Расчет отопления административного корпуса промышленного предприятия г. Пермь

Чертеж.cdw

Ответвление к системе вентиляции
Водоструйный насос элеватор
и горячего водоснабжения
Система водяного отопления
административного корпуса
промышленого предприятия
План типового этажа М1:100
Схема абонентского ввода

Таблица 2.docx

5. Расчет удельной тепловой характеристики здания.
Для оценки энергоэффективности конструктивно–планировочных решений различных зданий расчет тепловых потерь определяем проектное значение удельной тепловой характеристики:
где Vн – строительный объем здания по наружному обмеру м3;
t– средняя температура внутреннего воздуха в отапливаемых помещениях здания °С;
– общие расчетные тепловые потери здания Вт.
Под удельной тепловой характеристикой здания qо Вт(м3×°С) понимают теплопотери приходящиеся на единицу строительного объема здания при разности температур внутреннего и наружного воздуха в 1°С. Чем меньше проектное значение удельной тепловой характеристики тем более энергоэффективным является проект данного здания.
Предельно допустимое значение можно определить по геометрическим параметрам здания и нормативным сопротивлениям теплопередаче его ограждающих конструкций:
где П; S; H – периметр м; площадь застройки м2; высота здания м;
; ; ; – нормативные сопротивления теплопередаче м2×°СВт стен окон подвального и чердачного перекрытий;
р – коэффициент остекленности фасада (отношение площади окон к площади стен с окнами нормативное значение р=018);
nп.п ; nч.п – коэффициенты зависящие от положения ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху для подвального и чердачного перекрытий равные соответственно 075 и 09;
Рассчитаем фактическое и предельно допустимое значения удельной тепловой характеристики административного здания:
= 3941792[5300(18–(–35))] = 01403 Вт(м3×°С);
проект удовлетворяет требованиям энергоэффективности.
Расчет нагревательных приборов.
Методика теплового расчета нагревательных приборов сводится к определению требуемой номинальной теплоотдачи и расчету требуемого количества приборов или секций обеспечивающих номинальную теплоотдачу не меньшую требуемой. В справочной литературе приводятся значения номинальной теплоотдачи Qн.у. Вт приборов каждого типа.
Под номинальной теплоотдачей понимается величина отводимого теплового потока определенная в результате испытаний приборов данного типа по стандартной методике при стандартной разности температур Δtпр = 70 °С:
Qн.у = 70 Кпрн.у Fпр ; [34]
Отношение фактической теплоотдачи прибора Qпр Вт при любых заданных условиях к его номинальной теплоотдаче определенной в стандартных условиях эксперимента принято обозначать символом jк :
Фактическая теплоотдача нагревательного прибора является величиной известной. Она определяется предшествующим расчетом теплового баланса помещения (Qпр = QОТ). Требуемая номинальная теплоотдача рассчитывается по известной фактической теплоотдаче и коэффициенту который называется коэффициентом приведения:
Для расчета значений используется следующая зависимость:
где Gпр – расход воды протекающей через прибор кгч;
b – коэффициент учета атмосферного давления равный 099 (при P = 990 гПа) ;
Y – коэффициент учета направления движения воды в приборе (Y = 1);
n; р; c – экспериментальные коэффициенты зависящие от типа нагревательных приборов; n = 03; значения р и с в зависимости от расхода:
при G = 1850 кгс р = 002 с = 1039;
при G = 51536 кгс р = 0 с = 1;
при G = 536900 кгс р = 001 с = 0996;
Dtпр – расчетный температурный перепад нагревательного прибора °С;
Расчетный температурный перепад Dtпр принимают равным разности между среднеарифметической температурой поверхности данного прибора и температурой внутреннего воздуха:
где tвх; tвых – температуры теплоносителя на входе и выходе из прибора °С.
Определим количество секций радиатора РСВ–4 требуемое для отопления помещения с расчетными теплопотерями 1300 Вт если расчетные параметры теплоносителя на входе и выходе из прибора tвх = 95°С; tвых = 70°С; температура внутреннего воздуха tв = 18°С; система отопления двухтрубная водяная; движение теплоносителя снизу вверх; расчетное барометрическое давление Р = 990 гПа. Расчетный расход теплоносителя проходящий через данный нагревательный прибор:
Фактический температурный перепад прибора:
Коэффициент приведения к реальным условиям:
Требуемая номинальная теплоотдача прибора:
Qн.у = Qпрjк = 13000887 = 14656 Вт.
