Отопление и вентиляция 12-квартирного жилого дома

 

Учреждение образования

"Белорусский государственный университет транспорта"

Факультет промышленного и гражданского строительства

Кафедра "Экология и рациональное использование водных ресурсов"









Курсовая работа

по дисциплине: "Инженерные сети и оборудование"

на тему: "Отопление и вентиляция 12-квартирного жилого дома"



Выполнила студентка гр. Пр-21:

ФИЛИМОНОВА М.А.

Проверил: НОВИКОВА О.К.









Гомель 2013

Содержание


Введение

1. Теплотехнический расчёт

1.1 Определение толщины теплоизоляционного слоя ограждающих конструкций здания: наружной стены, чердачного и подвального перекрытий

2. Система отопления

2.1 Расчет теплопотерь помещений

2.2 Определение удельных расходов тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания

2.3 Определение поверхности нагрева нагревательных приборов

2.4 Гидравлический расчёт теплопроводов системы отопления

2.5 Расчет элеватора

3. Расчет системы вентиляции

3.1 Определение необходимого воздухообмена для вентилируемых помещении

3.3 Определение размеров вентиляционных каналов и жалюзийных решеток

Заключение

Список литературы

Введение


Целью курсовой работы является выбор наиболее целеобразных систем отопления и вентиляции и выбор соответствующих расчетов. Основными задачами курсовой работы является выбор наиболее оптимальных диаметров теплопроводов системы отопления размеров вентиляционных каналов и вытяжных шахт. Для выполнения этих задач в курсовой работе выполняются следующие расчеты:

.Теплотехнический расчёт наружных стен, подвального и чердачного перекрытий;

2.Расчёт теплопотерь всех помещений здания;

.Определение удельной тепловой характеристики здания;

.Выбор и конструирование системы отопления;

.Расчёт нагревательных приборов;

.Гидравлический расчёт трубопроводов;

.Определение воздухообмена в помещении;

.Аэродинамический расчет системы вентиляции

В данной курсовой работе проектируется жилое четырехэтажное здание, наружные стены которого изготовлены из полнотелого силикатного кирпича плотностью 1900 кг/м3 с наружной и с внутренней известково-песчаной штукатуркой толщиной 2 мм. Теплоизоляционным материалом для ограждающих конструкций является пеностекло с плотностью 200 кг/м3. В здании имеется подвал и чердак. Подвал не отапливаемый, без окон, высотой 2,4 м.

В жилом здании проектируется центральная система отопления с двухтрубной схемой соединения труб с нагревательными приборами, с тупиковым движением теплоносителя в магистралях и с верхним распределением теплоносителя.

Тип нагревательных приборов - стальные (РСВI-1).

В жилом здании проектируется естественная система вентиляции.

Район постройки проектируемого здания - Могилевская область Республики Беларусь.

отопление вентиляция жилой дом

1. Теплотехнический расчёт


Ограждающие конструкции совместно с системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха должны обеспечивать нормируемые параметры микроклимата помещений при оптимальном энергопотреблении.

Наружные ограждающие конструкции должны иметь сопротивление теплопередаче Rт ограждающих конструкций, равное экономически целесообразному сопротивлению теплопередаче Rтэк, определённому исходя из условия обеспечения наименьших приведенных затрат, но не менее требуемого сопротивления теплопередаче R0тр по санитарно-гигиеническим условиям и не менее нормативного Rнорм.


.1 Определение толщины теплоизоляционного слоя ограждающих конструкций здания: наружной стены, чердачного и подвального перекрытий


Ограждающие конструкции совместно с системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха должны обеспечивать нормируемые параметры микроклимата помещений при оптимальном энергопотреблении.

Наружные стены изготавливаются из полнотелого силикатного кирпича на цементно-песчаном растворе (кладка однослойная толщиной 250 мм, поверх которой слой утепляется). Снаружи и изнутри - слой цементно-песчаной штукатурки толщиной 20 мм (рис. 3). Толщина утеплителя определяется из теплотехнического расчёта.


Рисунок 1 - Наружная стена


Согласно таблице 4.1 [3] расчётная температура для жилых зданий составляет tв =18°С.

В соответствии с приложением А табл. А.1 [3] значение коэффициентов теплопроводности и теплоусвоения для используемых материалов берем по условию эксплуатации А.

Данные для расчета приведены в таблице 1.

Рассчитаем толщину теплоизоляционного слоя по формуле:


?х = [Rнорм - (1/?в + R1 + R2 + R4 +1/?н)] ?х, (1)


где

Rнорм. - нормативное сопротивление теплопередаче [3, таблицa 5.1], Вт/ (м2 ? 0С), Rнорм. = 2,0 Вт/ (м2 ?0С);

?х - расчётный коэффициент теплопроводности теплоизоляционного y слоя, Вт/ (м2?°С);

R1, R2, R4 - термические сопротивления отдельных слоёв наружной стены, м2?0С/Вт;

?в, ?н - коэффициенты теплоотдачи соответственно внутренней наружной поверхностей наружной стены для зимних условий, принимаемые по таблице 5.7 [3], Вт/ (м2 ?0С), ?в = 8,7 Вт/ (м2 ?0С),

?н = 23 Вт/ (м2 ?0С).

Определим термические сопротивления отдельных слоёв конструкции по формуле:


R= ?/?, (2)


где

? - толщина слоя многослойной конструкции, м;

? - расчётный коэффициент теплопроводности материала, Вт/ (м2?°С).

