Cистема водяного отопления шестиэтажного жилого дома

курсовой-ч1.docx

Государственное бюджетное образовательное учреждение
среднего профессионального образования новосибирской области
«Новосибирский монтажный техникум»
Отопление жилого дома г.Омск
Руководитель Петерсон С.В.
Нормоконтроль Токарева Е.И.
Отопление жилого дома в г.Омск
1Теплотехнический расчёт ограждений 4
2 Расчёт теплопотерь 9
3Выбор системы отопления 15
4Тепловой расчёт нагревательных приборов 16
5Гидравлический расчёт системы отопления 22
6Подбор оборудования 27
Список литературы 30

курсовой-ч2.docx

Назначение здания – Жилой дом;
Район застройки – Город Омск;
Продолжительность отопительного периода - 220 суток; Средняя температура наружного воздуха: –87 °С; Температура наиболее холодной пятидневки: - 37 °С; Этажность – 6 этажей; Высота этажа – 3м; Высота окна – 1.7м; Высота двери – 2.2м; Верхнее перекрытие Жб плита утеплитель «Пеноплекс 45п»; Нижнее перекрытие Жб плита утеплитель перлитопластобетон; Стены Кирпичные с теплоизоляционным слоем из перлитопластобетона;
Потребление энергии в нашей стране неуклонно возрастает и прежде всего для тепло обеспечения зданий и сооружений.
Основными среди тепло затрат на коммунально-бытовые нужды в зданиях (отопление вентиляция кондиционирование воздуха горячего водоснабжения) являются затраты на отопление. Это объясняется условием эксплуатации зданий в холодное время года когда теплопотери через ограждающие конструкции зданий значительно превышают внутренние тепловыделения поэтому используют отопительные установки для поддержания необходимой температуры.
Отопление - искусственное обогревание помещений зданий является отраслью строительной техники. Монтаж стационарной отопительной установки проводится в процессе возведения зданий ее элементы при проектировании со строительными конструкциями и сочетаются планировкой и интерьером помещений. Так же отопление - один из видов технологического оборудования здания. Для создания и поддержания теплового комфорта требуются технически совершенные и надежные отопительные приборы.
Эффективность действия отопительных установок обеспечивается путем оптимизации проектных решений с применением ЭВМ придания установке надежности в эксплуатации в эксплуатации автоматического поддержания необходимой температуры теплоносителя. Исследуются режимы эксплуатации способы управления отопительной установкой для экономии тепловой энергии.
1 Теплотехнический расчёт ограждений.
Цель расчёта – определить общую толщину и коэффициент теплопередачи наружной стены чердачного перекрытия и перекрытия над подвалом также коэффициент теплопередачи для остекления и дверей.
Определить коэффициент исходя из санитарно–технических комфортных условий и условий энергосбережения.
Требуемое сопротивление теплопередаче по требованиям энергосбережения определяется по табл.4 (СНиП 23-02-2003).
Градусосутки определяется по формуле:
Dd= (tint –tht)* Zht °Ссут (1)
tht – средняя температура отопительного прибора °С;
Zht –продолжительность отопительного периода (СНиП 23-01-99) суток;
Условия эксплуатации ограждающих конструкций применяем по приложению 2 (СНиП 23-02-2003)
Приведенное требуемое сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций определяем путём интерполяции по табл.4 (СНиП 23-02-2003) в зависимости от назначения зданий и градусосуток отопительного прибора.
