Отопление административного здания в г. Махачкала

ПЗ.doc

В данном курсовом проекте запроектирована система отопления здания районного отделения госбанка в г.Махачкала. Был произведен подбор оборудования теплового пункта гидравлический и тепловой расчеты систем отопления по результатам которых определены диаметры трубопроводов типоразмеры отопительных приборов подобрана запорно-регулирующая арматура и ее настройка. Произведён подбор основного оборудования системы отопления.
Общее количество страниц – 27
Количество таблиц –
Количество формул –
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ6
1 Климатическая характеристика района постройки6
2 Расчётные параметры внутреннего воздуха кассового зала7
3 Состав и назначение помещений8
4 Результаты теплотехнического расчета наружных ограждений9
5 Расчет выделяемых вредностей11
6 Тепловой баланс помещения Кассового зала11
РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ13
1 Конструктивные решения по системе отопления13
2 Гидравлический расчет системы отопления15
2 Тепловой расчет системы отопления19
ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ ТЕПЛОВОГО ПУНКТА.23
1 Подбор теплообменника23
3 Подбор циркуляционного насоса24
4 Подбор расширительного бака24
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:27
За последнее десятилетие в нашей стране существенно изменились архитектурно-конструктивные решения и технология строительства зданий. Расширилась номенклатура и характеристики изготовляемых отечественной промышленностью строительных материалов отопительного и др. оборудования. Потребителю стали доступны любые зарубежные строительные теплоизоляционные материалы и технологии включая средства автоматизации систем. Одновременно повысились требования к энергосбережению включающему экономию топлива теплоты и электрической энергии а также утилизацию вторичных и природных энергетических ресурсов.
Обеспечение оптимального теплового комфорта в помещениях жилых административных и общественных зданий - основная задача инженерных систем жизнеобеспечения неотъемлемой частью которых является система отопления.
Исходные данные для проектирования
Назначение здания – здание районного отделения госбанка с центральной сберегательной кассой на 35 сотрудников.
Район строительства – город Махачкала
Количество этажей - 2
Наличие чердака – бесчердачное покрытие
Ориентация главного фасада – Запад
Расчетная температура внутреннего воздуха to=18оС
Расчетное значение относительной влажности внутреннего воздуха φв=60%
1 Климатическая характеристика района постройки
Влажностная зона – III
Средняя температура наиболее холодной пятидневки: t = -14ºС
Средняя температура отопительного периода: t = 27ºС
Продолжительность отопительного периода: 148 сут.
Средняя температура наиболее холодного месяца: t = -05 ºС
Расчетная скорость ветра для холодного периода года: u= 85 мс
Географическая широта района постройки 44000 северной широты
Средняя температура наружного воздуха в июле t = +246 0С
Расчетная скорость ветра для теплого периода года: u = 49 мс
Параметры наружного воздуха непрерывно меняются и зависят от района строительства и сезона года. Однако расчет систем отопления и вентиляции производится с использованием вполне определенных значений параметров воздуха которым соответствуют требуемые значения коэффициентов обеспеченности.
Для холодного периода назначаются параметры Б которым соответствует коэффициент обеспеченности по продолжительности отклонения около 098. Для теплого периода назначаются параметры А которым соответствует коэффициент обеспеченности около 08.
Климатические данные заданного района строительства приняты в соответствии с 1 приложение 8 и сведены в табл. 1.2
Таблица 1.1 Расчётные параметры наружного воздуха
2 Расчётные параметры внутреннего воздуха кассового зала
Параметры внутреннего воздуха назначаются раздельно для теплого и холодного периодов года. Для переходного периода принимаются такие же параметры как и для холодного.
Выбор расчётных параметров внутреннего воздуха произведен согласно с 1 приложение 5 и указан в табл. 1.2
Таблица 1.2 - Расчётные параметры внутреннего воздуха помещения
Параметры внутреннего воздуха
3 Состав и назначение помещений
Расчетная температура воздуха и кратность воздухообмена в помещениях в холодный период года принимаются по 7 . Данные сведены в таблицу 1.3.