Общая толщина наружной стены:


? = ?1+?2+?3+?4, (3)


где

?1, ?2, ?3, ?4 - толщины отдельных слоёв наружной стены, м; ?=0,51м.

Получим:


?2 = ? - ?1 - ?3 - ?4 = 0,51 - 0,02 - 0,25 - 0,02 = 0,22м.

R1= R4= 0,02/0,76 = 0,026 м2?0С/Вт;;


для пеностекла ?2=0,09 Вт/ (м2?°С);


R2 = 0,22/0,09 = 2,444 м2?0С/Вт;


для силикатного кирпича ?2=1,18 Вт/ (м2?°С);


R3= 0,25/1,18 = 0,212 м2?0С/Вт.


Полное сопротивление теплопередаче наружной стены определяется по формуле:


R0=1/?в + R1 + R2 +Rx+ R4 +1/?н, (4)


где ?в, ?н - коэффициенты теплоотдачи соответственно внутренней и наружной поверхностей наружной стены для зимних условий, принимаемые по таблице 5.7 [3], Вт/ (м2 ?0С), ?в = 8,7 Вт/ (м2 ?0С),


?н = 23 Вт/ (м2 ?0С),


R1, R2, Rx, R4 - термические сопротивления отдельных слоёв наружной стены, м2?0С/Вт;



Oпределим тепловую инерцию:


D=?RiS, (5)


где R1, R2,R3,R4 - термические сопротивления отдельных слоёв наружной стены, м2?0С/Вт;

Si - расчётные коэффициенты теплоусвоения отдельных слоёв наружной стены, Вт/ (м2?0С);



для Могилевской области tн30,92= - 270С.

Расчётную зимнюю температуру наружного воздуха tн принимают в зависимости от тепловой инерции D: при значении 4,0? D<7,0 - берётся средняя температура наиболее холодных трех суток обеспеченностью 0,92:

Рассчитаем требуемое термическое сопротивление:


, (6)


где tв - расчётная температура внутреннего воздуха, 0С, принимается по таблице 4.1 [3], 0С, tв =180С;

tн - расчётная зимняя температура наружного воздуха,0С;

n - коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности

ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху,

принимаемый по таблице 1 [2], n=1;

?в - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности наружной стены,

принимаемый по таблице 5.7 [3], Вт/ (м2 ?0С), ?в = 8,7 Вт/ (м2 ?0С);

?tв - нормативный температурный перепад между температурой

внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности

наружной стены, принимаемый по таблице 3 [2], 0С, ?tв = 6 0С;



Таким образом, в соответствии с таблицей 5.1 [3] сопротивление теплопередаче рассчитываемой конструкции наружной стены R0=2,867 (м2.0С/Вт) больше нормативного, равного 2 (м2.0С/Вт) и больше вычисленного по формуле (1) требуемого сопротивления теплопередаче Rтр=0,862 (м2.0С/Вт) и, следовательно, толщина и материал теплоизоляционного слоя подобраны верно.

Согласно принятой конституции подвальное перекрытие (рис.2) несущая часть которого многопустотный железнобетонный настил с круглыми пустотами, толщиной 220 мм. На плиты укладывается слой утеплителя (пеностекло), толщину которого необходимо найти. Поверх утеплителя кладется цементно-песчаная стяжка толщиной 20 мм и на верх застилаются листы ДВП (5 мм).


.

Рисунок 2 - Конструкция подвального перекрытия


Чердачное перекрытие (рис.3), несущая часть которого многопустотный железнобетонный настил с круглыми пустотами, толщиной 220 мм. На плиты укладывается слой утеплителя. Поверх утеплителя насыпается керамзитовый гравий толщиной 100 мм. Толщина утеплителя определяется из теплотехнического расчёта.


Рисунок 3 - Схема чердачного перекрытия



Таблица 1 - Толщины теплоизоляционных слоев в различных конструкциях и общие толщины ограждающих конструкций

Вид огражденияНомер слояМатериалТолщина слоя ?, мОбщая толщина ?, мРасчётные коэффициентыплотность ?, кг/м3коэффициент теплопроводности ?, Вт/м.0Скоэффициент теплоусвоения S, Вт/м2.0Стермическое сопротивление слоя Ri, м2.0С/ВтRт. тр., м2.0С/Вт / Rнорм, м2.0С/Вт R0, м2.0С/Вт тепловая инерция Dtн, 0Сnкоэффициент теплопередаче k, Вт/м2.0СНаружная стена1цементно-песчаная штукатурка0,020,5118000,769,60,0260,8622,8675,17-2710,52пеностекло0,222000,091,012,4443кирпич силикатный0,2520001,1810,380,2122,04цементно-песчаная штукатурка0,0218000,769,60,026Подвальное перекрытие1ДВП0,0050,514000,071,670,0711,5523,2445,29-250,60,332цементно-песчаная штукатурка0,0218000,769,60,0263пеностекло0,2552000,091,012,8333,04железобетонная плита0,2225001,9217,980,115Чердачное перекрытие1гравий керамзитовый0,10,52000,111,220,9091,1123,2225, 19-250,90,332пеностекло0,182000,091,012,0003железобетонная плита0,2225001,9217,980,1153,0

1.2. Система отопления


.1 Расчет теплопотерь помещений


Расчёт теплопотерь здания состоит из расчёта теплопотерь по всем помещениям для каждого ограждения. Теплопотери здания складываются из теплопотерь всех помещений, а теплопотери каждой комнаты рассчитываются как сумма теплопотерь ограждающих конструкций, относящихся к данной комнате. Заносим все расчеты теплопотерь в таблицу 2.