Фактически сопротивление теплопередаче определяем из условия не выпадения конденсата на внутренней поверхности
Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции определяем по формуле:
αв – коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждения табл.7 (СНиП 23-02-2003);
αн – коэффициент теплопередачи наружной поверхности табл.8 (СНиП 23-02-2003) Bm°С;
λ- коэффициент теплопроводности материала Bm°С приложение 3 (СНиП 23-02-2003);
Определяем требуемое термическое сопротивление (нижнее и верхнее перекрытие тройное остекление наружная стена и дверь)
– требуемое термическое сопротивление ;
Уточним со стандартной толщиной утепления и определим коэффициент теплопередачи = Втм2°C;
Dd= (20+8.7)*220=6314 грсут
=0.000356314+1.4=3.61
=0.000456314+1.9=4.74
слой – штукатурка из цементно – песчаного раствора ρ = 1800 кгм3;
-4 слой – кирпичная кладка из обыкновенного кирпича ρ = 1800 кгм3;
слой – теплоизоляционный слой из перлитопластобетона ρ = 200 кгм3;
Фактическое термическое сопротивление определяется по формуле:
Принимаем толщину утеплителя равную 100мм
слой – деревянная доска из дуба вдоль волокон ρ = 700 кгм3;
слой – рубероид ρ = 600 кгм3; λ = 017 ;
слой – жб плита ρ = 2500 кгм3; λ = 192 ;
Принимаем толщину утеплителя равную 150мм
слой – рубероид ρ = 600 кгм3; λ = 017 ;
слой – жб плита ρ = 2500 кгм3; λ = 192 ;
слой – стяжка из цементо–песчаного раствора ρ = 1800 кгм3;
Таблица 1. Расчет коэффициента теплопередачи
Наименование конструкции
2 Расчёт теплопотерь помещений.
Для выявления тепловой мощности системы отопления определяется теплопотери здания через строительные конструкции по формуле:
Q=kA(tв-tн)*(1+Σ)*n Вт ( 4)
где k- коэффициент теплопередачи Bm м2;
Σ -добавочные теплопотери в долях от единицы;
A – поверхность ограждения м2;
Расчёт теплопотерь отдельных помещений сведён в таблицу № 2 правильность расчёта теплопотерь проверяется через удельную тепловую характеристику здания определённую по формуле:
где Qзд – общие теплопотери здания Bт;
Vзд – убьем здания по наружному обмену м2;
tв и tн- расчетные температуры внутреннего и наружного воздуха для проектирования отопления (раздел 1.1) °C;
Теплопотери приняты с учётом инфильтрации
где L=3м2ч - нормативный воздухообмен отнесённый в к 1 м2 пола комнат;
ρв - плотность внутреннего воздуха кгм3;
C - теплоёмкость воздуха C =1005 Джкг*гр;
Ao- площадь помещения м2;
K - коэффициент учитывающий вид остекления (К =07);
Дополнительные потери на угловое помещение. Для общественных административных производственных зданий дополнительные тепловые потери на угловые помещения принимаются в размере = 005 (5%).
Добавочные тепловые потери на врывание холодного воздуха через наружную дверь необорудованной воздушно тепловой завесой. Для одинарной двери без тамбура = 022Н. Для двойной двери без тамбура = = 034Н. Для двойной двери с тамбуром = 027Н. Для тройной двери с двумя тамбурами = 02Н; где Н – высота здания
Наимено-вание помещения
Наименова-ние ограждения
Qинф==730 Вт Qобщ=1745 Вт
Qинф==405 Вт Qобщ=1050 Вт
Qинф==405 Вт Qобщ=490 Вт
Qинф==640 Вт Qобщ=1270 Вт
Qинф==485 Вт Qобщ=1060 Вт
Qинф==310 Вт Qобщ=375 Вт
Qинф==1030 Вт Qобщ=2200 Вт
Qинф==625 Вт Qобщ=1375 Вт
Qинф=135 Qобщ=175 Вт
Qинф==135 Вт Qобщ=175 Вт
Qинф==350 Вт Qобщ=455 Вт
Qинф==490 Вт Qобщ=715 Вт
Qинф==630 Вт Qобщ=1265 Вт
Qинф==730 Вт Qобщ=1500 Вт
Qинф==405 Вт Qобщ=930 Вт
Qинф==640 Вт Qобщ=1120 Вт
Qинф==1030 Вт Qобщ=2035 Вт
Qинф==625 Вт Qобщ=1185 Вт
Qинф==490 Вт Qобщ=615 Вт
Qинф==630 Вт Qобщ=1130 Вт
Qинф==405 Вт Qобщ=1065 Вт
Qинф==405 Вт Qобщ=505 Вт
Qинф==640 Вт Qобщ=1305 Вт
Qинф==485 Вт Qобщ=1080 Вт
Qинф==310 Вт Qобщ=390 Вт
Qинф==1030 Вт Qобщ=2240 Вт
Qинф==625 Вт Qобщ=1415 Вт
Qинф==490 Вт Qобщ=740 Вт
Что соответствует нормативным требованиям.
