гдеL - нормируемый воздухообмен  на 1 м²; ρ - плотность воздуха (см. справочник приt_в); С - теплоемкость воздуха С = 0,28; А_пола - площадь пола; 0,7 - коэффициент учитывающий характер остекления.

Расчет теплопотерь отдельных помещений сведен в таблицу №2. Правильность расчета теплопотерь проверяется через удельную тепловую характеристику здания, определенную по формуле:

где  общие теплопотери здания ; V_н - объем здания по наружному обмеру; t_в и t_н - расчетные температуры внутреннего и наружного воздуха для проектирования отопления (раздел 1.1)._o должно быть равно 0,2 - 0,4._1этажа= 6223 Вт_{2 - 4 этажа} = 16899 Вт_{5 этажа} = 9253 Вт_ЛК = 3173 Вт_здания = 56121 Вт

Что соответствует нормативным данным.

3. Выбор системы отопления

На основании действующего СНиП 41-01-2003 и санитарных норм с учетом назначения здания в проекте принята однотрубная система отопления с нижней разводкой, как допустимая и наиболее гидравлически устойчивая система. Магистральные трубопроводы проложены в подвале с уклоном в сторону теплового пункта.

В качестве нагревательных приборов приняты чугунные секционные радиаторы, как отвечающие санитарно-гигиеническим, теплотехническим и монтажным требованиям.

Воздух из системы отопления удаляется через краны Маевского, установленные в высших точках стояков.

Теплоснабжение от ИТП с независимой схемой подключения. Температура теплоносителя в системе теплоснабжения и отопления 105 - 70°С.

В качестве запорно-регулирующей арматуры установлены:

на подводках - регулирующие вентили, шаровые краны;

на стояках - шаровые краны со сливом

Тепловой расчет нагревательных приборов.

Порядок расчета нагревательных приборов.

Тепловой расчет отопительных приборов заключается в определении числа секций приборов и их количества. Зная тепловую нагрузку на систему отопления, произведя выбор системы отопления, выполняем расчет.

.        Вычерчиваем схему стояка;

2.      Определяем тепловую нагрузку на стояк Q_ст (Вт);

.        Определяем расход теплоносителя в стояке:

где β₁ - коэффициент, учитывающий номенклатурный шаг нагревательного прибора (см. табл.9.4 справочник проектировщика ч.2); β₂ - коэффициент, учитывающий место установки нагревательного прибора; Т11 - температура теплоносителя в подающей магистрали системы отопления; Т21 - температура теплоносителя в обратной магистрали системы отопления;

.        Определяем среднюю температуру теплоносителя в каждом нагревательном приборе:

для 2-х трубных систем:

для 1-х трубных систем:  (°С)

температура теплоносителя выходящего из прибора определяется по формуле:

где β₁, β₂ - см. п.3; G_пр - расход теплоносителя проходящий через прибор. Для проходящих стояков G_пр = G_ст, для стояков с замыкающим участком G_пр определяется по формуле:

_пр = G_ст× α

где α - коэффициент затекания (см табл.9.3)

5.      Определяем диаметр стояка из условия:

если G_ст ≤ 140 кг/ч - D_у 15мм_ст = 140 ÷ 250 кг/ч - D_у 20мм_ст> 250 кг/ч - D_у 25мм

.        Определяем требуемую теплоотдачу приборов с учетом теплоотдачи труб по формуле:

_пр = Q_{т.п. -} 0,9×Q_труб - 60 (Вт)

где Q_{т.п. -} теплопотери помещения, где размещен нагревательный прибор; Q_труб - теплоотдача открыто расположенных вертикальных и горизонтальных труб.