Общая расчётная формула для расчёта теплопотерь каждой ограждающей конструкции вычисляется по формуле (7):


, Вт (7)


где F - площадь ограждающей конструкции, м2;

tв - расчётная температура внутреннего воздуха,°С, для жилых комнат принимается равной 18°С, для объединенных санитарных узлов tв = 25°С, для лестничной клетки 16°С, для кухни 18°С, для угловых помещений 20°С;

tн - расчётная зимняя температура наружного воздуха, принимается по таблице 5.2 [3], tн = - 25°С (для Могилевской области);

n - коэффициент учитывающий положение наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху, принимается по таблице 5.3 [3], принимается равным 1 для наружных стен, окон и дверей, 0,9 - для чердачных перекрытий, 0,6 - для подвальных перекрытий;

R0 - термическое сопротивление, (м2·0С) /Вт;

? - добавочные теплопотери в долях от основных потерь, которые включают в себя:

?1 - ориентация наружных ограждений по сторонам света: на север, восток, северо-восток, северо-запад - 0,1; на запад и юго-восток - 0,05; на юг и юго-запад - 0;

?2 - в угловых помещениях дополнительно по 0,05 на каждую стену и окно;

?3 - проникание в помещение холодного воздуха при открывании наружных дверей при высоте здания h. Для учёта затраты теплоты на его нагревание вводят надбавки к теплопотерям наружных дверей: при двойных дверях с тамбуром между ними - 0,27h.

Просуммировав общие потери каждой комнаты в таблице 2, получаем сумму теплопотерь равную 31113 Вт.


Таблица 2 - Теплопотери помещений здания

номер помещения и назначениенаименование огражденияразмерыплощадь, м2ориентация ограждениясопротивление теплопередач R0, (м2С/Вт) внутренняя температура tв 0Cразность температур (tв-tн),0Cкоэффициент,nосновные теплопотери Q, Втдобавочные теплопотери в долях ?расчетные теплопотери ограждений, Втрасчетные теплопотери помещения, Вт ?1 ?2 ?3??12345678910111213141516101 кухня нс3,63,211,5юв2,87204511810,050,050,10,2217834нс4,23,213,4св2,87204512110,10,050,10,25263о 3,0юв0,62204512180,050,050,10,2261пп3,7311,1-3,2420450,693 093102 кухнянс2,33,27,4св2,87184311100,1 0,1121757нс3,83,212,2юв2,87184311820,05 0,05191нс13,23,2юз2,8718431480 048о 3,0юв0,62184312080,05 0,10,15239пп6,82,919,7-3,2418430,6157 0157103 коридорпп 10,8-3,2416410,682 08282104 ваннанс2,43,27,7св2,87255011340,1 0,1147178пп1,42,43,4-3,2425500,631 031Продолжение таблицы 2