Таблица 1.3 – Расчетные tв и кратности воздухообмена в помещениях
Назначение помещения
Кассовый зал Госбанка
Касса пересчета монет
Кабина вечерней кассы
Кладовая вечерней кассы
Кабинет управляющего
Кабинет зам.управляющего
Комната обслуж. персонала
Операционный зал сберкассы
Хозяйственна кладовая
Водомерный и тепловой узел
Комната хранения бланков сберкассы
Комната для переводного ключа
Группа МФО и инкассо
Автоматическая передача данных
Комната для занятий и совещаний
Комната коммунальной группы
Группа последующего контроля
Помещение личной гигиены женщин
4 Результаты теплотехнического расчета наружных ограждений
Расчет был произведен по методике 8. Результаты сведены в таблицу 1.4
Таблица 1.4 – Теплотехнические характеристики наружных ограждений
Утепленный пол по грунту
Неутепленный пол по грунту
Тепловая мощность отопительной установки здания должна компенсировать теплопотери помещения. Основными теплопотерями помещений здания являются теплопотери через наружные ограждающие конструкции. Расчет произведен по методике 8. Результаты сведены в таблицу 1.5.
Таблица 1.5 – Тепловые потери через наружные ограждения для расчетного помещения
Температура воздуха
Ориентация ограждения
Основные теплопотери
Суммарные тепловые потери через наружные ограждения
Для переходного периода тепловые потери Кассового зала равны:
Суммарные теплопотери здания составляют 3724 кВт.
5 Расчет выделяемых вредностей
В помещения общественных зданий поступают следующие вредности: тепло влага углекислый газ. Расчет выполняется с использованием удельных значений выделений по методике 13 . Учитываем что в помещении находятся 3 сотрудников и 12 посетителей из которых 8 мужчины и 7 женщины. Сотрудники работают сидя посетители стоят в очереди т.е. все занимаются легкой работой.
Таблица 1.7 - Поступление тепла влаги и углекислого газа от людей
6 Тепловой баланс помещения Кассового зала
Тепловые потери в общественных зданиях происходят через наружные ограждения и на нагрев воздуха инфильтрирующего через неплотности в оконныхпроемах. Так как для остекления оконных проемов приняты пластиковые окна то потери тепла на нагрев инфильтрующегося воздуха не учитываются.
Расчет тепловых потерь производен в соответствии с методикой 8 . Тепловой баланс помещения Кассового зала представлен в табл. 1.7
Таблица 1.7 - Тепловой баланс Кассового зала
Наим. и объем помещения
Теплопотери через НО
Кассовый зал V=182м3
Согласно данным теплового баланса в расчетном помещении наблюдаются избытки теплоты то есть основная задача отопления – обеспечение комфортных температурных условий в помещении будет выполнена за счет тепловыделений от людей. Сопутствующей задачей системы является обеспечение сохранности ограждающих конструкций поэтому требуется пересчитать теплопотери помещения на условия работы дежурного отопления которое будет автоматически отключаться при увеличении температуры помещения выше заданных 10 0С.
Для дежурного отопления суммарные теплопотери равны:
С учетом работы дежурного отопления теплопотери здания равны 368 кВт
Расчет системы отопления
Система отопления – это комплекс конструктивных элементов предназначенных для получения переноса и передачи необходимого количества теплоты в обогреваемое помещение.
Отопление здания начинают при устойчивом (в течении 3-х суток) понижении среднесуточной температуры наружного воздуха до +10 0С и ниже заканчивают отопление при устойчивом повышении температуры воздуха до +10 0С. Период отопления зданий в течении года - отопительный период длительность которого устанавливают на основании многолетних наблюдений как среднее число дней в году с устойчивой среднесуточной температурой воздуха .
Система отопления в течение всего отопительного периода независимо от изменения температуры наружного воздуха предназначена для поддержания в помещении теплового комфорта со средней необеспеченностью до 50 чгод.
1 Конструктивные решения по системе отопления
Магистрали системы располагаются на расстоянии 50 мм от наружной стены здания. Предусмотрен уклон магистралей в сторону теплового пункта. Уклон магистралей принят согласно требованиям 1 равным 0003. Прокладка труб – скрытая под полом отапливаемых помещений.
В качестве труб системы отопления выбраны пятислойные полимерные трубы для внутренних инженерных систем SANEXT PEXEVOHPEX. Продукция фирмы SANEXT соответствует ГОСТ Р 52134-2003. Трубы SANEXT PEXEVOHPEX рассчитаны на максимальную рабочую температуру +90°С с возможностью кратковременного (не более суток) повышения температуры до +110°С и рабочее давление 6–10 бар.
Трубы SANEXT обладают рядом преимуществ по сравнению с металлическими и металлопластиковыми трубами:
Данный тип труб специально разработан для применения в системах центрального отопления горячего и холодного напорного водоснабжения.
Трубы SANEXT снабженные антидиффузионным барьером EVOH отвечают требованиям СНиП 41-01-2003 предписывающего применять в системах отопления полимерные трубы с кислородопроницаемостью ≤ 01 гм3 в сутки.
Трубы SANEXT идеально подходят для скрытого монтажа.