Теплоотдача труб определяется по формуле:

Q_тр = q_в×_в + q_г×_г

где q_в и q_г - теплоотдача 1м трубы (вертикальной и горизонтальной)

(см. стр.264); _в и _г - длина вертикальных и горизонтальных труб (м);

7.      Определяем коэффициент φ учитывающий схему присоединения нагревательного прибора (см. табл.9.9);

8.      Определяем теплоотдачу прибора с учетом коэффициента φ:

9.      Зная t_{ср. пр.;} t_в; , по табл.9.8 определяем поверхность нагрева прибора (м²);

.        Зная поверхность нагрева прибора (А), определяем число секций (стр.69) или марку прибора (прил.10)

10а. Число секций можно определить по формуле:

где β₄ - коэффициент учитывающий способ установки прибора (табл.9.12); β₃ - коэффициент учитывающий число секций в приборе. До 15 секций β = 1; от16 до 25 β = 0,98; от 26 β = 0,96.

б. Число секций определяется по формуле:

где Q_пр - тепловая нагрузка на прибор; k - поправочный коэффициент; 195 - номенклатурный шаг.

Ст 1-1а, 7-7а

_ст = 801+738+738+738+832=3847 Вт

Д_у=15мм. Ø подводки 10мм.

прибор

=98°С

°С_в=97 q_г=102 l_в=0,7 l_г=0,88_тр=97*0,7+102*0,88=157_пр=832-0,9*157-60=630

φ=1,06

=

А_пр=0,98=3

прибор

=91.5°С

°С_в=89; q_г=93; l_в=5,1; l_г=0,8_тр=89*5,1+93*0,8=528_пр=738-0,9*528-60=203

φ=1,06

=

А_пр=1,37=5

прибор

=85°С

°С_в=81; q_г=85; l_в=5,1; l_г=0,8_тр=81*5,1+85*0,8=481_пр=738-0,9*481-60=245,1

φ=1,06

=

А_пр=0,51, N=2

прибор

=81,7°С

°С_в=73; q_г=78; l_в=5,1; l_г=0,8_тр=73*5,1+78*0,8=434,7_пр=738-0,9*434,7-60=286,8

φ=1,06

=

А_пр=0,56=2

прибор

=74,4°С

°С_в=67; q_г=64; l_в=5,1; l_г=0,8_тр=67*5,1+64*0,8=380_пр=801-0,9*380-60=399

φ=1,06

=

А_пр=0,93=3

Ст 4-4а.

_ст = 863+779+779+779+1035=4235 Вт

Д_у=15мм.; Ø подводки 10мм.

прибор

=96,5°С

°С_в=95; q_г=101; l_в=0,7; l_г=0,88_тр=95*0,7+101*0,88=155,3_пр=1035-0,9*155,3-60=835,3

φ=1,06

=

А_пр=1,23=4

прибор

=92,3°С

°С_в=92; q_г=96; l_в=5,1; l_г=0,8_тр=92*5,1+96*0,8=546_пр=779-0,9*546-60=228

φ=1,06

=

А_пр=0,36=2

прибор

=90,7°С

°С_в=86; q_г=91; l_в=5,1; l_г=0,8_тр=86*5,1+91*0,8=511,4_пр=779-0,9*511,4-60=258

φ=1,06

=

А_пр=0,44=2

прибор

=88,3°С

°С_в=82; q_г=86; l_в=5,1; l_г=0,8_тр=82*5,1+86*0,8=286_пр=779-0,9*511,4-60=258

φ=1,06

=

А_пр=0,53=2

прибор

=83,4°С

°С_в=80; q_г=83; l_в=5,1; l_г=0,8_тр=80*5,1+83*0,8=474_пр=863-0,9*474-60=337

φ=1,06

=

А_пр=0,79=3

Ст 8-8а; 15-15а.

_ст = 1348+1223+1223+1223+1410=6427 Вт

Д_у=20мм.; Ø подводки 15мм.

