторов, влияющих на теплоотдачу приборов:

 , (34)

где  - теплоотдача отопительного прибора в отапливаемое помещение, равная теплопотерям помещения, Вт;

b1 - поправочный коэффициент, учитывающий способ установки радиатора в помещении, при открытой установке b1=1,0;

b2 - поправочный коэффициент для отопительного прибора чугунного радиатора при установке прибора у наружной стены, в том числе под световым проемом 1,02; у остекления светового проема 1,07;

b3 - коэффициент, учитывающий число секций в одном радиаторе:

. (35)

Если нагревательный прибор собирается из отдельных секций (чугунный радиатор), расчетное количество последних определяется по формуле

, (36)

где f - поверхность нагрева одной секции, м2, зависящая от типа радиатора, принятого к установке в помещении, принимается по табл. 14: f=0.24.

Поскольку расчетное число секций по формуле (36) редко получается целым, то его приходится округлять для получения целого числа секций, принимаемых к установке. При этом допускается уменьшение теплового потока Qприб не более чем на 5%. Как правило, к установке принимают ближайшее большее число секций радиатора. Если к установке принят панельный радиатор типа РСВ1 и РСГ2 или конвектор с кожухом определенной площади , то их число составит

 .

Таблица 14

Характеристика нагревательных приборов

Наименование прибора, его тип, марка

Площадь поверхности нагрева секции, f, м2

Номинальная плотность теплового потока, qн, Вт/м2

Расход теплоносителя через прибор, Gприб, кг/с

Показатели степени и коэффициент в формуле (22)





n

р

спр

Радиаторы чугунные секционные

МС 140-108

0,244

758

 0,005-0,014

0,3

0,02

1,039

МС 140-98

0,24

725





МС 90-108

0,187

802

0,015-0,149

0,3

0

1

М 90

0,2

700

0,15-0,25


0,01

0,996


Полученные результаты представляем в табличном виде:

Тепловой расчет нагревательных приборов

  № помещения    ,

Вт,

Вт/м,

м2,

м2








 