Требуемое предварительное количество секций:
где qн.у – номинальная теплоотдача одной секции Вт.
Поправочные коэффициенты на способ установки и количество секций в одном приборе: при открытой установке b4 = 10; при числе секций до 15 b3 = 10. Окончательное количество секций принимаемое к установке:
Принимаем 2 секции. Расчет нагревательных приборов для отопления каждого помещения сводится в табл. 2.
Гидравлический расчет трубопроводов
Целью гидравлического расчета трубопроводов является определение необходимых диаметров и потерь давления возникающих при пропуске заданных расходов теплоносителя по каждому расчетному участку системы отопления.
В двухтрубных системах отопления через каждый нагревательный прибор проходит свое индивидуальное кольцо циркуляции. Поэтому в таких системах количество расчетных колец численно равно количеству нагревательных приборов. В двухтрубных системах все кольца циркуляции проходящие через нагревательные приборы присоединенные к одному стояку имеют одинаковые длины.
При движении теплоносителя по трубопроводам неизбежно возникают потери давления связанные с преодолением гидравлических сопротивлений. Гидравлические сопротивления подразделяются на два вида: сопротивление трению и местное сопротивление.
Потери давления на трение возникают на прямых участках трубопровода в результате трения движущегося потока о стенки трубы. Величина этих потерь DРтр пропорциональна длине расчетного участка Li м
где R – удельная потеря давления на трение Пам длины i-го участка.
Удельная потеря давления на трение Ri является функцией двух переменных: расхода Gi кгч и диаметра трубы di мм
Потери давления на местное сопротивление возникают в результате изменения конфигурации движущегося потока и определяются энергетическими затратами на вихреобразование. При любом изменении конфигурации потока (повороте внезапном расширении сужении разделении и слиянии) неизбежно возникают вихревые зоны рециркуляции. Элементы системы способствующие нарушению установившегося режима движения потока и возникновению вихревых течений называются местными сопротивлениями. Местными сопротивлениями в системе отопления являются тройники крестовины вентили задвижки пробковые краны краны двойной регулировки воздухосборники нагревательные приборы котлы.
Величина потерь давления на местные сопротивления как правило обозначается символом z Па и определяется по формуле
v и – скорость мс и плотность теплоносителя кгм3;
Рдин – динамическое давление потока Па
Коэффициент местного сопротивления представляет собой безразмерную величину зависящую от вида и соотношения геометрических размеров местного сопротивления.
Если на участке трубопровода имеется несколько местных сопротивлений то потери на них определяются как
где i n – номер и количество местных сопротивлений на участке.
Полные потери давления на участке трубопровода DР Па определяются суммой потерь на трение и местные сопротивления
С аксонометрической схемы системы отопления выбирается расчетное кольцо циркуляции. В качестве расчетного выбирается кольцо циркуляции от узла управления до самого удаленного прибора нижнего этажа т.к. по сравнению с другими приборами эти приборы работают в самых неблагоприятных условиях (потери большие а давление маленькое). Располагаемый перепад давлений в расчетном трубопроводе
Это кольцо разбивается на участки границами участка являются точки в которых изменяется расход теплоносителя либо диаметр трубопровода или оба одновременно участки нумеруются на аксонометрической схеме определяются длины соответствующих участков.
Суммируем длины определяем протяженность кольца циркуляции с учетом которой определяем требуемая ориентировочная потеря давления на трение:
Определяем тепловые нагрузки участков.
Определяем расход воды на каждом расчетном участке:
По справочным таблицам гидравлического расчета подбирается стандартный диаметр скорость и фактическое значение удельной потери давления на трение. А также по справочным таблицам вычисляем коэффициенты местных сопротивлений относящиеся к каждому участку.
Потери на местное сопротивление:
Вычисляем суммарные потери давления на каждом участке затем суммируем по всему. Условием является:
где – потери на местное сопротивление.