прибор

=97,4°С

°С_в=118; q_г=122; l_в=0,7; l_г=0,88_тр=118*0,7+122*0,88=189,9_пр=1348-0,9*189,9-60=1117,1

φ=1,06

=

А_пр=1,63=5

прибор

=90,2°С

°С_в=87; q_г=91; l_в=5,1; l_г=0,8_тр=87*5,1+91*0,8=516,7_пр=1223-0,9*516,7-60=698

φ=1,06

=

А_пр=1,50=4

прибор

=83,3°С

°С_в=84; q_г=87; l_в=5,1; l_г=0,8_тр=84*5,1+87*0,8=498_пр=1223-0,9*498-60=714,8

φ=1,06

=

А_пр=1,64=5

прибор

=76,4°С

°С_в=67; q_г=71; l_в=5,1; l_г=0,8_тр=67*5,1+71*0,8=398,5_пр=1223-0,9*398,5-60=804,4

φ=1,06

=

А_пр=2,35=8

прибор

=68,3°С

°С_в=61; q_г=65; l_в=5,1; l_г=0,8_тр=61*5,1+65*0,8=363_пр=1223-0,9*363-60=1024

φ=1,06

=

А_пр=2,61=10

Ст 11-11а; 12-12а

_ст = 624+565+565+565+654=2973Вт

Д_у=15мм.; Ø подводки 10мм.

прибор

=99,5°С

°С_в=99; q_г=103; l_в=0,7; l_г=0,88_тр=99*0,7+103*0,88=159,9_пр=624-0,9*159,9-60=420

φ=1,06

=

А_пр=0,59=2

прибор

=94,5°С

°С_в=92; q_г=96; l_в=5,1; l_г=0,8_тр=92*5,1+96*0,8=546_пр=565-0,9*546-60=14

φ=1,06

=

А_пр низкая=2

прибор

=89,5°С

°С_в=86; q_г=91; l_в=5,1; l_г=0,8_тр=86*5,1+91*0,8=511_пр=565-0,9*511-60=46

φ=1,06

=

А_пр низкая, N=2

прибор

=84,5°С

°С_в=79; q_г=84; l_в=5,1; l_г=0,8_тр=79*5,1+84*0,8=470_пр=565-0,9*470-60=82

φ=1,06

=

А_пр низкая=2

прибор

=78,8°С

°С_в=72; q_г=75; l_в=5,1; l_г=0,8_тр=72*5,1+75*0,8=427_пр=654-0,9*427-60=167

φ=1,06

=

А_пр =0,33=2

Ст 2-2а; 3-3а; 5-5а; 6-6а; 9-9а; 10-10а; 13-13а; 14-14а.

_ст = 669+601+601+601+702=3174Вт

Д_у=15мм.; Ø подводки 10мм.

прибор

=99,1°С

°С_в=99; q_г=103; l_в=0,7; l_г=0,88_тр=99*0,7+103*0,88=159,9_пр=669-0,9*159,9-60=465,1

=

А_пр=0,65=2

прибор

=93,8°С

°С_в=91; q_г=95; l_в=5,1; l_г=0,8_тр=91*0,7+95*0,88=540_пр=601-0,9*540-60=55

φ=1,06

=

А_пр низкая=2

прибор

=88,5°С

°С_в=84; q_г=88; l_в=5,1; l_г=0,8_тр=84*0,7+88*0,88=498_пр=601-0,9*498-60=93

φ=1,06

=

А_пр низкая=2

прибор

=83,2°С

°С_в=77; q_г=81; l_в=5,1; l_г=0,8_тр=77*0,7+81*0,88=457,5_пр=601-0,9*457,5-60=130

φ=1,06

=

А_пр низкая=2

прибор

=77°С

°С_в=71; q_г=75; l_в=5,1; l_г=0,8_тр=71*0,7+75*0,88=422_пр=702-0,9*422-60=263

φ=1,06

=

А_пр =0,55=2

Ст 16-16а.

_ст = 3173

Д_у=15мм.; Ø подводки 10мм.