Эластичность материала труб SANEXT снижает гидравлический удар в три раза по сравнению со стальными трубами.
В отличие от металлопластиковых труб трубы SANEXT не расслаиваются так как все 5 слоев являются полимерами и имеют равные коэффициенты линейного температурного расширения.
Трубы SANEXT более эластичны по сравнению с металлопластиковыми трубами. Благодаря этому существенно облегчается монтаж системы.
Трубы SANEXT намного легче металлических а способы монтажа просты и удобны даже в ограниченном пространстве.
Трубы не зарастают со временем вследствие коррозии.
Для поддержания гидравлической устойчивости а при необходимости и отключения на каждой ветви предусмотрена установка автоматических клапанов ASV-M в комплекте с балансировочными клапанами ASV-PV производство фирмы Danfoss. На корпусе ASV-PV смонтирован также дренажный кран.
На каждом приборном узле предполагается установка регулирующего клапана RTD-N для балансировки давления ветви и запорного клапана RLV.
2 Гидравлический расчет системы отопления
Цель гидравлического расчета заключается в определении диаметров трубопроводов достаточных для пропуска расчетных расходов теплоносителя через все элементы системы. Задача гидравлического расчета сводится к распределению расчетных расходов по всем элементам системы отопления. Гидравлический расчет был выполнен способом удельных линейных потерь давления на трение (R). Потери давления на трение и местные сопротивления на участке:
где R – удельные линейные потери давления на трение
Z – потери давления в местных сопротивлениях
L – длина участка в метрах
Расход теплоносителя определяется по формуле:
где – расчетная разность температур воды в магистралях.
tг – температура в подающей магистрале системы
tо – температура в обратной магистрале системы
6 – коэффициент перевода Вт в кДжкг (36) деленный на теплоемкость воды (419)
Qi – тепловая мощность участка Вт
– коэффициент учитывающий увеличение площади отопительного прибора за счет наличия шага его номенклатурного ряда. 1 = 1015.
– учитывает повышение температуры на внутренней поверхности наружного ограждения за отопительным прибором. 2 = 1.
Потери давления в циркуляционном кольце определяются по формуле:
Потери давления в циркуляционном кольце системы отопления при параллельном соединении участков стояков или ветвей определяются по ф-ле:
При гидравлическом расчете используем значения коэффициентов местных сопротивлений определенных по 12 . Гидравлическое сопротивление трубопроводов принято по 16 .
Для клапанов RTD-G RLV ASV-PV и ASV-M гидравлическое сопротивление определяется исходя из пропускной способности Кv и рассчитывается как
Результаты гидравлического расчета представлены в таблицах 2.2 – 2.3. Расчетная аксонометрическая схема представлена в приложении 1.
Таблица 2.1 – Коэффициенты местных сопротивлений.
Сумма КМС на участке
Количество сопротивлений
Основное циркуляционное полукольцо через прибор 33
Дополнительное циркуляционное полукольцо через прибор 26
Таблица 2.2 – Настройка и потери давления в арматуре.
Арматура лежака и прибора № 33
Клапан RTD-N (настройка "4")
Клапан ASV-PV (открыт)
Клапан ASV-M (открыт)
Арматура лежака и прибора № 26
Клапан RTD-N (настройка "3")
Клапан ASV-PV (13 оборотов)
Таблица 2.3 – Гидравлический расчет системы отопления.
Невязка участков через ОП 33 и ОП 26 составила 425%
2 Тепловой расчет системы отопления
Так как к установке были приняты полимерные трубы SANEXT проложенные под полом помещений в обсадной теплоизолирующей трубе в тепловом расчете приборов теплоотдачу труб и магистралей системы отопления учитывать не требуется.
Тепловой поток радиатора при условиях отличных от нормированных определяется по формуле:
где Qпр – расчетный тепловой поток от отопительного прибора Вт;
Qном – номинальный тепловой поток от отопительного прибора принимается по 15 как произведение номинального тепловогопотока приходящегося на одну колонку на количество колонок в приборе Вт;
φк – комплексный коэффициент приведения;
- фактический температурный напор оС
– номинальный температурный напор 0С
с – поправочный коэффициент учитывающий влияние схемы движения теплоносителя на тепловой поток и коэффициент теплопередачи ( 15 ) с = 1;
n m – эмпирические показатели ( 15 ). n=03; m=002;
Мпр – фактический массовый расход теплоносителя через ОП кгс;
– нормированный массовый расход теплоносителя через ОП кгс;
b – безразмерный поправочный коэффициент зависящий от величины атмосферного давления в районе постройки. b = 1.