Полученные значения заносим в таблицу 3.
Суммарные потери давления при прохождении расчетных расходов теплоносителя составляют (RL+z) = 354 Па Нр = 390 Па.
Запас давления составляет Н = (390–354)354100% = 978 % 10%.
Скорости движения теплоносителя в трубах не превышают 15 мс что допустимо для общественных зданий с уровнем шума 40 Дб.

Курсовой.docx

Министерство науки и образования Российской Федерации
Саратовский Государственный Технический Университет
Кафедра: Промышленная теплотехника
Курсовая работа по дисциплине
“Энергетические системы обеспечения жизнедеятельности человека”
на тему: «Расчёт системы водяного отопления»
Данная курсовая работа содержит __ страниц текста __ таблицы __ чертежа выполненных на одном листе формата А1.
Отопление тепловые потери перепад давления трубопровод температура теплопроводность радиатор теплопередача теплоотдача воздухопроницаемость энергоэффективность теплоноситель кольцо циркуляции.
Цель работы: Рассчитать систему водяного отопления административного корпуса промышленного предприятия.
В результате расчета будут получены следующие результаты:
фактическое сопротивление теплоотдаче ограждающей конструкции (стены здания);
фактическое сопротивление теплоотдаче ограждающей конструкции (подвального перекрытия);
фактическое сопротивление теплоотдаче ограждающей конструкции (чердачного перекрытия);
коэффициенты теплопередачи окон для первого и для второго этажа;
суммарные тепловые потери;
суммарные гидравлические потери.
Выбор расчетных параметров внутреннего и наружного воздуха6
Теплотехнический расчет ограждающих конструкций 6
1 Теплотехнический расчет наружных стен__
2 Теплотехнический расчет подвального перекрытия__
3 Теплотехнический расчет чердачного перекрытия__
Теплотехнический расчет окон __
Расчет тепловых потерь и определение тепловой нагрузки
на систему отопления __
Расчёт нагревательных приборов__
Гидравлический расчет трубопроводов системы отопления __
Используемая литература __
Приложение 1 таблица №1 Приложение 2 таблица №2
Приложение 3 таблица №3
Водяное отопление – способ отопления помещений с помощью жидкого теплоносителя (воды или антифриза на водяной основе). Передача тепла в помещение производится с помощью радиаторов конвекторов регистров труб.
В отличие от парового отопления вода находится в жидком состоянии а значит имеет более низкую температуру. Благодаря этому водяное отопление более безопасно. Однако радиаторы для водяного отопления имеют большие габариты чем для парового. Кроме того при передаче тепла с помощью воды на большое расстояние температура значительно падает. Поэтому часто делают совмещённую систему отопления: от котельной с помощью пара тепло поступает в здание где с помощью теплообменника передаётся воде которая уже поступает к радиаторам.
В системах водяного отопления циркуляция воды может быть как естественной так и искусственной. Системы с естественной циркуляцией воды просты и относительно надёжны но имеют невысокую эффективность которая зависит от правильного проектирования системы.
Недостатком водяного отопления также являются воздушные пробки которые могут образовываться после спуска воды при ремонте отопления. Для борьбы с ними устанавливаются специальные спусковые клапаны. Перед началом отопительного сезона с помощью этих клапанов выпускается воздух благодаря избыточному давлению воды.
Независимая (закрытая) схема подключения – схема присоединения системы теплопотребления к тепловой сети при которой теплоноситель (перегретая вода) поступающий из тепловой сети проходит через теплообменник установленный на тепловом пункте потребителя где нагревает вторичный теплоноситель используемый в дальнейшем в системе теплопотребления.
Зависимая (открытая) схема подключения – схема присоединения системы теплопотребления к тепловой сети при которой теплоноситель (вода) из тепловой сети поступает непосредственно в систему теплопотребления.
В закрытых системах теплоснабжения сетевая вода циркулирующая в трубопроводах тепловой сети используется только как теплоноситель (потребителем из тепловой сети не отбирается). В закрытых системах теплоснабжения сетевой водой в теплообменных аппаратах осуществляется нагрев холодной водопроводной воды. Затем нагретая вода по внутреннему водопроводу подается к водоразборным приборам жилых общественных и промышленных зданий.