104 ваннанс2,43,27,7св2,87255011340,1 0,1147178пп1,42,43,4-3,2425500,631 031105 туалетнс1,43,24,5св2,8716411780,1 0,186101пп1,41,42,0-3,2416410,615 015106 жилая комнатанс13,23,2св2,8718431480,1 0,153667нс3,13,29,9юв2,87184311490,05 0,05156нс2,33,27,4юз2,87184311100 0110о 3,0юв0,62184312080,05 0,10,15239пп2,26,213,6-3,2418430,6109 0109107 жилая комнатанс3,63,211,5юв2,87204511810,050,050,10,2217813нс4,23,213,4юз2,872045121100,050,10,15242о 3,0юв0,62204512180,050,050,10,2261пп3,7311,1-3,2420450,693 093108 туалетнс1,43,24,5юз2,8716411700 07085пп1,41,42,0-3,2416410,615 015109 ваннанс2,43,27,7юз2,87255011340 0134134пп1,42,43,4-3,2425500,631 031110 коридорпп 11,0-3,2416410,684 08484111 жилая комнатанс6,53,220,8юз2,872045132600,050,10,153751031нс3,63,211,5сз2,87204511810,10,050,10,25226о 3,0сз0,62204512180,10,050,10,25272пп3,16,118,9-3,2420450,6158 0158112 жилая комнатанс2,43,27,7сз2,87184311150,1 0,1127502о 3,0сз0,62184312080,1 0,10,2250пп2,46,615,8-3,2418430,6126 0126113 коридорпп2,81,43,9-3,2416410,630 03030114 кухнянс3,33,210,6сз2,87184311580,1 0,1174521о 3,0сз0,62184312080,1 0,10,2250пп3,33,712,2-3,2418430,697 097115 с/упп1,82,85,0-3,2425500,647 04747116 жилая комнатанс3,73,211,8сз2,87184311770,1 0,1195753нс2,53,28,0св2,87184311200,1 0,1132о 3,0сз0,62184312080,1 0,10,2250пп63,722,2-3,2418430,6177 0177117 жилая комнатанс33,29,6сз2,87204511510,10,050,10,25188908нс4,33,213,8св2,87204512160,10,050,10,25270о 3,0сз0,62204512180,10,50,10,7370пп2,449,6-3,2420450,680 --080201 кухня нс3,63,211,5юв2,87204511810,050,050,10,2217741нс4,23,213,4св2,87204512110,10,050,10,25263о 3,0юв0,62204512180,050,050,10,2261202 кухнянс2,33,27,4св2,87184311150,1 0,1127628нс3,83,212,2юв2,87184311910,05 0,05200нс13,23,2юз2,8718431500 050о 3,0юв0,62184312180,05 0,10,15250204 ваннанс2,43,27,7св2,87255011150,1 0,1127127205 туалетнс1,43,24,5св2,8716411670,1 0,17474206 жилая комнатанс13,23,2св2,8718431460,1 0,150532нс3,13,29,9юв2,87184311420,05 0,05149нс2,33,27,4юз2,87184311050 0105о 3,0юв0,62184311980,05 0,10,15228207 жилая комнатанс3,63,211,5юв2,87204511650,050,050,10,2197656нс4,23,213,4юз2,872045119200,050,10,15221о 3,0юв0,62204511980,050,050,10,2238208 туалетнс1,43,24,5юз2,8716411640 06464209 ваннанс2,43,27,7юз2,87255011340 0134134211 жилая комнатанс6,53,220,8юз2,872045132600,050,10,15375873нс3,63,211,5сз2,87204511810,10,050,10,25226о 3,0сз0,62204512180,10,050,10,25272212 жилая комнатанс2,43,27,7сз2,87184311150,1 0,1127376о 3,0сз0,62184312080,1 0,10,2250114 кухнянс3,33,210,6сз2,87184311580,1 0,1174424о 3,0сз0,62184312080,1 0,10,2250216 жилая комнатанс3,73,211,8сз2,87184311770,1 0,1195577нс2,53,28,0св2,87184311200,1 0,1132о 3,0сз0,62184312080,1 0,10,2250217 жилая комнатанс33,29,6сз2,87204511510,10,050,10,25188828нс4,33,213,8св2,87204512160,10,050,10,25270о 3,0сз0,62204512180,10,50,10,7370301 кухня нс3,63,211,5юв2,87204511810,050,050,10,2217741нс4,23,213,4св2,87204512110,10,050,10,25263о 3,0юв0,62204512180,050,050,10,2261302 кухнянс2,33,27,4св2,87184311150,1 0,1127628нс3,83,212,2юв2,87184311910,05 0,05200нс13,23,2юз2,8718431500 050о 3,0юв0,62184312180,05 0,10,15250304 ваннанс2,43,27,7св2,87255011150,1 0,1127127305 туалетнс1,43,24,5св2,8716411670,1 0,17474306 жилая комнатанс13,23,2св2,8718431460,1 0,150532нс3,13,29,9юв2,87184311420,05 0,05149нс2,33,27,4юз2,87184311050 0105о 3,0юв0,62184311980,05 0,10,15228307 жилая комнатанс3,63,211,5юв2,87204511650,050,050,10,2197656нс4,23,213,4юз2,872045119200,050,10,15221о 3,0юв0,62204511980,050,050,10,2238308 туалетнс1,43,24,5юз2,8716411640 06464309 ваннанс2,43,27,7юз2,87255011340 0134134311 жилая комнатанс6,53,220,8юз2,872045132600,050,10,15375873нс3,63,211,5сз2,87204511810,10,050,10,25226о 3,0сз0,62204512180,10,050,10,25272312 жилая комнатанс2,43,27,7сз2,87184311150,1 0,1127376о 3,0сз0,62184312080,1 0,10,2250314 кухнянс3,33,210,6сз2,87184311580,1 0,1174424о 3,0сз0,62184312080,1 0,10,2250316 жилая комнатанс3,73,211,8сз2,87184311770,1 0,1195577нс2,53,28,0св2,87184311200,1 0,1132о 3,0сз0,62184312080,1 0,10,2250317 жилая комнатанс33,29,6сз2,87204511510,10,050,10,25188828нс4,33,213,8св2,87204512160,10,050,10,25270о 3,0сз0,62204512180,10,50,10,7370401 кухня нс3,63,211,5юв2,87204511810,050,050,10,2217881нс4,23,213,4св2,87204512110,10,050,10,25263о 3,0юв0,62204512180,050,050,10,2261чп3,7311,1-3,2220450,9140 0140402 кухнянс2,33,27,4св2,87184311100,1 0,1121837нс3,83,212,2юв2,87184311820,05 0,05191нс13,23,2юз2,8718431480 048о 3,0юв0,62184312080,05 0,10,15239чп6,82,919,7-3,2218430,9237 0237403 коридорчп 10,8-3,2216410,9123 0123123404 ваннанс2,43,27,7св2,87255011340,1 0,1147194чп1,42,43,4-3,2225500,947 047405 туалетнс1,43,24,5св2,8716411780,1 0,186108чп1,41,42,0-3,2216410,922 022406 жилая комнатанс13,23,2св2,8718431480,1 0,153722нс3,13,29,9юв2,87184311490,05 0,05156нс2,33,27,4юз2,87184311100 0110о 3,0юв0,62184312080,05 0,10,15239чп2,26,213,6-3,2218430,9164 0164407 жилая комнатанс3,63,211,5юв2,87204511810,050,050,10,2217860нс4,23,213,4юз2,872045121100,050,10,15242о 3,0юв0,62204512180,050,050,10,2261чп3,7311,1-3,2220450,9140 0140408 туалетнс1,43,24,5юз2,8716411700 07093чп1,41,42,0-3,2216410,922 022409 ваннанс2,43,27,7юз2,87255011340 0134134чп1,42,43,4-3,2225500,947 047410 коридорчп 11,0-3,2216410,9126 0126126411 жилая комнатанс6,53,220,8юз2,872045132600,050,10,153751111нс3,63,211,5сз2,87204511810,10,050,10,25226о 3,0сз0,62204512180,10,050,10,25272чп3,16,118,9-3,2220450,9238 0238412 жилая комнатанс2,43,27,7сз2,87184311150,1 0,1127567о 3,0сз0,62184312080,1 0,10,2250чп2,46,615,8-3,2218430,9190 0190413 коридорчп2,81,43,9-3,2216410,945 04545414 кухнянс3,33,210,6сз2,87184311580,1 0,1174570о 3,0сз0,62184312080,1 0,10,2250чп3,33,712,2-3,2218430,9147 0147415 с/учп1,82,85,0-3,2225500,970 07070416 жилая комнатанс3,73,211,8сз2,87184311770,1 0,1195843нс2,53,28,0св2,87184311200,1 0,1132о 3,0сз0,62184312080,1 0,10,2250чп63,722,2-3,2218430,9267 0267417 жилая комнатанс33,29,6сз2,87204511510,10,050,10,25188949нс4,33,213,8св2,87204512160,10,050,10,25270о 3,0сз0,62204512180,10,50,10,7370чп2,449,6-3,2220450,9121 --0121лестничная клетканс3,33,242,2юв2,87164116620,050,17293286о 3,0юв0,621612180,050,10,15250о 3,0юв0,621612180,050,10,15250о 3,0юв0,621612180,050,10,15250д 4,0юв0,521613460,053,4563,5061635чп7,12,920,6 3,22160,9 пп7,12,920,6-3,24160,61720172СУММАРНЫЕ ПОТЕРИ: 31113


