Отопление и вентиляция жилого дома

Отопление и вентиляция жилого дома

Федеральное агентство по образованию РФ

Казанский Государственный Архитектурно-Строительный Университет

Кафедра теплогазоснабжения и вентиляции

Контрольная работа

«Отопление и вентиляция жилого дома»

Выполнил:

Галиев Т.Ф.

Казань, 2015

Содержание

1. Отопление

.1 Теплотехнический расчет наружных ограждений

.2 Определение теплопотерь через ограждающие конструкции здания

.3 Выбор и расчет отопительного оборудования и системы отопления

.4 Подбор оборудования

. Вентиляция

.1 Расчет аэродинамических каналов

Заключение

Список использованной литературы

1. Отопление

.1 Теплотехнический расчет наружных ограждений

Исходные данные в соответствии СНиП 23-01-99 «Строительная климатология» для Калининграда:

средняя температура наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92: t_ext= -19°С;

- средняя температура отопительного периода со среднесуточной температурой 8°С: t_ext^av= 1,1°С;

продолжительность отопительного периода: z_ht=193 сут;

Требуемое сопротивление теплопередаче наружной стены:

R=, м²х°С/Вт

=((20 -(-19)*1)/(8,7*4) = 1,12 м²х°С/Вт

Величина градусо-суток отопительного периода ГСОП (Dd):

ГСОП = (t_в - t_н)Z_on =(20-1,1)*193=3647,7 °Схсут.

R=aDd+b=0,00035*3647,7+1,4=2,68 м²х°С/Вт

Из R и R выбираем большее.

Термическое сопротивление утеплителя:

_ут = R- ()

где  - толщина штукатурки из известково-песчаного раствора;

 - кладка из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-песчаном растворе;

 - кладка из глиняного кирпича на цементно-песчаном растворе;

 - штукатурка из цементно-песчаного раствора;

 , ,  - расчетный коэффициент теплопроводности материала;

°С - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности стены, принимается по [2];

°С - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности стены.

R_ут = 2,68 - () = 2,03 м²х°С/Вт

Определим необходимую толщину утеплителя ():

м, м

R= () = 3,23 м²х°С/Вт

К=1/=0,31 Вт/м²х°С - коэффициент теплопередачи наружной стены.

Рисунок 1

Слой 1 - внутренняя штукатурка

Слой 2 - кирпич силикатный

Слой 3 - утеплитель (маты минераловатные)

Слой 4 - кирпич глиняный обыкновенный на цементно-шлаковом растворе

Слой5-наружная штукатурка

Толщина всей стены равна 540 мм

.2 Определение теплопотерь через ограждающие конструкции здания

Рассчитаем теплопотери жилой комнаты 1:

ГСОП = 3647,7 °СхСут

Кнс=0,31 Вт/м²х°С; По найденному значению ГСОП по табл.4 [3],приложению 2 находим термические сопротивления: для окон: м²х°С/Вт;

К_окна=1/0,42 = 2,63 Вт/м²х°С

3,54 м²х°С/Вт

К^пол=1/3,54=0,28 Вт/м²х°С

Потери теплоты через наружные ограждения определяем по формуле:

Q_огр=К*F(t_в-t_н)*n(1+Sβ)

где К - коэффициент теплопередачи ограждающих конструкций, Вт/м²°С;

F - расчетная площадь ограждающих конструкций, м²;

β - добавочные потери теплоты в долях от основных потерь [5];

n - коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху.