В открытых системах теплоснабжения сетевая вода циркулирующая в трубопроводах тепловой сети используется не только как теплоноситель а частично (или полностью) отбирается потребителем из тепловой сети.
Выбор расчетных параметров внутреннего и наружного воздуха.
Выбираем основные расчетные параметры внутреннего и наружного воздуха на основании СНиПа 23–01–99 1:
Расчетная температура внутреннего воздуха: t
Расчетная температура наружного воздуха (для отопления): te
Средняя температура наружного воздуха за отопительный период: tht = –59 C;
Средняя продолжительность отопительного периода: znt = 229 сут;
Расчетная скорость ветра: V = 52 мс.
Теплотехнический расчет ограждающих конструкций здания.
1 Теплотехнический расчет наружных стен.
Схема расположения материальных слоев в ограждающих конструкциях здания
Наружная стена: Схема 2 (r = 075)
Интегральная характеристика отопительного периода определяются по формуле:
где tht – средняя температура отопительного периода;
zht – средняя продолжительность отопительного периода;
Dd = (18 – (–59))·229 = 54731 C·сут.
Определим сопротивление теплопередаче элементов ограждающих конструкций:
Rreq. =00003·54731+12 = 284193 2842 (м2·C)Вт.
Фактическое сопротивление теплопередаче внутреннего слоя штукатурки:
Rшт. вн =вншт м2СВт; [3]
Rшт. вн = 0015093 = 001613 (м2·C)Вт.
Сопротивление теплопередаче внутреннего слоя жб:
Rвн= 015204 = 007353 (м2·C)Вт.
Сопротивление теплопередаче наружного слоя жб:
R нар = 008204= 003922 (м2·C)Вт.
Сопротивление теплоотдаче внутренней поверхности:
Rint= 187 = 0115 (м2·C)Вт.
Сопротивление теплоотдаче наружной поверхности:
Rext= 123 = 00435 (м2·C)Вт.
Суммарное сопротивление стены без теплоизоляции:
=0039+0074+0016+0115+0043=02874 (м2·C)Вт.
Требуемое сопротивление теплопередаче теплоизоляционного слоя:
=2842 075 – 02874 = 3502 (м2·C)Вт.
Расчет требуемой толщины теплоизоляционного слоя.
где ти – теплопроводность теплоизоляционного материала Втм;
ти =0063·3502 = 02206 м.
Принимаем ближайшее большее целое значение толщины
Определяем фактическое сопротивление теплопередаче теплоизоляционного материала:
= 0220063 = 35 (м2·C)Вт.
Определим фактическое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции:
Rdes = (35+02874)×075=284055 (м2·C)Вт > Rreg=24 (м2·C)Вт.
Условие СНиПа по уровню теплозащиты выполняется.
Расчет коэффициента теплопередачи:
где Кст. – коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции Вт(м2·C);
Проектная толщина стены:
2 Теплотехнический расчет подвального перекрытия.
Нормируемое сопротивления теплопередаче подвальных перекрытий:
Dd =54731 C·сут Rreq. = 00004 · 54731 + 16 = 378924 (м2·C)Вт.
Фактические сопротивления теплопередаче отдельных конструктивных слоев подвального перекрытия:
– линолеум поливинилхлоридный на тканевой основе ( = 1400 кгм3)
Rлин = линлин;Rлин = 0003023 = 001304 (м2·C)Вт.
– сопротивление теплопередаче цементной стяжки:
Rц.с. = ц.с.ц.с.;Rц.с. = 005076 = 006579 (м2·C)Вт.
– сопротивление теплопередаче пенобетона ( = 1000 кгм3):
Rпб = пбпб;Rпб = 01041 = 0244 (м2·C)Вт.
– многопустотная ЖБ панель перекрытия: Rп = 014 м2СВт;
– сопротивление теплопередаче защитного слоя (асбестоцементный лист):
Rз.с. = з.с.з.с.;Rз.с. = 0003047 = 000638 (м2·C)Вт.
Сопротивление теплоотдаче внутренней поверхности и наружной поверхности определяются по формулам:
Rint = 0115 (м2·C)Вт.Rext = 00833 (м2·C)Вт.