2.2 Определение удельных расходов тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания


Удельные расходы тепловой энергии на отопление и вентиляцию зданий qА, Вт/ (м2. оС сут), qv, Вт. ч/ (м3. оС сут), может быть найден по формулам (8), (9):


, ; (8)

, ; (9)


где Qs - суммарный годовой расход тепловой энергии на отопление здания, кВт. ч;

Abu - отапливаемая площадь здания, м2 определяемая по внутреннему периметру наружных вертикальных ограждающих конструкций, Abu=1511 м2;

Vbu - отапливаемый объём здания, м2, Vbu = 4318 м3;

D - количество градусо-суток отопительного периода, 0С. сут, определяемое как D = (tп - tн. от.п.) Zот;

tп - средневзвешенная по объёму здания расчётная температура внутреннего воздуха в помещениях, 0С, tп=18,97 0С;

tн. от. п - средняя температура наружного воздуха, tн. от. п= - 1,1 (таблица 5 [2]);

Zот - продолжительность отопительного периода, сут, Zот=221 сут;

(таблица 5 [2]).


Qs= 31,113.24.211=157556 кВт. ч; D = (18,97- (-1,1)) 221=44350С. сут;


Тогда



что меньше нормативного удельного расхода тепловой энергии на отопление жилых зданий qА=24 Вт/ (м2. оС сут).



что меньше нормативного удельного расхода тепловой энергии на отопление жилых зданий qv = 8,6 Вт. ч/ (м3. оС сут), следовательно, расчёт выполнен правильно.


.3 Определение поверхности нагрева нагревательных приборов


Отопительные приборы являются основным элементом системы отопления. Они устанавливаются непосредственно в помещении и должны удовлетворять теплотехническим, санитарно-гигиеническим и технико-экономическим требованиям.

В жилых зданиях устанавливаются нагревательные приборы с высоким коэффициентом теплоотдачи. В качестве нагревательных приборов в данном проекте используются чугунные радиаторы типа РСВ-1.

Требуемая поверхность нагрева прибора определяется по формуле (10):


, м2 (10)


где Q - теплопотери отдельного помещения, Вт;

k - коэффициент теплопередачи нагревательного прибора, для радиатора РСВI-1 к=11,5;

tв - внутренняя температура помещения, 0C;

?1 - поправочный коэффициент, учитывающий теплопередачу через дополнительную площадь прибора; ?1 =1,02…1,03;

?2 - поправочный коэффициент, учитывающий дополнительные теплопотери вследствие размещения нагревательных приборов у наружной стены, ?2 =1,02;

tср - средняя температура в нагревательном приборе, 0C.

Для однотрубной системы рассчитывается следующим образом:


; (11)


где tвх - температура воды, входящей в нагревательный прибор;

tо - температура охлажденной воды;

tг - температура горячей воды, выходящей из нагревательного прибора;

Qпр - теплопотери выше расположенных приборов;

Qст - теплопотери всего стояка.



где tвх - температура воды, входящей в нагревательный прибор;

tвых - температура воды, выходящей из нагревательного прибора.

Количество секций в радиаторе вычисляется по формуле (12):


; (12)


где ?4 - поправочный коэффициент учитывает способ установки нагревательного прибора, ?4 =1;

f1 - площадь одной секции нагревательного прибора, f1 =0,71 м2;

?3 - поправочный коэффициент, учитывающий число секций в одном радиаторе, вычисляется по формуле (13):


; (13)


где F - поверхность нагрева прибора.

