Теплотехнический расчет помещения и вентиляционно-отопительной системы
Теплотехнический расчет ограждающих конструкций
1.Расчет наружной стены
1 - кладка из силикатного кирпича ().
- плиты из пенополистирола ().
- цементно-песчаная штукатурка ().
Определяем градусо-сутки отопительного периода
[°C*сут],
где
- расчетная температура воздуха для жилых зданий, принимаемая по [2, табл.1] по минимальным значениям допускаемой температуры,
, - средняя температура наружного воздуха и продолжительность отопительного периода, принимаемая по [3, табл.1] для периода со среднесуточной температурой наружного воздуха не более 8°С;
=21 °С, = -6,8 °С, =200 суток
= 5560 [°C*сут]
Исходя из =5560 [°C*сут], определяем [] по [1, табл.4]
=3,33 []
Затем подбираем толщину утеплителя
,
, - коэффициенты теплоотдачи внутренней и наружной поверхности ограждающей конструкции [1, табл.7]
- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции [4, табл.6 ]
=8,7 [], =23[]
=2,66 []
= 2,66*0,05=0,13
Принимаем один слой пенополистирольных плит толщиной 100 мм и один слой толщиной 40 мм, а общую толщину стены 530 мм. Таким образом получаем:
=3,23 [],
[].
Определяем расчетный температурный перепад , °С, между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции.
,
n=1 [1,табл.6], =21 °С [2, табл.1], =-31°С[3, табл.1], =8,7 [] [1,табл.7],
=1,85 °С, =4 °С [1, табл.5],
<.
2.Перекрытие над подвалом
1 - паркет (сосна, ).
- цементно-песчаная стяжка ().
- железобетонная плита().
- плиты из пенополистирола ().
,
ж/б - железобетонная плита; р - цементно-песчаный раствор; п - паркет,
=8,7 [], =12[],
Рубероид и прослойку из холодной мастики на водостойких вяжущих при опредлении сопротивления теплопередаче не учитывают ввиду очень малой величины.
Исходя из =5560 [°C*сут], определяем [] по [1, табл.4],
= 4,96 [],
,
[],
= 4,52*0,05=0,23 ,
Принимаем два слоя пенополистирольных плит толщиной 100 мм, а общую толщину пола 480 мм.
=5,03 [],
[].
Определяем расчетный температурный перепад , °С, между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции.
,
n=0,75 [1,табл.6], =21 °С [2, табл.1], =-31°С[3, табл.1], =8,7 []
[1, табл.7],
=0,89°С, =2 °С [1, табл.5],
<.
3.Чердачное перекрытие
Схема чердачного перекрытия
- воздухонепроницаемая ткань.
2 - плиты из пенополистирола ().
слой рубероида.
3 - железобетонная плита().
= 4,39 [] (см. выше).
,
ж/б - железобетонная плита; р - цементно-песчаный раствор
=8,7 [], =12 [],
Слои рубероида при определении сопротивления теплопередаче не учитывают в виду очень малой величины.
[],
= 4,04*0,05=0,20 ,
Принимаем два слоя пенополистирольных плит толщиной 100 мм, а общую толщину перекрытия 420 мм.
=4,35 [],
[].
Определяем расчетный температурный перепад , °С, между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции.
,
n=0,9 [1,табл.6], =21 °С [2, табл.1], =-31°С[3, табл.1], =8,7 [] [1, табл.7],
=1,24 °С, =3 °С [1, табл.5],
<.
4.Заполнение оконного проема
Исходя из =5560 [°C*сут], определяем [] по [1, табл.4],
= 0,56 [].
Принимаем однокамерный стеклопакет из стекла с мягким селективным покрытием =0,56 [] [4, прил.6*].
[].
Исходя из того, что высота этажей 2,8 м ,целесообразно принять следующие размеры окон:
x1400, что соответствует размерам световых проемов.
Определение теплопотерь отапливаемых помещений
где:
n-поправочный коэффициент уменьшения расчетной разности температур для ограждений из табл.3*[4]
F - площадь поверхности ограждения, м²
tв - температура воздуха внутри помещения, ºC
tн - температура наружного воздуха и принимаемая равной температуре наиболее холодной пятидневки, составляющая для Ярославль -31ºС
К=1/Rо - коэф. теплопередачи;
Rо - полученное при расчете сопротивление теплопередаче ограждения, м²·°С/Вт
Добавочные потери тепла ? учитывают особые условия ориентации и конфигурации здания.