Суммарное сопротивление подвальных перекрытий без теплоизоляции:
=001304+006579+0244+014+000638+0115+00833=066751 (м2·C)Вт.
где r – коэффициент теплотехнической однородности подвального перекрытия принимаемый равным 1.
= 3789241–0 66751 = 312173 (м2·C)Вт.
Требуемая толщина теплоизоляционного слоя подвального перекрытия
где т.и – теплопроводность материала теплоизоляционного слоя Вт(мС)
= 0038 · 312173 = 011862574 м.
Так как стандартный ряд толщин большинства теплоизоляционных изделий имеет шаг 001 м в качестве проектного принимаем ближайшее большее стандартное значение толщины теплоизоляционной плиты:
Тогда проектное сопротивление теплопередаче теплоизоляционного слоя составит:
= 0120038 = 316 (м2·C)Вт.
Проектное значение полного сопротивления теплопередаче с учетом теплотехнической неоднородности составит:
= (316+066751)1 = 382751(м2·C)Вт > Rreg = 32 (м2·C)Вт.
Проектное значение коэффициента теплопередаче подвального перекрытия:
= 1382751 = 0261 Вт(м2·C).
Проектная толщина подвального перекрытия п.п = :
п.п = 0003 + 01 + 015 + 012 + 0003 = 0376 м.
3 Теплотехнический расчет чердачного перекрытия.
Dd = 54731C·сут Rreq. = 000035 · 54731 + 13 = 3215585 (м2·C)Вт.
Фактические сопротивления теплопередаче отдельных конструктивных слоев чердачного перекрытия:
Суммарное сопротивление чердачного перекрытия без теплоизоляции:
=0115+006579+014+00833 = 04041 (м2·C)Вт.
= 3215585 – 04041 = 2811485 (м2·C)Вт.
= 0038 2811485 = 010683643 м.
Полученное значение округляем до ближайшего большего целого = 011 м.
= 0110038 = 2895 (м2·C)Вт.
= 04041 + 2895 = 32991 (м2·C)Вт.
= 132991 = 0303 Вт(м2·C).
Проектная толщина чердачного перекрытия:
ч.п = 005 + 011 + 015 = 031 м.
Теплотехнический расчет окон.
Расчет требуемого сопротивления теплопередаче.
По таблице 4 СНиПа 23.02.2003 2 для административных зданий определим значения коэффициентов a и b:
Значение Dd определяется по формуле [1]:
Значение требуемого сопротивления теплопередаче определим по формуле:
Rreq = a·Dd + b;Rreq = 000005 · 54731 + 02 = 047366 (м2·C)Вт.
По приложению Л (СП 23–101–2004) выбираем двухкамерный стеклопакет в одинарных раздельных ПХВ переплетах из обычного стекла (с межстекольным расстоянием 8 мм) с фактическим сопротивлением теплопередаче:=05 (м2·C)Вт.
Расчетный коэффициент теплопередачи окон определяем по формуле:
Удельная величина основных (трансмиссионных) теплопотерь через окна:
qок = Кок (tв – tн) n;[20]
qок = 2 (18 – (–35)) 1 = 106 Втм2.
Рассчитаем требуемый и фактический эксплуатационные режимы воздухопроницаемости оконного поема при использовании двухкамерного стеклопакета при скорости ветра 52 мс для рассматриваемого административного здания высотой H = 117 м.
Определим плотности внутреннего и наружного воздуха по формулам:
ext = 353(–35 + 273) = 14832 кгм3.
Среднее значение расчетной разности давлений внутреннего и наружного воздуха определим по формуле:
где g – ускорение свободного падения равное 981 мс2;
H – высота здания от поверхности земли до карниза м;
– расчетная скорость ветра мс.
P = 055·981·117·(14832 – 1213) + 03·522 ·14832 = 2909 Па.
Нормативную воздухопроницаемость окон определяем из СНиПа 23.02.2003 2:
Определим требуемое сопротивление воздухопроницаемости окон по формуле:
где P – средний перепад давления по зданию Па;
P0 – стандартный перепад давлений при котором производятся испытания окон на воздухопроницаемость равный 10 Па.