– безразмерный поправочный коэффициент характеризующий зависимость теплопередачи радиатора от количества секций в нем.
где tн и tк - начальная и конечная температуры теплоносителя (на входе и выходе) в отопительном приборе оС;
tп – расчётная температура помещения принимаемая равной расчётной температуре воздуха в отапливаемом помещении tв оС.
По тепловому потоку прибора определяется типоразмер и количество колонок (секций) радиатора.
Таблица 2.4 – Тепловой расчет системы отопления.
Требуемый тепловой поток от прибора Вт
Расход теплоносителя через прибор кгч
Фактический температурный напор оС
Номинальный тепловой поток от колонки Вт
Количество колонок в приборе (расчет)
Количество колонок в приборе (фактически)
Действ. теплопоток от прибора Вт
Разница фактич. и треб. теплового потока %
В результате теплового расчета для всех помещений были подобраны отопительные алюминиевые радиаторы «Термал» монтажной высотой 300мм. Количество колонок (секций) каждого прибора указаны в таблице.
Подбор оборудования теплового пункта.
1 Подбор теплообменника
Площадь поверхности нагрева теплообменника вычисляется по формуле:
где Qсо – мощность системы отопления
kто – коэф теплопередачи теплообменника kто= 3000 Вт(м2 0С)
Qсо = 4560 + 5090 + 4070 + 8220 + 7005 + 7855 = 36800 Вт
Площадь пластины разборного пластинчатого теплообменника типа XG 10 производство Danfoss 0025 м2 следовательно принимаем 30 пластин.
Выбран теплообменник XG 10-1-30 разборный одноходовой. ΔР = 1200Па.
Фильтры сетчатые предназначены для установки перед регулирующей арматурой расходомерами насосами и другими устройствами с повышенными требованиями к чистоте проходящей через них воды с целью механической очистки воды от твердых включений. Материал сетчатого стакана фильтра поставляемого фирмой «Danfoss» – нержавеющая сталь.
Принимается фильтр сетчатый латунный с внутренней резьбой со спускным краном типа Y222Р условным проходом 50 мм kv = 468 м3ч.
3 Подбор циркуляционного насоса
Насосы подбираются по двум параметрам: подаче и расчетному давлению.
Подача соответствует расходу теплоносителя на отопление здания.
Gн = 11 · 131061 = 1442 кгч или 1483 м3ч
Потери давления в системе отопления определяются по формуле:
ΔРсо = (ΔРобщ + ΔРтп)(3.3)
где ΔPобщ – потери давления в основном циркуляционном полукольце;
ΔPтп – потери давления в тепловом пункте.
ΔРсо = (16391 + 1200 + 829) = 176739 Па или 180 м.вод.ст
Требуемый напор циркуляционного насоса :
ΔРнас = 11 · ΔРсо = 198 м.вод.ст
По полученным данным для системы отопления подбран насос
WILO-STAR-EL. H = 0÷50 м. Q = 0÷35 м3ч
А также для увеличения надежности работы системы – параллельно к нему еще один запасной той же марки.
4 Подбор расширительного бака
Расширительные баки применяются для компенсации температурного расширения воды в системе отопления.
Минимальный объем расширительной емкости рассчитывается по формуле:
Рj - рабочее давление предохранительного клапана. Самый слабый элемент системы – клапаны RTD-G имеют рабочее давление 10 бар или 99 атм;
е – коэффициент расширения воды при t = 60 0C е = 00171.
Vсист - объем воды в системе определяется по формуле:
где – объем воды в радиаторах л;
– объем воды в трубах л;
Согласно данным 15 объем воды в радиаторах составляет 0125 л.
Vпр = 475·0125 = 59375 л
Vсист = 59375 + 19455 = 2539 л.
где Н – высота верхней точки системы – 38 м.
К установке принимается мембранный расширительный бак Refle высота – 360 мм.
В данном курсовом проекте была запроектирована система водяного отопления двухэтажного здания районного отделения госбанка с центральной сберегательной кассой на 35 сотрудников расположенного в г.Махачкала.
Был выполнен теплотехнический расчёт ограждений расчёт теплопоступлений и тепловых потерь составлена таблица теплового баланса для помещения Кассового зала.
Произведен гидравлический расчет систем способом удельных линейных потерь давления на трение (R) тепловой расчет отопительных приборов. Система проверена на тепловую и гидравлическую устойчивость выполнена трассировка трубопроводов системы на планах этажей и выполнена аксонометрическая схема системы отопления. Подобрано оборудование теплового пункта.
Список использованной литературы:
СНиП 2.04.05-91*. Отопление вентиляция и кондиционирование. – М.: Минстрой России 1996.
СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика. – М.: Госстрой СССР. Стройиздат 1983.
СНиП II 3-79*. Строительная теплотехника. – М.: Минстрой России. Стройиздат 1996.
СНиП 31-05-2003. Общественные здания административного назначения. – М.: Госстрой России 2004.
СНиП 41-01-2003. Отопление вентиляция кондиционирование. – М.: Госстрой России 2004.
СНиП 2.08.02.-89*. Общественные здания и сооружения. – М.: Госстрой СССР. Стройиздат 1989.
СНиП 2.09.04-87*. Административные и бытовые здания. – М.: Госстрой СССР 1994.
СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий. – М.: Госстрой России 2003.
ГОСТ 30494-96. Здания жилые и общественные. Параматры микроклимата в помещениях. – М.: Госстрой России 1993.
ГОСТ 21.602-2003. Правила выполнения рабочей документации отопления вентиляции и кондиционирования. – М.: Госстрой России 2003.
СТП ХГТУ 2.5.01.0-01. Работы выпускные квалификационные. проекты и работы курсовые. ХГТУ 2001.
Внутренние санитарно-технические устройства. Справочник проектировщика под ред И.Г.Староверова в трех частях. Часть 1. Отопление. – М.: Стройиздат 1990.
Внутренние санитарно-технические устройства. Справочник проектировщика под ред И.Г.Староверова в трех частях. Часть 2. Вентиляция и кондиционирование воздуха. – М.: Издательство литературы по строительству 1969.
Отопление и вентиляция. Учебник для ВУЗов: В 2х частях. Под ред. В.Н.Богословского – М.: Стройиздат 1976.
Рекомендации по применению отопительных алюминиевых радиаторов «Термал».
Техническое руководство по применению трубопроводных систем на основе полимерных труб «Sanext» 2008.

ГЧ.dwg

Приложение 1. Расчетная аксонометрическая схема
Приложение 1. Расчетная схема системы отопления
Отопление административ-
ного здания в г. Махачкала
7 Касса пересчета денежных билетов
8 Касса пересчета монет
9 Кабина вечерней кассы
4 Кабинет управляющего
9 Операционный зал сберкассы
2 Главный бухгалтер
6 Группа МФО и инкассо
4(1) Комната для занятий и служебных совещаний
4(2) Комната для занятий и служебных совещаний
7 Комната коммунальной группы
2 (2) Кладовая ценностей
2 (1) Кладовая ценностей
0 Хозяйственная кладовая
4 Комната приема пищи сберкассы
5 Комната приема пищи
8 (1) Машиносчетное бюро
0 Автоматическая передача данных
5 Комната заведующего
8 Группа последующего контроля
План на отметке 0.000
План на отметке +3.300
Общие указания 1. Настоящий проект отопления здания районного отделения госбанка в городе Махачкала был разработан на основании архитектурно-строительных чертежей здания 2. Расчетные параметры наружного воздуха приняты в соответствии со СНиП 23-01-99
СНиП 41-01-2003. tхп = -14°С
продолжительность отопительного периода - 148 суток. 3. Расчетные параметры внутренего воздуха приняты в соответствии со СНиП 41-01-2003
СНиП 31-05-2003. 4. Источник энергоснабжения - электрическая сеть здания 5. Источник теплоснабжения - тепловая сеть города. Теплоноситель в системе отопления здания - горячая вода с расчетными параметрами в тепловой сети 110-70°С 6. Подключение систем отопления осуществляется от теплового узла здания 7. Гидравлические потери в системе отопления составляют 17634 Па
расход теплоты на отопление здания 36800 Вт Основные проектные решения 1. Проектом предусматривается устройство одной водяной системы отопления для всех помещений здания 2. В качестве нагревательных приборов приняты алюминиевые радиаторы Термал монтажной высотой 300мм 3. Система имеет шесть горизонтальных веток
прокладываемых вдоль наружных стен по фасадам здания. 4. Каждая ветка имеет запорную
дренажную и регулирующую арматуру.
Аксонометрическая схема
и узлы системы отопления
Аксонометрическая схема системы отопления
схема теплового пункта
Автоматический балансировочный клапан ASV-PV
Ответвление на систему вентиляции
Ответвление на систему вентиляции (подача)
Ответвление на водяное отопление
Циркуляционный насос
Запорный клапан ASV-М
Ответвление на водяное отопление (подача)
Распределительный коллектор на 6 ветвей системы
Вентиль запорный муфтовый
Принципиальная схема теплового пункта
от тепловых сетей города
в тепловые сети города
из системы отопления