3 Выбор системы отопления
При проектировании системы водяного отопления необходимо обеспечить расчетную температуру и равномерный нагрев воздуха в помещении гидравлическую и тепловую устойчивость взрывопожарную безопасность и доступность очистки и ремонта.
На основании действующего СНиП 41-01-2003 и санитарных норм с учётом назначения здания запроектирована система отопления с нижней разводкой (прокладка подающих магистралей по подвалу) однотрубная (вода поступает в прибор и отводится из него по одному стояку) как наиболее индустриальная и гидравлически устойчивая система. Система отопления централизованная. В качестве теплоносителя используется вода со следующими параметрами:
падающая магистраль - t = 105 С
обратная магистраль – t = 70 С;
Схема присоединения приборов – прямоточная – нерегулируемая.
В качестве отопительных приборов используются конвекторы «Комфорт20» . Магистральные трубопроводы проложены из стальных водо-газопроводных труб с уклоном в сторону теплового пункта.
Температура сетевой воды Т1 снижена со 150°С до 95°С согласно СНиП установкой элеватора на узле управления.
В качестве запорно-регулирующей арматуры установлены:
на магистралях - краны шаровые вентили
на стояках – краны шаровые со сливом
для выпуска воздуха в стояках – кран Маевского который установлен на подающей подводке к верхнему отопительному прибору .
4 Тепловой расчет нагревательных приборов.
Порядок расчета нагревательных приборов.
Тепловой расчет отопительных приборов заключается в определении числа секций приборов и их количества. Зная тепловую нагрузку на систему отопления произведя выбор системы отопления выполняем расчет.
Вычерчиваем схему стояка;
Определяем тепловую нагрузку на стояк Qст (Вт);
Определяем расход теплоносителя в стояке:
где 1 – коэффициент учитывающий номенклатурный шаг нагревательного прибора (см. табл. 9.4 справочник проектировщика ч.2); 2 – коэффициент учитывающий место установки нагревательного прибора; Т11 – температура теплоносителя в подающей магистрали системы отопления; Т21 - температура теплоносителя в обратной магистрали системы отопления;
Определяем среднюю температуру теплоносителя в каждом нагревательном приборе:
для 2-х трубных систем: (°С (7)
для 1-х трубных систем: °С (8)
температура теплоносителя выходящего из прибора определяется по формуле:
где 1 2 – см. п.3; Gпр – расход теплоносителя проходящий через прибор. Для проходящих стояков Gпр = Gст для стояков с замыкающим участком Gпр определяется по формуле:
где α – коэффициент затекания (см табл. 9.3)
Определяем диаметр стояка из условия:
если Gст ≤ 140 кгч – Dу 15мм
Gст = 140 ÷ 250 кгч – Dу 20мм
Gст > 250 кгч – Dу 25мм
Определяем требуемую теплоотдачу приборов с учетом теплоотдачи труб по формуле:
Qпр = Qт.п. – 09 × Qтруб – 60 Вт (11)
где Qт.п. – теплопотери помещения где размещен нагревательный прибор;
Qтруб – теплоотдача открыто расположенных вертикальных и горизонтальных труб.
Теплоотдача труб определяется по формуле:
Qтр = qв × в + qг × г (12)
где qв и qг – теплоотдача 1м трубы (вертикальной и горизонтальной)
(см. стр.264); в и г – длина вертикальных и горизонтальных труб (м);
Определяем коэффициент φ учитывающий схему присоединения нагревательного прибора (см. табл. 9.9);
Определяем теплоотдачу прибора с учетом коэффициента φ:
Зная tср.пр.; tв; по табл. 9.8 определяем поверхность нагрева прибора(м2);
Зная поверхность нагрева прибора (А) определяем марку конвектора (прил.10)
) Qст = 1885 + 1665 × 4 + 1750 = 10295 Вт
КН20-0.985п КН20-1.150к
5 Гидравлический расчет системы отопления.