= (15)·( 290910) 23 = 0407 (м2·ч·Па)кг.
Оконные блоки зданий согласно СНиПу 23.02.2003 2 нужно выбирать согласно воздухопроницаемости: для трехэтажных зданий и ниже до класса Б.
При P = 2909 Па; Qn = 38 м3 (ч·м2); Gn = 45 кг(ч·м2); n = 067
Фактическое сопротивление воздухопроницаемости при использовании данного типа оконных блоков определяется по формуле:
= (145)·(290910)23 = 0453 (м2·ч·Па)кг.
Так как > – принимаем блок к установке.
Расчетные значения разности давлений внутреннего и наружного воздуха для окон первого второго и третьего этажа определяются по формуле:
P = g·(H – h)·(e [26]
где Cеп Cер – аэродинамические коэффициенты воздуха с наветренной и подветренной сторон (Cеп = 08; Cер = –06);
h – высота от земли до окна от уровня земли до верха окон балконных дверей или других проемов (для первого этажа для второго ; );
H – высота здания м;
k1 – коэффициент изменения давления по высоте; принимаемый согласно СНиП 2.01.07–85 с изм. 1993 г. (для ориентировочных расчетов ).
Pint – избыточное условно постоянное давление внутри здания определяется из баланса притока–вытяжки (Pint = 0).
P = 981·(117–3)·(14832 – 1213) + 05·522·14832·(08–(–06))·1 = 51135 Па;
P = 981·(78–6)·(14832 – 1213) + 05·522·14832·(08+06)·1 = 43183 Па.
P = 981·(78–9)·(14832 – 1213) + 05·522·14832·(08+06)·1 = 35231 Па.
Удельный воздушный поток инфильтрирующийся через 1м2 поверхности заполнения оконных проемов определяется для каждого этажа отдельно по формуле:
Ginf.3 = (10453)·(3523110)064 = 494 кг(м2·ч).
Дополнительная величина удельных теплопотерь на нагрев воздуха инфильтрирующегося на 1м2 оконных проемов определяют так же отдельно для каждого этажа по формуле:
qinf i = 028·Ginf i·C·(tint – te [28]
где C – удельная теплоемкость воздуха (C = 1005 кДжкг·C);
k – коэффициент учета влияния встречного теплового потока для двойного остекления он равен 08;
qinf 3 = 028·494·1005·(18+35)·08 = 5897 Втм2.
Суммарная величина удельных теплопотерь заполнения оконных проемов с учетом инфильтрационной и трансмиссионной составляющих определяется по формуле:
q1 = 106 + 7485 = 18085 Втм2;
q2 = 106 + 6717 = 17317 Втм2;
q3 = 106 + 5897 = 16497 Втм2;
Результирующие приведенные коэффициенты теплопередачи окон каждого этажа с учетом трансмиссии и инфильтрации составят:
kокi = qi(tint – te[30]
kок1 = 18085(18–(–35)) = 341 Вт(м2·C);
kок2 = 17317(18+35) = 327 Вт(м2·C);
kок3 = 16497(18+35) = 311 Вт(м2·C);
Расчет тепловых потерь и определение тепловой нагрузки на систему отопления.
Теплопотери рассчитываются отдельно для каждого помещения по всем ограждающим конструкциям имеющимся в помещении.
Расчетная формула имеет вид:
F – площадь ограждающей конструкции м2;
n – поправочный коэффициент на положение;
– сумма дополнительных коэффициентов на ориентацию; на продувание; на врывание холодного воздуха и на северные климатические районы (1 – на ориентацию 2 – на продуваемость в помещениях с двумя и более стенами обращенными наружу 3 – на врывание воздуха через наружные двери).
Расчет тепловых потерь сводится в таблицу 1 приложения 1. Для ее заполнения дополнительно необходимы следующие исходные данные:
Фактическая толщина стены – ст = 0465 м;
Фактическая толщина подвального перекрытия – п.п = 0376 м;
Фактическая толщина чердачного перекрытия – ч.п = 03 м.
Проектная толщина междуэтажного перекрытия – мэ.п = 03 м.

Спецификация энерг.spw

Трубы стальные водопроводные
Кран двойной регулировки