Ст1 101

1117,52

637,11

1

1,02

1,016

1,66

1,72

7

 201

1092,516

636,8

1

1,02

1,018

1,629

1,69

7

Ст2 102

809,55

659,48

1

1,02

1,057

1,166

1,257

5

202

809,24

659,36

1

1,02

1,058

1,155

1,247

5

 103

1260

66

1

1,02

1,004

1,89

1,938

8

203

1249

665,9

1

1,02

1,005

1,875

8

Ст4 104

779,6

686,37

1

1,02

1,06

1,135

1,229

5

204

772,72

686,25

1

1,02

1,062

1,126

1,219

5

Ст5 105

1260

666

1

1,02

1,004

1,861

1983

8

205

1249

665,9

1

1,02

1,005

1,875

1,923

8

 106

809

660,8

1

1,02

1,044

1,286

1,37

6

206

802,24

660,68

1

1,02

1,045

1,274

1,35

6

Ст6 107

1029

636,72

1

1,02

1,018

1,616

1,67

7

207

1011

636,5

1

1,02

1,02

1,589

1,65

7

Ст7 108

1171,5

638,38

1

1,02

1,007

1,835

1,885

8

208

1147

638,11

1

1,02

1,008

1,798

1,85

8

Ст8 109

748,5

659,12

1

1,02

1,06

1,135

1,22

5

209

741,8

659

1

1,02

1,062

1,125

1,219

5

Ст9 110

1212,2

665,5

1

1,02

1,007

1,82

1,872

8

210

1202,2

665,4

1

1,02

1,008

1,806

1,858

8

111

780,45

659,7

1

1,02

1,055

1,183

1,27

5

211

773,8

659,56

1

1,02

1,056

1,173

1,26

5

Ст10 112

780,45

659,7

1

1,02

1,055

1,183

1,273

5

212

773,8

659,56

1

1,02

1,056

1,173

1,25

5

113

1212,2

665,5

1

1,02

1,007

1,82

1,872

8

213

1202,2

665,4

1

1,02

1,008

1,806

1,858

8

Ст11 114

748,5

659,12

1

1,02

1,06

1,135

1,22

5

 214

741,86

659

1

1,02

1,062

1,125

1,21

5

Ст12 115

1203,2

638,7

1

1,02

1,049

1,88

1,93

8

215

1178,7

638,45

1

1,02

1,006

1,846

1,89

8

Ст3 ЛК

1248

693,5

1

1,02

1,004

1,889

1,936

8


1.6 Индивидуальный тепловой пункт системы отопления

Индивидуальный тепловой пункт располагается в подвальном помещении здания и служит для регулирования параметров теплоносителя, подаваемого в систему отопления. Одним из основных элементов теплового пункта является элеватор, который применяется для понижения температуры сетевой воды до температуры, допустимой в системе отопления.

Основной расчетной характеристикой элеватора служит так называемый коэффициент смешения U, представляющий собой отношение массы подмешиваемой охлажденной воды Gп к массе воды Gс, поступающей из тепловой сети в элеватор

, (38)

где t1 - температура воды, поступающей в элеватор из подающей магистрали, в проекте принимается 150°С;г - температура смешанной воды, принимается 95°С;о - температура охлаждаемой воды, принимается 70°С.

В расчетах принимают коэффициент смешения с запасом в 15%, т.е. U=1.15*2.2=2.53

Определить величину коэффициента смешения необходимо для выявления основного размера элеватора - диаметра горловины - перехода камеры смешения в диффузор:

,

где Gс - количество воды, циркулирующей в системе отопления, т/ч;

 =8867,4- гидравлическое сопротивление системы отопления, кПа.

Количество воды, циркулирующей в системе отопления Gс, кг/ч, при теплоемкости воды с = 4187 Дж/(кг∙°С), Qc=30912.55 Вт определяется по формуле

,

Исходя из значения диаметра горловины, выбираем элеватор ВТИ Мосэнерго№4.

Далее можно определить диаметр сопла элеватора пользуясь приближенной зависимостью

.

2.Расчет и проектирование системы вентиляции

.1 Аэродинамический расчет системы вентиляции

Цель аэродинамического расчёта состоит в определение сечений каналов и размеров жалюзийных решёток, чтобы обеспечить требуемые расходы удалённого воздуха.

Для аэродинамического расчета составляем таблицы.

В первую графу как всегда заносится номер участка.

Далее, заносим в таблицу потери. Выбираем газифицированную плиту, нагрузка от которой составит 90 м3/час.

Измеряем длины участков и заносим их в таблицу. Для предварительного определения сечений каналов систем естественной вытяжной вентиляции принимают скорости Vрасчётное:

На входе в решётку               - 0,5 м/с

Вертикальные каналы           -0,5-1 м/с

Горизонтальные каналы        - 1м/с

Вытяжные шахты                  -1- 1,5 м/с

Задавшись скоростью вычисляют площадь поперечного сечения участка по формуле:


где L- это нагрузка на участке, м3/ч.

Далее по таблице 16 из методического пособия выбираем ближайшее большее значение F, для которого выписываем в таблицу размеры ав и эквивалентный диаметр dэ, мм.

После мы пересчитываем скорость:


Далее, с помощью интерполяции по номограмме 111,12 из [1], находим удельные потери на трение R, Па/м и коэффициент шероховатости , мм.

Потери на трение находим как произведение удельных потерь на трение R, длины участка и коэффициента шероховатости , Па.

Сумму КМС определим по следующей таблице

№ участка

наименование


6

Вход с поворотом

2

2

7

Колено под 900

1,2

3,2


Вход с поворотом

2


8

Тройник на проход

1,3

1,3

9

Тройник на всасывание

0,88

0,88

4

Вытяжная шахта

1,4

1,4


Значения коэффициентов местных сопротивлений воздухопроводов

Динамическое давление вычисляем по формуле или определяется по номограмме.

,    (47)

где - плотность воздуха: в канале и в решетке =1,21 кг/м3, в шахте =1,24 кг/м3.

Потери на КМС находим как :

= , (Па)   (48)

Суммарные потери давления находим суммированием R*l*+z. Па.