Все расчёты по данной работе приведены в таблице 3.


Таблица 3 - Расчет отопительных приборов

Номер помещенийНаименование помещенияТеплопотериСредняя температура теплоносителяТемпература помещенияТип нагревательного прибораКоэффициент теплопередачиПоверхность нагреваКоличество секцийГруппировка секций в ОП12345678910101 (+105) к9356320РСВI-111,52,021x2 102 (+103) жк8386318РСВI-111,51,721x2106 (+110) жк7506318РСВI-111,51,521x2107 (+108) к8986320РСВI-111,51,921x2 111 (+109) жк11646320РСВI-111,52,531x3112жк5026318РСВI-111,51,011x1114 (+115,113) к5976318РСВI-111,51,221x2116жк7536318РСВI-111,51,521x2117 (+104) жк10866320РСВI-111,52,331x3201 (+205) к8156320РСВI-111,51,821x2202жк6286318РСВI-111,51,321x2206жк5326318РСВI-111,51,111x1207 (+208) к7206320РСВI-111,51,521x2211 (+209) жк10076320РСВI-111,52,221x2212жк3766318РСВI-111,50,811x1214к4246318РСВI-111,50,911x1216жк5776318РСВI-111,51,221x2217 (+204) жк9556320РСВI-111,52,121x2301 (+305) к8156320РСВI-111,51,821x2302жк6286318РСВI-111,51,321x2306жк5326318РСВI-111,51,111x1307 (+308) к7206320РСВI-111,51,521x2311 (+309) жк10076320РСВI-111,52,221x2312жк3766318РСВI-111,50,811x1314к4246318РСВI-111,50,911x1316жк5776318РСВI-111,51,221x2317 (+304) жк9556320РСВI-111,52,121x2401 (+405) к9896320РСВI-111,52,121x2402 (+403) жк9606318РСВI-111,52,021x2406 (+410) жк8486318РСВI-111,51,721x2407 (+408) к9536320РСВI-111,52,021x2414 (+409) жк12456320РСВI-111,52,731x3412жк5676318РСВI-111,51,211x1411 (+415,413) к6866318РСВI-111,51,421x2416жк8436318РСВI-111,51,721x2417 (+404) жк11436320РСВI-111,52,531x3лестничная клетка1 этаж16436316РСВI-111,53,231x32 этаж9866316РСВI-111,51,921x23 этаж6576316РСВI-111,51,321x1

2.4 Гидравлический расчёт теплопроводов системы отопления


Целью гидравлического расчёта трубопроводов систем отопления является выбор таких сечений (диаметров) теплопроводов для наиболее протяжённого и нагруженного циркуляционного кольца или ветви системы, по которым при располагаемой разности давлений в системе обеспечивается пропуск заданного расхода теплоносителя.

Суммарные потери давления, возникающие при движении воды в теплопроводе должно быть меньше расчётного циркуляционного давления, установленного для данной системы.

Расчётное циркуляционное давление ?pp выражает располагаемую разность давления, которое может быть израсходовано в расчётных условиях на преодоление гидравлических сопротивлений в системе и определяется по формуле (14):


?pp=?pн+Б?pe, Па; (14)


где ?pн - искусственное давление, создаваемое насосом или элеватором, Па

?pe - располагаемое гравитационное давление, рассчитываемое следующим образом:


?pe= hg (?o - ?г), Па; (15)


где h - полная высота от элеватора до верха прибора последнего этажа, м;

?o, ?г - плотность воды соответственно охлаждённой и горячей, кг/м3

Для определения диаметра трубопровода, скорости движения воды в трубопроводе нужно рассчитать расход воды на участке Gi, кг/ч, который определяется по формуле (16):


, кг/ч; (16)


где Qуч - тепловая нагрузка участка, Вт.

В данном курсовом проекте гидравлический расчет трубопроводов ведется методом удельных потерь давления. Поэтому вначале определяется ориентировочное значение удельной потери давления от трения при движении теплоносителя по трубам , Па/м по формуле (17):


Rср=0,5?pц/?l (17)


где ?pц - расчётное циркуляционное давление, Па;

?l - сумма длин участков расчётного кольца, м.

Необходимо подбирать диаметры участков таким образом, чтобы скорости движения воды возрастали по мере увеличения тепловых нагрузок без резких скачков.

Потери давления в местных сопротивлениях Z, Па, определяются по формуле (18):


, Па; (18)


где ?? - сумма коэффициентов местных сопротивлений;

v - скорость воды на участке, м/с;

? - плотность воды, кг/м3.

Сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке зависит от вида местных сопротивлений.

Составим вспомагательную таблицу 4 коэффициентов метных сопротивлений, а результаты гидравлического расчета сведем в таблицу 5.