Расчетные таблицы в приложении А.
Общие теплопотери по зданию составили 42878Вт.
Удельная тепловая характеристика здания:
42878/0,44*8133*(20-(-31))=0,18 Вт/(м), где
а=0,54+22/(t-t)=0,54+22/(20-(-31))=0,44 (3.9, [1])
Конструирование системы отопления
Для расчета системы отопления выбираем основное циркуляционное кольцо, проходящее через стояк 8 и прибор на шестом этаже. При выборе циркуляционного кольца руководствовались тем, что данный стояк самый нагруженный среди удаленных и выбранная ветвь (Ст5, Ст6, Ст7 и Ст8) самая нагруженная:
=2838Вт
=2862 Вт
=1511 Вт
=4307 Вт
Итого: 11518 Вт.
Гидравлический расчет системы отопления
Задача гидравлического расчета трубопроводов сводится к определению экономичных сечений участков трубопроводов, обеспечивающих при определенном заданном перепаде давления подачу необходимого теплоносителя по всем нагревательным приборам.
Основным циркуляционным кольцом выбрано кольцо через Ст8, т.к. в помещениях, отапливаемых кольцом (Ст5, Ст6, Ст7, Ст8), наибольшие теплопотери по сравнению с другими кольцами, и данный стояк самый нагруженный из крайних.
Расчетное циркуляционное давление в системах с искусственной циркуляцией равно сумме давления, создаваемого насосом и естественного давления (при качествен-количественном регулировании):
DРн=8000 Па - давление, создаваемое циркуляционным насосом;
DРе-естественное циркуляционное давление:
DРе.тр. - естественное циркуляционное давление, возникающее в трубопроводе.
DРе.пр -естественное циркуляционное давление ,возникающее в расчетном кольце системы вследствие охлаждения воды в отопительных приборах ,Па.
где Qст -тепловая нагрузка стояка,Вт;
Qп.i - теплопотери i- го помещения, Вт;
b= 0,64 -среднее приращение плотности (объемной массы) при понижении температуры воды
hi - вертикальное расстояние между условными центрами: охлаждения в стояке для i- го прибора и нагревания(середина высоты теплообменника или котла, точка смешения воды в тепловом пункте); это расстояние может измеряться от уровня магистрали, прокладываемой в подвальном помещении;
-- расчетная разность температуры воды в системе;
g =9,81м/с-скорость свободного падения.
Т.к. 707,5 < 10% от 8000, то
При подборе диаметра труб исходят из принятого расхода воды и среднего ориентировочного значения удельной линейной потери давления:
где
=0,65-для системы с насосной искусственной циркуляцией - коэффициент, учитывающий долю потерь давления на трении;
=102,8м -общая длина последовательных участков, составляющих циркуляционное кольцо;
Па/м .
Расход теплоносителя на участке:
,где
с = 4,187 кДж /(кг*С) - удельная массовая теплоемкость воды ;
Qуч - расход тепла на участке;
Dt = tг-tо - расчетная разность температуры воды в начале и в конце участка трубопровода, ºC;
=1,04-коэффициент учета дополнительного теплового потока устанавливаемых отопительных приборов за счет округления сверх расчетной величины (для чугунных радиаторов, в зависимости от марки);
=1,02- коэффициент учета дополнительных потерь теплоты отопительных приборов у наружных ограждений(для чугунных радиаторов).
Скорость движения воды по трубам V и потери давления на трение на 1 м и R находим методом интерполяции.
Rl-потери давления по длине.
Все расчеты сведены в табл.1
åz-сумма коэффициентов местных сопротивлений:
участок Æ15:
·Приборы (радиаторы чугунные) 6 шт. z = 10
·отвод 90° (12 шт.) z = 20
·вентиль прямоточный 6 шт. z = 15
·вентиль прямоточный 2 шт. z = 6
·тройник на проход 2 шт. z = 2
участок Æ20:
·тройник на проход z = 1
3 участок Æ20:
·тройник на проход z = 1
4 участок Æ25:
·вентиль прямоточный z = 3
·тройник на противотоке z = 3
участок Æ32:
·вентиль прямоточный z = 3
·тройник на противотоке z = 3
участок Æ40:
·вентиль прямоточный z = 3
7 участок Æ40:
·тройник на ответвление z = 1,5
·вентиль прямоточный z = 3
участок Æ32:
·тройник на ответвление z = 1,5
·вентиль прямоточный z = 3
участок Æ25:
·вентиль прямоточный z = 3
·тройник на проход z = 1
участок Æ20:
·тройник на проход z = 1
11 участок Æ20:
·тройник на проход z = 1
Z = åz *V2r/2 - потери давления на преодоление местного сопротивления.