Температура для наружного воздуха для расчета вытяжной системы вентиляции принимается равной +50С(ρ = 1,27 кг/м3).Внутренняя температура воздуха принимаем равной 180С(ρ = 1,205 кг/м3).

При высоте чердака 3,6 м принимаем высоту вытяжной шахты, исчисляя ее от оси горизонтального воздуховода для устья шахты, 4,6 м.Воздух удаляется от верхней зоны помещений на высоте 0,5 м, Высота этажей включая толщину перекрытия 3,1 м

Расчетное гравитационное давление или располагаемый напор для помещений 2-го этажа:

 Па

Для 1-го этажа:

 Па

Расчет воздуховода начинаем с наиболее неблагоприятно расположенного канала, для которого возможная удельная потеря давление имеет наименьшее значение.

Возможная удельная потеря давления для участков 1,2,3,4 при общей длине их

∑l=0.9+0.5+0.5+4.6=6.5

Будет

Для участков 5,3,4 при их общей длине ∑l=4+0,5+4,6=9,1

Для участков 6,7,8,9,4 при их общей длине ∑l=1+0,5+0,9+0,5+4,6=7,5

Для участков 10,11,9,4 при их общей длине ∑l=1,5+0,5+4+4,6=10,6

Следовательно приступаем к расчету участков 6,7,8,9 для которых удельное давление получилось меньше.

И заносим результаты расчета в таблицу.

№ уч-ка   L, м3/ч   l,м           ,м/саxb,

мм *ммdэ,

ммR, Па/м

Rlβ Па

 ПаZ, Па

Rlβ+Z,

Па










 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

6

25

1

0,347

1/2*1/2

140

0,021

1,25

0,026

2

0,074

0,148

0,174

7

50

0,9

0,694

1/2*1/2

0,077

1,36

0,094

3,2

0,284

0,9088

1,003

8

50

0,5

0,694

1/2*1/2

140

0,077

1,36

0,05

1,3

0,284

0,3692

0,42

9

100

0,5

0,73

1/2*1

180

0,055

1,38

0,037

0,88

0,325

0,286

0,323

4

280

4,6

1,065

1*1

225

0,08

1,47

0,539

1,4

0,6

0,84

1,379

10

25

1,5

0,3472

1/2*1/2

140

0,02

1,25

0,039

3,2

0,074

0,2368

0,276

11

50

4

0,694

1/2*1/2

140

0,077

1,36

0,41

5,9

0,284

1,6756

2,09

1

90

0,9

0,65

1/2*1

180

0,48

1,35

0,058

3,284

0,26

0,85

0,91

2

180

0,5

0,684

1*1

225

0,04

1,36

0,02

0,88

0,28

0,322

0,34

3

180

05

0,684

1*1

225

0,04

1,36

0,02

1,4

0,285

0,25

0,278

5

90

4

0,65

1/2*1

180

0,06

1,35

0,324

4,434

0,28

1,24

1,56


Для систем с естественной вентиляцией необходимо сбалансировать сопротивление системы располагаемым гравитационным давлением. Для надежности работы системы сопротивление системы должно быть несколько меньше располагаемого давления:

. Для участка 6-7-8-9: ,что является чуть меньше

Список используемой литературы

1. ГОСТ 2.105-95. Текстовые документы.

. СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий. - М.: Госстрой России, 2004. - 25с.

. СП 23-101-2004. Проектирование тепловой защиты зданий. - М.: НИИСФ РААСН, Госстрой России, 2004. - 240с.

4.  СНиП 23-01-99. Строительная климатология. - М.: Госстрой России, 2000. - 67с.

5.       СНиП 2.04.05-91*. Строительные нормы и правила. Отопление, вентиляция и кондиционирование. - М.: Госстрой России, 2004. - 71с.

.        Справочник проектировщика: в 3-х частях. Внутренние санитарно-технические устройства. - Ч.1. Отопление, водопровод и канализация/ под ред. И.Г. Староверова. - М.: Стройиздат, 1990. - 450с.

.        Тихомиров К.В. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция/ К.В.Тихомиров, Э.С. Сергеенко. - М.: Стройиздат, 1991. - 480с.

Похожие работы на - Теплотехнический расчет и проектирование системы отопления

 

Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу
Без плагиата!