Таблица 4 - Коэффициенты местных сопротивлений

Номер участкаНазвание элемента системы отопленияxåx1отвод узкий1,21,22 вентиль, тройник ответвления9; 1,510,53внезапное сужение, тройник ответвления, вентиль0,5; 1,5; 16184тройник ответвления1,525 тройник ответвления, кран трехходовой проходной, отвод - 4 шт; радиатор; вентиль - 2 шт; 1,5; 3,6; 4х1,2; 2; 2х1643,96отвод1,21,27вентиль, тройник противоточный16; 3198внезапное расширение, вентиль, тройник противоточный10; 3; 1149внезапное расширение, тройник противоточный, внезапное расширение3; 14

Таблица 5 - Гидравлический расчет трубопровода

Данные по схемеПринятоНомер участкаТепловая нагрузка участка Q, ВтРасход воды на участке Gi, кг/чДлина участка l, мДиаметр трубопровода d, ммСкорость движения воды v, м/сПотери давления от трения на 1 м длины R, Па/мПотери давления от трения на участке Rl, мСумма коэффициентов местных сопротивлений, ?Z, ПаПотери давления в местных сопротивлениях, Z, ПаСумма потерь давления на участке Rli+Zi123456789101113111376415,5250,37101,41571,31,280,61651,92152633756,1250,1825,9158,210,5169,5327,7383752063,3150,30126,4417,118799,51216,5462441532,3150,2372,2166,1249,9215,95442310921,5150,1637,8812,443,9543,21355,6662441532,5150,2372,2180,51,229,9210,4783752064,1150,30126,4518,219843,91362,18152633756,8200,2876,5520,214548,61068,89311137640,7250,37101,471,04268,8339,8?l=55,3?=6340,2

запас давления в основном циркуляционном кольце определяется по формуле (19):


(19)


?pц=?pн+Б?pe, Б =0,4; так как в данной курсовой работе двухтрубная система отопления


?pн=100?l=100.55,3=5530 (Па);

?pe= hg (?o - ?г) = 11,3.9,81. (990,2-971,8) = 2038 (Па);

?pц= 5530+0,4.2038= 6345 (Па);


Тогда запас давления в основном циркуляционном кольце будет равен


;


т.е. главное условие выполняется.


.5 Расчет элеватора


Работа элеватора основана на использовании энергии подающей магистрали тепловой сети, выходящей из сопла со значительной скоростью. Вокруг струи создается зона пониженного давления, благодаря чему охлаждённая вода перемещается из обратной магистрали системы в камеру всасывания. В горловине струя смешанной воды двигается с меньшей, чем в отверстии сопла, но еще со значительной скоростью. В диффузоре при постепенном увеличении площади поперечного сечения по его длине гидродинамическое давление падает, а гидростатическое нарастает. За счёт разности гидростатического давления в конце диффузора и в камере всасывания элеватора создается циркуляционное давление, необходимое для циркуляции воды в системе отопления.

Основной расчётной характеристикой для элеватора служит коэффициент смешения U, представляющий собой отношение массы подмешиваемой охлажденной воды Gо к массе поступающей воды G1 из тепловой сети в элеватор:


; (20)


где t1 - температура воды, поступающей в элеватор из подающей линии тепловой сети; T1=1100C

tг - температура смешанной воды, поступающей в систему после элеватора, tг=850С;

t0 - температура охлаждённой воды из обратной линии поступающей из системы отопления, to=500С.


;


Далее определяем основной размер элеватора - диаметр горловины dг, мм, перехода камеры смешения в диффузор:


, мм; (21)


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

?pн - гидравлическое сопротивление системы отопления, Па, ?pнас=5530 Па.

Количество воды, циркулирующей в системе отопления рассчитано в гидравлическом расчете: Gсм=764 кг/ч;


(мм).


Стандартный элеватор, близкий к dг=10 мм - это элеватор Мини, ТУ РБ 14520298 со следующими характеристиками:

номинальный диаметр DN=32 мм;

номинальное давление PN=1,6 МПа;

температура рабочей среды 150 0С;

условная пропускная способность Кvy=0,6 м3/ч;

диаметр сопла dc=6,0 мм;

диаметр горловины dг=10 мм;

масса 5,1 кг;

корпусные детали из стали Ст3;

сопло из чугуна СЧ-20.

3. Расчет системы вентиляции


3.1 Определение необходимого воздухообмена для вентилируемых помещении


Воздухообменом называется частичная или полная замена воздуха, содержащего вредные выделения, чистым атмосферным воздухом.

Количество вентиляционного воздуха L определяется в зависимости от помещения. Для жилых комнат квартиры:


L=3Fпл, (22)


где 3 - кратность воздухообмена в час, 3 м3/ч на 1 м2 площади пола;

Fпл - площадь пола, м2.

В данной курсовой работе определяем расход воздуха через вытяжные отверстия. Полученные данные заносим в таблицу 6.


Таблица 6 - Потребные вентиляционные объемы воздуха

Номер помещенияПомещениеПлощадь пола помещения, м2Кратность обменов nОбъем вентиляционного воздуха L, м3/чПлощадь воздуховода, м2притоквытяжкапритоквытяжка101к65,04-3-195,120,060105су5,32-3-25,000,008107к45,83-3-137,490,042108су5,52-3-25,000,008114к20,48-3-90,000,028115су4,17-3-51,000,016201к65,04-3-195,120,060205су5,32-3-25,000,008207к45,83-3-137,490,042208су5,52-3-25,000,008214к20,48-3-90,000,028215су4,17-3-51,000,016301к65,04-3-195,120,060305су5,32-3-25,000,008307к45,83-3-137,490,042308су5,52-3-25,000,008314к20,48-3-90,000,028315су4,17-3-51,000,016401к65,04-3-195,120,060405су5,32-3-25,000,008407к45,83-3-137,490,042408су5,52-3-25,000,008414к20,48-3-90,000,028415су4,17-3-51,000,016

.3 Определение размеров вентиляционных каналов и жалюзийных решеток


Аэродинамический расчёт выполняется следующим образом: на аксонометрической схеме вентиляции выбирается наиболее удалённый и неблагоприятно расположенный вентиляционный канал, выделяются расчётные участки; определяется расход воздуха через приточные отверстия.