Цель гидравлического расчета – определить диаметры трубопроводов и полные потери давления в системе отопления.
Полные потери давления складываются из потерь давления на трение по длине и потерь давления на местные сопротивления:
где R – потери давления на трение на 1 м трубы зависит от коэффициента шероховатости от вида материала;
- длина трубопровода; Z – потери давления которые зависят от скорости движения теплоносителя и от суммы коэффициентов местных сопротивлений;
– количество последовательно соединенных участков.
Гидравлический расчет системы отопления выполняется комбинированным способам:
Комбинированный. Применяется для гидравлического расчета однотрубных систем отопления. Потери давления в системе определяются по формуле: (15)
Порядок гидравлического расчета.
Зная вид системы параметры теплоносителя вычерчиваем схему системы отопления и определяем расчетное циркуляционное кольцо. Последовательно соединенные участки образующие замкнутый контур циркуляции воды называется циркуляционным кольцом.
Расчетное циркуляционное кольцо разбиваем на участки. За участок принимаем часть системы с постоянным расходом.
Определяем тепловую нагрузку и длину каждого участка.
Определяем расход теплоносителя на каждом участке по формуле:
где Q – тепловая нагрузка на участке Вт;
2 – коэффициенты учитывающие схему установки и номенклатурный шаг нагревательного прибора (Табл. 9.4 9.5)
Задаваясь допустимой скоростью или допустимой удельной потерей на трение по длине (R) определяем диаметр трубопроводов:
U – смотри Табл. 10.10
Определяем сумму коэффициентов местных сопротивлений на каждом участке.
Определяем потери давления на местные сопротивления (Z) (Табл.1.3 стр. 235)
Определяем суммарные потери давления с учетом обратной магистрали. Для системы отопления с нижней разводкой потери давления в системе определяются по формуле:
Расчетные потери давления применяются с коэффициентом запаса (для однотрубных систем Кз=20% )
Выполняется гидравлическая увязка стояков и расчетных колец.
L=44.9 = 4094*2=8188
Аксонометрическая схема однотрубной системы отопления
-тройник поворотный-15
-внезапное сужение-0.5
-тройник проходной-1
Определяем потери давления в стояке Ст14-14а по характеристикам сопротивления
Sст=S1+S2+S35+S52+S6+Sпр6
Sст= 133+96+235+122+28.6(15+0.2)+(11.5+15)6=94410-4 Па(кгч)
= 152241610-4= 2180 Па
Потери давления в кольце
Рс= Рст + Рмаг = 961.1 + 8188 = 10368 Па
Потери давления с учетом Кз(20%)
Рс= 7595.7 1.2 =12442 Па
Аналогично выполняем увязку остальных стояков.
Увязываем два кольца через стояки Ст13-13а и Ст14-14а
Рр.к.ст13= + Рст13 Па
Рр.к.ст14= + Рст14 Па
6 Подбор оборудования
Применяется при непосредственном присоединении водяных систем отопления жилых и общественных зданий к тепловым сетям с перегретой водой: они получают температуру воды поступающей в местную систему и обеспечивают её циркуляцию.
Основной характеристикой элеватора является коэффициент смешения (инжекции) определяется по формуле:
где Т1 – температура горячей сетевой воды С;
Т21 – температура обратной воды в системе отопления С;
Т11 – температура горячей воды в местной системе С;
Приведённый расход смешанной воды равен:
где Q – расход тепла на отопление ккалч;
u – коэффициент инжекции;
Gnp – приведённый расход воды тч;
dc-диаметр сопла мм;
dг-диаметр горловины мм;
ΔPс-потери давления в системе отопления м.вод.ст;
По номограмме подбираем элеватор:
К установке принимаем элеватор №1
Предназначен для улавливания взвешенных частиц. Подбирается по диаметру подводящей трубы. Устанавливается на подающей и обратной магистрали.