Потери теплоты помещения

Q_ПОТ=S Q_огр, Вт

Q_инф=0,28L_инф*F*,

Для первой комнаты (Первая жилая):

Для второй комнаты (кухня):

Q_инф=0,28х3х12,12х1,39х1,005х39=399,04

Для третьей комнаты (Вторая жилая):

Q_инф=0,28х3х10,29х 1,39х1,005х41=356,16

Q_инф=0,28х3х1,6х1,39х1,005х38=51,32

Для шестой комнаты (Третья жилая):

Q_инф=0,28х3х17,72х1,39х1,005х41=726,52

Для седьмой комнаты (Четвертая жилая):

Q_инф=0,28х3х23,88х1,39х1,005х39=786,22

Для восьмой комнаты (Пятая жилая):

Q_инф=0,28х3х17,49х1,39х1,005х41=605,36

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

r - плотность воздуха, кг/м³, r==1,39 кг/м³;

С - теплоемкость воздуха, принимаемая равной 1,005 кДж/(кгх°С);

Бытовые поступления определяются по формуле:

_быт =КхF_ПЛ,

где К - норма теплопоступлений, равная 1017 Вт

F_ПЛ - площадь пола помещения;

Тепловые нагрузки на отопительные приборы жилых комнат будут составлять:

_полн =Q_пр= Q_пот+Q_инф-Q_быт, Вт

1.3 Выбор и расчет отопительных приборов

В качестве отопительных приборов я выбрал секционные радиаторы «Сантехпром БМ».

Максимальное рабочее давление теплоносителя:

,6 МПА при серийном выпуске

,0 МПА по заказу для систем с повышенным давлением теплоносителя;

,0 МПА по заказу для систем с повышенным давлением теплоносителя.

Максимальная температура теплоносителя 130°С.

Схема движения теплоносителя «сверху-вниз».

 м,

где  1,02 -у наружной стены;  у наружного остекления

расчетная плотность теплового потока, Вт/м², где q_ном- номинальная плотность теплового потока, Вт/м²;

Для РБС-500 q_ном= 0,195 кВт

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

n, m - эмпирические показатели степени соответственно при относительном напоре и расходе теплоносителя; По приложению 9 для выбранного нами прибора - РБС-500:

n=0,3 и m=0,04, с=1.

b- безразмерный поправочный коэффициент, с помощью которого учитывается влияние атмосферного давления на тепловой поток прибора (b=1 при атмосферном давлении 1013,3 гПа).

р=1 - 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 («сверху-вниз»).

средний температурный перепад между средней температурой теплоносителя в приборе и температурой окружающего воздуха t_в.

G_пр - расход воды в приборе, кг/ч;

,

_г и t_о - температура воды в системе отопления, соответственно, горячей и охлажденной, °С;

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

Число секций чугунного радиатора находится по формуле:

, шт.

где f_c=0,48м² = поверхность нагрева одной секции радиатора РБС-500;

β_{3 =} 0,97- поправочный коэффициент, учитывающий число секций в одном приборе.

2. Вентиляция

.1 Определение воздухообменов

Необходимый воздухообмен для жилых зданий определяется по кратности воздухообмена:

 = V*Kp, м³/ч

Зная объем удаляемого воздуха L, м³/ч, определяем сечение каналов

F =, м²,

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

Для каналов верхних этажей принимается меньшее значение скорости, а для нижних - большее. В сборных и вытяжной шахте - 1-1.5 м/с. Определяем эквивалентный диаметр для прямоугольных каналов

э=2ab/(a+b), мм

где а и b - стороны канала, мм.

По dэ и  находим удельную потерю давления на трение R по номограмме, приведенной на рис. 14.9. При применении неметаллических каналов в значение потерь давления на трение необходимо ввести поправку на шероховатость β.

Потери давления в местных сопротивлениях определяются по формуле

Z=Σξ·Pд, Па,

где ∑ξ- сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке,

Р_д - динамическое давление

После определения потерь давления на трение и в местных сопротивлениях их сравнивают с располагаемым давлением. Если их значения не совладают, то сечения каналов некоторых участков следует увеличить или, наоборот, уменьшить в зависимости от того, потери давления оказались меньше или больше располагаемого давления.

Расчет участка 1

p_в =353/(273+tв)=353/293=1,20 кг/м^3,

где tв = 20 ⁰С

∆P_е =1,6(1,27-1,2)9,8=1,1 Па

Определим сечение канала: для кухни F=133,01/(3600*1)=0,037 м²

Принимаем для участка 1 канал 140 x 270. Площадь живого сечения канала f=0,038 м².