Определяем площадь поперечного сечения воздуховода, м2, по участкам:


, м2 (23)


где Vдоп - допустимая скорость в каналах, м/с; Vдоп=0,75 м/с.

по ориентировочному сечению канала выбирается количество каналов по ближайшему стандартному сечению. Число каналов определяется по формуле:


, м2 (24)


далее вычисляют расчётное располагаемое давление ?p, Па, каналов каждого этажа по формуле:


, Па (25)


где h - вертикальное расстояние от центра вытяжной решётки до устья вытяжной шахты, м;

?н - плотность наружного воздуха; при температуре +50С - ?н=1,27 кг/м3;

?в - плотность внутреннего воздуха.

Сопротивление системы вентиляции определяется суммированием потерь давления на трение и в местных сопротивлениях участков сети:


, Па (26)


где Rk - давление на один метр длины воздуховода, Па/м;

m - поправочный коэффициент для прямоугольных воздуховодов;

n - поправочный коэффициент на шероховатость стенок каналов;

l - длина участка, м;

Z - потери давления в местных сопротивлениях, Па.


; (27)


где

?? - сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке.

Так как таблицы расчёта воздуховодов даются для круглого сечения, необходимо определить эквивалентный диаметр:


, мм (28)


где a и b - стороны прямоугольного канала, мм.

по номограмме приложения Г [2], зная расход воздуха на участке L и эквивалентный диаметр dэк, определяем действительную скорость в канале Vд, м/с.

потери давления, Па:


pд= (V2?) /2, Па (29)


Аэродинамический расчёт вентиляционной системы сводится в таблицу 7.



Таблица 7 - Аэродинамический расчет системы вентиляции

Номер участкаРасход воздуха на участке L, м3/чДлина участка l, мРасчетное располагаемое давление ?p, ПаРазмеры канала axb, ммЭквивалентный диаметр dэ, ммДействительная скорость воздуха vв, м/сПотери давления на 1 м канала Rк, Па/мПоправочный коэффициент для прямоугольных воздуховодов mАбсолютная шероховатость канала КэПоправочный коэффициент на шероховатость стенок каналов nПотери давления на трение на участке Rк mnl, ПаДинамическое давление на участках Pд, ПаСумма коэффициентов местных сопротивлений ??Потери давления в местных сопротивлениях Z, ПаОбщие потери давления на участке (Rк mnl+Z), Па123456789101112131415161195,1210,87,661404002071,580,181,30,81,581,400,553,11,713,112390,240,34004004000,90,031,130,81,430,010,450,40,180, 193585,360,34004004001,320,0541,130,81,520,010,940,40,380,394780,480,64004004001,61,551,130,81,580,840,090,750,070,915880,482,95005005001,280,041,130,81,520,100,922,52,302,40?=7,00

Для нормальной работы системы естественной вентиляции необходимо, чтобы было сохранено соотношение:


(30)

?p=h. g. (?0 - ?г) = 13,7.9,81. (1,27-1,213) = 7,66 Па.


Тогда, применительно к данной курсовой работе это условие будет равно:


;


Так как соотношение сохранено, то аэродинамический расчёт системы вентиляции выполнен верно.

Заключение


В результате выполнения курсовой работы сделаем следующие выводы:

Выбранный теплоизоляционный материал (пеностекло) удовлетворяет санитарно-гигиеническим требованиям, т.к.

R0=2,867 м2?0С/Вт <Rтр. =0,862 м2?0С/Вт и нормативным требованиям, т.к. R0=<Rнорм. =2;

суммарные теплопотери всего зданию составляют 3113 Вт;

удельные расходы тепловой энергии на отопление составляет

qa=23,5 Вт. ч/ (м2.0С. сут) вентиляцию здания qv=8,2 Вт. ч/ (м3.0С. сут), что меньше нормативных значений.

Был выполнен расчёт нагревательных приборов, целью которого было определение количества секций в отопительном приборе и их группировка.

Был выполнен расчет по подбору элеватора, в результате чего принят элеватор Мини, ТУ РБ 14520298 с диаметром горловины dг=10мм.

С помощью гидравлического расчёта можно судить о диаметрах трубопровода и потерях здания. Аэродинамический расчёт даёт представление о расходе воздуха, скорости воздуха в канале, динамическом давлении. Следует отметить, что расчёты согласуются с нормами, которые установлены СНиПами. Отклонение от норм допускается 10%. Для гидравлического расчёта отклонение составляет 0,08%, для аэродинамического 8,66%.

Список литературы


1.Тихомиров К.В. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция: Учеб. Для вузов Москва 1981

2.А.Б. Невзорова, Г.Н. Белоусова. Отопление и вентиляция жилого здания: Пособие по курсовому проектированию: Гомель БелГУТ, 2006

.ТКП45-2.04-43-2006 Строительная теплотехника Минск 2006


Учреждение образования "Белорусский государственный университет транспорта" Факультет промышленного и гражданского строительства Кафедра &quo;

Больше работ по теме:

КОНТАКТНЫЙ EMAIL: [email protected]

Скачать реферат © 2017 | Пользовательское соглашение

Скачать      Реферат

ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПОМОЩЬ СТУДЕНТАМ