Принимается грязевик №3; Ду=50мм; H=310
Счетчик крыльчатый предназначен для измерения объема сетевой воды счетчики работают в диапазоне +5до +150
Проект разработан в соответствии с заданием. Принятые решения соответствуют нормативным требованием. В проекте приняты:
В результате теплотехнического расчета были приняты конструкции наружных ограждений которые отвечают современным теплотехническим требованиям. В качестве утеплителя в наружных ограждениях были приняты следующие материалы: для наружных стен – плиты из перлитопластобетона: ρ = 200 кгм3 = 100мм; Rо= 377 (м2×)Вт для подвального перекрытия – плиты из перлитопластобетона: ρ = 200 кгм3 = 150мм Rо= 474 (м2×)Вт для чердачного перекрытия – плиты из перлитопластобетона: ρ = 200 кгм3 = 150мм Rо= 515 (м2×)Вт
Был выполнен расчет теплопотерь всех помещений здания (таблица №2) который необходим для расчета нагревательных приборов и определена удельная тепловая характеристика здания q = 029 Вт(м3×).
На основании действующего СНиП 41-01-2003 и санитарных норм с учетом назначения здания в проекте принята однотрубная система отопления с нижней разводкой как допустимая и наиболее гидравлически устойчивая система с естественным побуждением циркуляции
В ходе расчета нагревательных приборов (таблица №3) было определено необходимое для возмещения теплопотерь количество и марка нагревательного прибора в каждом помещении. В качестве нагревательных приборов применены радиаторы «Комфорт20». как отвечающие санитарно-гигиеническим теплотехническим и монтажным требованиям.
В результате гидравлического расчета трубопроводов для системы отопления применены трубы стальные водогазопроводные обыкновенные диаметром 15 20253240 и 50 мм. Магистральные трубопроводы проложены в подвале с уклоном в сторону узла управления.
В системе отопления здания в соответствии с расчетом применен гидроэлеватор № 1(=6.6мм=15мм).
В качестве запорно-регулирующей арматуры установлены: на стояках - шаровые краны со сливом; на магистралях - вентили прямоточные вентили для дренажа; для удаления воздуха из системы отопления - краны Маевского установленные в высших точках стояков.
На узле управления установлен прибор учета расхода тепла - тепловычислитель ВСТ-50; контрольно-измерительные приборы и запорная арматура.
Таким образом в здании создана система отопления обеспечивающая необходимый микроклимат помещений и отвечающая современным нормам проектирования.
Методические указания к выполнению курсового проекта по отоплению и тепловым сетям. НМТ 2006г.
Сканави А.Н Махов Л.М. Отопление. Учебник для техникумов изд.-м.: АСВ Москва 2008г.
Внутренние санитарно-технические устройства В 3 ч.1. Отопление. Подред. И.Г. Староверова и Ю.И. Шиллера 4 изд.-м.: Срой издат. 1990г.
Справочник по теплоснабжению и вентиляции. Щекин. Том 1. Киев: 1976
СНиП 41-01-2003. Отопление и вентиляция кондиционирования воздуха
СНиП 23-02-03. Тепловая защита зданий
СП 40-108-2000. Проектирование и монтаж трубопроводов систем водоснабжения и отопления из медных труб. 2000г.
СНиП 2.01.01-01. Строительная климатология и геофизика
СНиП 2.08.01-89*. Жилые здания
СНиП 2.08.02-89*. Общественные здания и сооружения
СНиП 2.3-79. Строительная теплотехника
ГОСТ 2.105-95. Общие требования к текстовым документам. М. :ИПК издательство стандартов 1996г.
ГОСТ 2.501-93. Правила выполнения архитектурно-строительных чертежей. М.: Госстрой России ГУП ЦПП 1988г.
ЕСКД. Общие правила чертежей. М: Издательство стандартов 1984г.

Чертеж132.dwg

План типового этажа М1:100
Аксонаметрическая схема М1:100
Монтажная схема М1:20