Эквивалентный диаметр для прямоугольных каналов: d_э=184,39мм

∑ξ=3,3

Динамическое давление р_д=0,095 Па

=∑ξ · р_д =3,3*0,095=2,013 Па

Общая потеря на участке 1 составит:

S ((Rl)β+ Z)=(0,022*0,3)*1,25+2,013))=2,212 Па.

Расчет участка 2

p_в =353/(273+25)=1,18 кг/м³

∆P_е =1,6(1,39-1,18)9,8=3,29 Па

Определим сечение канала туалета F=25/(3600*1)=0,0070,007 м²

Принимаем для участка 2 канал 140 x 140. Площадь живого сечения каналов f=0,02 м².

=25/(3600x0,02)=0,35 м/с

Эквивалентный диаметр для прямоугольных каналов: d_э=140 мм

∑ξ=3,3

Динамическое давление р_д=0,41 Па

=∑ξ · р_д =3,3*0,41=1,353 Па

Общая потеря на участке 2 составит:

S ((Rl)β+ Z)=(0,08*1,6)*1,37+1,353))=1,593 Па.

Расчет участка 3

p_в =353/(273+19)=1,2 кг/м³

∆P_е =1,6(1,39-1,2)9,8=2,97 Па

Определим сечение канала: для ванной и уборной F=25/(3600*1)=0,0140,02 м²

Принимаем для участка 2 канал 140 x 140. Площадь живого сечения каналов f=0,02 м².

=25/(3600x0,02)=0,35 м/с

Эквивалентный диаметр для прямоугольных каналов: d_э=140 мм

∑ξ=3,3

Динамическое давление р_д=0,48 Па

Z=∑ξ · р_д =3,3*0,48=1,635 Па

здание отопительный вентиляция аэродинамический

Общая потеря на участке 2 составит:

S ((Rl)β+ Z)=(0,08*0,5)*1,37+1,635))=1,175 Па.

Заключение

Рассчитана система отопления - индивидуальная, 2-х трубная.

Полные теплопотери через наружные ограждения здания = 3507,77 Вт. В качестве отопительных приборов выбираем биметаллические секционные радиаторы «Сантехпром БМ».

Максимальное рабочее давление теплоносителя:

1,6 МПА при серийном выпуске

4,0 МПА по заказу для систем с повышенным давлением теплоносителя;

,0 МПА по заказу для систем с повышенным давлением теплоносителя.

Максимальная температура теплоносителя 130°С.

Схема движения теплоносителя «сверху-вниз».

Всего для квартиры таких радиаторов потребуется 9 шт.

Тепловая нагрузка котла составляет 13664,72 Вт., поэтому мы выбрали напольный чугунный отопительный котел атмосферного типа на газовом топливе BUDERUS, а именно - LOGANO G 334 X:

Длина - 748 мм,

отвод газа АА-100 DN,

N- 120 мм,

C- 188мм,

расстояние D -291 мм,

вес-78 ru.

Естественная система вентиляции состоит из 2-х каналов:

1-й вентиляционный канал из кирпича с размерами 140 x 270, его площадь живого сечения канала f=0,038 м².

- 2-й вентиляционный канал из кирпича с размерами 140 x 140, его площадь живого сечения канала f=0,02 м².

Список литературы

1.       Т.Г. Дымолазова, Ю.Х. Хабибуллин. Отопление и вентиляция жилого дома: Методические указания к курсовой и расчетно-графической работам для студентов строительных и экономических специальностей- Казань: КГАСУ, 2008. - 48 с.

2.      СНиП 23-01-99. Строительная климатология. - М.

.        СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий. - М.: Госстрой России, 2004.23с.

.        Тихомиров К.В., Сергеенко Э.С. Теплотехника, теплогазонабжение и вентиляция. Учеб. Для Вузов. - 4-е изд. перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1991. - 480с.