V2r/2 =Рд - динамическое давление воды на участке. По значению скорости на участке находим динамическое давление. /приложение Е,[1]/
(R*l+z) - общее сопротивление, возникающее при движении воды в трубопроводе.
При тупиковом движении теплоносителя невязка потерь давления в циркуляционном кольце не должна превышать 15%.
å(R*l+z) = 6771,72 Па
,9DРр = 0,9*8000=7200 Па
Невязка: (7200-6771,72)/7200 = 5,95%<15%, невязка выполняется.
Приложение Б. Гидравлический расчет системы отопления
Данные по схемеПринятоПотери давления на участке Rl+Z, Па№ участкаТепловая нагрузка участка Q ,ВтРасход воды на участке G, кг/чДлина участка L ,мДиаметр трубопровода dуСкорость течения воды V, м/сУдельные потери давления на трение R, Па/мПотери давления на трение Rl, ПаСумма коэф. местн. сопротивлений ??Потери давления на местное сопротивление Z, Па123456789101114307157,1328150,214651820,0531213,593033,5925818212,265200,16226130,0452,49182,4938680316,674,5200,24155247,5129,04276,54411518420,212,5250,2002870,0120,0090,00522036803,947,4320,22424177,66150,53328,136428841 564,559400,32140360,06309,12669,127428841 564,5527400,321401080,03154,561234,56822036803,947,4320,22424177,64,5112,90290,50911518420,212,5250,2002870,04,590,00160,00108680316,674,5200,24155247,54116,16363,66115818212,265200,16226130,0113,12143,12102,84510,22261,526771,72
Тепловой расчет отопительных приборов
Задача расчета заключается в определении поверхности внешней части отопительных приборов, которая будет обеспечивать выделение теплового потока Qрасч для компенсации тепловых потерь помещения. В расчете учитываем тепловой поток от открытого проложенных трубопроводов.
- номинальное число секций радиатора
=1-коэффициент учета установки радиатора;
=1-коэффициент учета секции (до 15 секций);
Qн.у.=150 Вт - номинальный условный поток теплоты 1 секции радиатора МС - 90 - 108 /таблица 6.2, [1]
-требуемый номинальный тепловой поток,
-тепловой поток прибора;
Qп=846 Вт - теплопотери помещения.
-теплопередача открыто проложенных в пределах помещения труб к которым присоединяется прибор.
qв,qг-теплопередача 1м вертикальных и горизонтальных труб;
lв,lг-длина вертикальных и горизонтальных труб в пределах помещения.
-комплексный коэффициент приведения номинального теплового потока к расчетным условиям.
tв=20°C- температура воздуха в помещении,
tг = 950С - расчетная температура горячей воды в системе.
С = 4,187 кДж/кг0С - теплоемкость воды.
Gст = 157,13 кг/ч - расход воды на участке.
-суммарное понижение температуры воды на участках подающей магистрали (стр.37, [1]).
=25,3*0,4/10=1,10С
a=1-коэффициент затекания воды /таблица 5.1, [1]/
-суммарное тепловая нагрузка приборов, подключенных к стояку от распределительной магистрали до рассматриваемого этажа;
=4307-846=3461 Вт;
-тепловая нагрузка всего стояка;
=4307 Вт;
=157,13 кг/ч -расход участка;
=1,04
=1,02
-расход воды в радиаторе (для однотрубной системы)
Gпр = 1*157,13= 157,13 кг/ч.
=846-0,9*191,5=673,7 Вт
=2,5*49,87+1*66,87=191,5 Вт
при (95-1,1) - 20 = 73,9 0С
/приложение Ж, [1]/
95-1,1-(95-70)*3461/4307=73,8 0С
73,8-20-0,5*673,7*1,02*1,04/157,13*4,187=53,3 0С
b=1, коэффициент учета атмосферного давления в данной местности 760 мм рт.ст. для радиатора чугунного /таблица 6.1, [1]/
n=0,3, для чугунного секционного радиатора при направлении движения теплоносителя сверху-вниз при расходе воды 157,13 кг/ч; /приложение И, [1]/
p=0
с=1
В качестве отопительных приборов используем радиаторы МС-90-108 с f=0,187 м²; номинальный тепловой поток на одну секцию q=150 Вт.