=70,1°С

°С_в=85; q_г=87; l_в=0,7; l_г=0,88_тр=85*0,7+87*0,88=2995_пр=3173-0,9*2995-60=1307

φ=1,06

=

А_пр=5,17=21

Гидравлический расчет системы отопления.

Цель гидравлического расчета - определить диаметры трубопроводов и полные потери давления в системе отопления.

Полные потери давления складываются из потерь давления на трение по длине и потерь давления на местные сопротивления:

Где R - потери давления на трение на 1 м трубы, зависит от коэффициента шероховатости, от вида материала; ℓ - длина трубопровода; Z-потери давления, которые зависят от скорости движения теплоносителя и от суммы коэффициентов местных сопротивлений; ί-количество последовательно соединенных участков.

Гидравлический расчет системы отопления выполняется двумя способами:

1 способ

Расчет по удельным линейным потерям давления. Такой метод применяют при равныхперепадах температуры в трубопроводах. Потери давления определяются по формуле:

способ

Гидравлический расчет по характеристике сопротивления и проводимостям. Применяется при переменном перепаде температур в трубопроводах. Диаметр трубопровода на каждом участке определяется с учетом допустимой скорости. Потери давления определяются по формуле:

где S - характеристика гидравлического сопротивления на участке, которая выражает потери давления на этом участке при единичном расходе теплоносителя ; G - расход теплоносителя на данном участке

3 способ

Комбинированный. Применяется для гидравлического расчета однотрубных систем отопления. Потери давления в системе определяются по формуле:

Порядок гидравлического расчета.

1.      Зная вид системы, параметры теплоносителя, вычерчиваем схему системы отопления и определяем расчетное циркуляционное кольцо. Последовательно соединенные участки образующие замкнутый контур циркуляции воды называется циркуляционным кольцом.

2.      Расчетное циркуляционное кольцо разбиваем на участки. За участок принимаем часть системы с постоянным расходом.

.        Определяем тепловую нагрузку и длину каждого участка.

.        Определяем расход теплоносителя на каждом участке по формуле:

где Q - тепловая нагрузка на участке ; β₁, β₂ - коэффициенты, учитывающие схему установки и номенклатурный шаг нагревательного прибора (Табл.9.4, 9.5)

5.      Задаваясь допустимой скоростью или допустимой удельной потерей на трение по длине (R), определяем диаметр трубопроводов:≤ 100 Па- смотри Табл.10.10

.        Определяем сумму коэффициентов местных сопротивлений на каждом участке.

7.      Определяем потери давления на местные сопротивления (Z) (Табл.1.3 стр.235)

.        Определяем суммарные потери давления с учетом обратной магистрали. Для системы отопления с нижней разводкой потери давления в системе определяются по формуле:

Для систем отопления с верхней разводкой расчетное циркуляционное кольцо проходит по обеим магистралям. Потери давления в системе определяются по формуле:

9.      Выполняется гидравлическая увязка стояков (ветвей) колец.

Расчетная схема отопления

Таблица 3а - Гидравлический расчет магистрали.

Первое расчетное кольцо через Ст 15-15а

Σ (Rℓ + Z) = 2517,1

Определяем потери давления Ст 15-15а.

_ст15 = S₁ + S₂ + S₃ × 4 + S₅/2 + S₆ × ℓ + S_пр× 5_ст15 = 57+46+ (23*4) +6+ (5,74*11,8) + (87,5) =703 * 10^-4=0,07

ΔР_ст15 = 0,17*167² = 1959 Па

ΔР_сис=5034+1993=6993

ΔР_{распол.} = 1,2*6993 Па

Увязка Ст 14-14.

_ст14 = S₁ + S₂ + S₃ × 4 + S₅/2 + S₆ × ℓ + S_пр× 5_ст14 = 266+229+ (113*4) +28+ (28,6*11,8) + (87*5) =1747*10^-4=0,17 Па

ΔР_ст14 = 0,17*82²=1143 Па

Для погашения избыточного давления на стояке устанавливаем шайбу, диаметр шайбы определяется по формуле:

d_ш=11,3

ΔР_изб=2781-1143=1638*10^-4=0,16 м. в. ст_ш=11,3=11,3*0,45=5 мм.

Аналогично выполняем увязку остальных стояков.

Подбор оборудования.

1.      Грязевик предназначен для улавливания взвешенных частиц, окалины, поступающие вместе с теплоносителем. Подбирается по диаметру подводящей трубы. Устанавливается на подающей и обратной магистрали. Принцип действия грязевика основан на понижении скорости за счет увеличения сечения.

Принимается грязевик № серии d_у = 32 мм

.        Расходомер применяется для учета расхода тепла. В качестве чувствительного элемента используется крыльчатка (или турбинка), которая приводится в движение потоком теплоносителя. Количество оборотов соответствует количеству теплоносителя 1,9 т/ч. Принимаем расходомер ВСГ-25 d_у = 25 мм.

3.      Тепловычислитель. Т.к. теплопотери здания на систему отопления составляют Q_зд = 56121 Вт, принимаем тепловычислитель PICOCAL - 60.

.        Элеватор служит для смешивания теплоносителя применяется в системах с непосредственным присоединением к тепловой сети.

d_соп=4,8мм; d_гор=15мм

Заключение

Проект разработан в соответствии с заданием. Принятые решения соответствуют нормативным требованием. В проектеприняты:

На основании действующего СНиП 41-01-2003 и санитарных норм с учетом назначения здания в проекте принята однотрубная система отопления с нижней разводкой, как допустимая и наиболее гидравлически устойчивая система.

Магистральные трубопроводы из стальных водогазопроводных труб проложены в подвале с уклоном в сторону узла управления.

В качестве нагревательных приборов приняты чугунные радиаторы, как отвечающие санитарно-гигиеническим, теплотехническим и монтажным требованиям.

Воздух из системы отопления удаляется через краны Маевского, установленные в высших точках стояков. Спускной кран имеется у каждого радиатора.

В качестве запорно-регулирующей арматуры установлены:

на подводках - шаровые краны;

на стояках - шаровые краны со сливом;

на магистрали - вентили прямоточные, вентили для дренажа.

На узле управления установлен прибор учета расхода тепла - тепловычислитель PICOCAL - 60; контрольно-измерительные приборы и запорная арматура.

Список литературы

1.      Методические указания к выполнению курсового проекта по отоплению и тепловым сетям. НМТ 2006г.

2.      Сканави А. И Отопление. Учебник для техникумов, изд. - м.: Строй издат. 1998г.

.        Внутренние санитарно-технические устройства В 3 ч.1. Отопление. Под ред. И.Г. Староверова и Ю.И. Шиллера 4 изд. - м.: Срой издат. 1990г.

.        Справочник по теплоснабжению и вентиляции. Щекин. Том 1. Киев: 1976

.        СНиП 41-01-2003. Отопление и вентиляция кондиционирования воздуха

.        СНиП 23-02-03. Тепловая защита зданий

.        СП 40-108-2000. Проектирование и монтаж трубопроводов систем водоснабжения и отопления из медных труб. 2000г.

.        СНиП 2.01.01-01. Строительная климатология и геофизика

.        СНиП 2.08.01-89^*. Жилые здания

.        СНиП 2.08.02-89^*. Общественные здания и сооружения

.        СНиП 2.3-79. Строительная теплотехника

.        ГОСТ 2.105-95. Общие требования к текстовым документам. М.: ИПК, издательство стандартов 1996г.

.        ГОСТ 2.501-93. Правила выполнения архитектурно-строительных чертежей. М.: Госстрой России, ГУП ЦПП, 1988г.

.        ЕСКД. Общие правила чертежей. М: Издательство стандартов, 1984г.