Окончательно принимаем 6 секции
Расчёт канальной системы естественной вытяжной вентиляции
В жилых домах устраивают естественную вытяжную канальную вентиляцию из кухни, санузлов и ванной комнаты. Так как в задании используется чердачная крыша, каждый воздуховод выводится на крышу. Вытяжные каналы размещаются во внутренних капитальных стенах. Для зданий с числом этажей > 5 с целью сокращения площади, занимаемой каналами, выполняются по схеме с перепуском через один или несколько этажей. Такие блоки имеют сборный канал большого сечения, к которому подключаются вертикальные каналы из этажей.
Основы расчёта заключаются в определении естественного давления ?ре, Па, возникающего за счёт разности плотности наружного и внутреннего воздуха, и сечений вентиляционных каналов, обеспечивающих заданный расход воздуха.
Количество удаляемого воздуха из помещений:
·Кухни с двухкомфорочными газовыми плитами 60,
·Ванная комната и санузел 50
Расчет проводим для кухни шестого этажа - самый неблагоприятный участок (ВЕ2).
Естественное давление определяется по формуле
где h =1,5 м - высота воздушного столба, принимаемая от центра жалюзийной решетки до
устья вытяжной шахты, м;
rн =1,270 кг/м3 - плотность наружного воздуха при t=+5°С
rв 1,205 кг/м3 - плотности внутреннего воздуха при t=+20°С
Участок №1
Для определения площади сечения канала участка 1, задаемся скоростью движения воздуха 0,5 м/с. При этой скорости и количестве удаляемого воздуха по каналу L=60 м³/ч , площадь сечения канала f,м² должна быть:
Принимаем для участка 1 кирпичный канал 1/2х1 кирпича (f =0,038 м²). При этой площади сечения фактическая скорость движения воздуха равна:
Т.к. этот канал прямоугольного сечения, для определения потери давления на трение необходимо установить по табл.7.2 [1] эквивалентный диаметр. Он будет равен 180 мм.
Пользуясь методом интерполяции по номограмме (Приложение К,[1]) находим, что при скорости движения воздуха 0,44 м/с в воздуховоде диаметром 180 мм потеря давления на 1 м воздуховода равна R=0,035 Па/м, а на всем участке 1 с учетом коэффициента шероховатости b=1,08 (табл.7.1 [1]), длина участка l = 0,95 м.
R·l·b=0,035·0,95·1,08= 0,036 Па
Далее по приложению Л [1] находим сумму всех коэффициентов местных сопротивлений участка:
жалюзийная решётка ?=2;
колено прямоугольное ?=1,2.
тройник под углом на вытяжке для прохода воздуха ?=0,2
??=3,4.
По приложению К [1] определяем динамическое давление в зависимости от скорости движения воздуха 0,44 м/с, которое равняется 0,15 Па.
Тогда потери на трение на участке 1 получим
Общая потеря на трение на участке
,
где ?=1,1 - коэффициент запаса.
Участок №2:
На участке 2 количество движущегося воздуха равно 360 м³/ч. Скоростью задаёмся равной 1,5 м/с. Тогда получим площадь сечения короба
Принимаем вертикальный шлакогипсовый короб размером 400×400 мм (f =0,16 м²). При этом фактическая скорость равна
Эквивалентный диаметр равен 400 мм. Потерю давления методом интерполяции получим 0,023 Па/м, с учётом коэффициента шероховатости b=1,13, длина участка l = 1,5 м.
R·l·b=0,016·1,5·1,13=0,027 Па
Далее по приложению Л [1] находим сумму всех коэффициентов местных сопротивлений участка:
Утепляющий колпак ?=0,1;
Вытяжная шахта с зонтом ?=1,3;
??=1,4.
Определяем динамическое давление в зависимости от скорости движения воздуха 0,625 м/с, которое равняется 0,22 Па.
Тогда потери на трение на участке 2 получим
Общая потеря на трение на участке
Потеря давления на участках будет составлять
Можно сделать вывод, что условие выполняется. Полученная невязка не превышает допустимой и составляет:
(0,956-0,915)/0,956=4%
Библиографический список
утепление система вентиляция отопление
Больше работ по теме:
Предмет: Строительство
Тип работы: Диплом
Новости образования
КОНТАКТНЫЙ EMAIL: [email protected]
Скачать реферат © 2019 | Пользовательское соглашение
ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПОМОЩЬ СТУДЕНТАМ