Энергетические системы обеспечения жизнедеятельности

мое.DOC

Министерство образования Российской Федерации
Архангельский государственный технический университет
Факультет промышленной энергетики ФПЭ IV-2
Кафедра промышленной теплоэнергетики
Шафоростов Анатолий Викторович
Курсовая работа по курсу:
«Энергетические системы обеспечения жизнедеятельности».
Отопление и вентиляция гражданского здания в г. Шенкурк.
Пояснительная записка
Руководитель работы: Л.М. Ржаницына
Постановление комиссии от
признать что студент Шафоростов А.В. выполнил и защитил курсовую работу с оценкой .
Председатель комиссии Л.М. Ржаницына
Наименование объекта – Туристическая база
Географический пункт – г. Шенкурск
Материал наружных стен – Красный кирпич
Вид системы отопления – Насосная с нижней разводкой и тепловой
Теплотехнический расчёт.5
Расчет теплопотерь отапливаемых помещений.9
Определение необходимой поверхности нагревательных приборов.23
Расчет трубопроводов двухтрубной системы водяного отопления.27
Выбор оборудования теплового пункта.36
Расчет системы вентиляции.38
Теплотехнический расчёт.
Температура наиболее холодной пятидневки tн5=-32 ºС
Средняя температура отопительного периода tо.п.=-47 ºС
Средняя скорость ветра за январь =59 мс
Продолжительность отопительного периода Zо.п.=251 сутки
Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций αв=872 Вт(м2ºС)
Коэффициент теплоотдачи для зимних условий наружной поверхности αн для наружных стен αн=2326 Вт(м2ºС); для чердачных и надподвальных перекрытий αн=1163 Вт(м2ºС).
Расчётная температура внутреннего воздуха tв=20 ºС
Относительная влажность внутреннего воздуха φв=88 %
Влажностный режим нормальный
Условия эксплуатации ограждающих конструкций Б
Исходя из условий энергосбережения находим значения сопротивления теплопередаче Rо ограждающих конструкций в зависимости от климатических условий учитываемых по величине градусо-суток отопительного периода (ГСОП):
ГСОП=(tв-tо.п.)Zо.п.=(20-(-47))251=61997
Для стены Rо=362 (м2ºС)Вт.
Для чердачных перекрытий и перекрытий над подвалами
Rо.тр.=475 (м2ºС)Вт.
Требуемое значение сопротивления теплопередаче Rо.тр. находим по формуле
где tв – расчётная теипература воздуха в помещении принимаемая по таблице 1.4 [1] tв=20
tн – расчётная зимняя температура наружного воздуха принимаемая по таблице 1.3 [1] tн=-32 оС;
n – коэффициент зависящий от положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху n=1;
Δtн – нормируемый температурный перепад Δtн=4 оС;
В качестве расчётного выбирается большее сопротивление.
Принимаем следующую конструкцию стены.
Рисунок 1. Разрез стены
Внутренняя штукатурка сухая λ=02 Вт(м2ºС); =002 м;
Внутрнений и наружный слои кладки из красного кирпича на цементном песчаном растворе соединённые стальными анкерами λкирпича=0558 Вт(м2ºС); 1=038 м;
=012 м; между слоями кирпичной кладки утеплитель из стекловолокна λ=005 Вт(м2ºС); =Х м.
Рассчитаем толщину утепляющего слоя.
Принятая толщина утеплителя Х1= 007 м.
Фактическое сопротивления теплопередаче Rф будет
Рассчитаем толщину утеплителя для чердачного и надподвального перекрытий. Принимаем следующую конструкцию ограждений:
Рисунок 2 Чердачное перекрытие Рисунок 3 Надподвальное перекрытие
Рассчитываем требуемое значение сопротивления теплопередаче для чердачного перекрытия Rо.тр.
Чердачное перекрытие состоит из:
Сплошная панель из каралезибетона λ=026 Вт(м2°С); =022 м;
Пароизоляционный слой пергамента λ=017 Вт(м2°С); =0002 м;
Стекловата λ=005 Вт(м2°С); =Х м;
Шлакоизвестковая стешка λ=018 Вт(м2°С); =004 м.
Принятая толщина утеплителя Х1= 008 м.
Рассчитываем требуемое значение сопротивления теплопередаче для надподвального перекрытия Rо.тр.
Перекрытия над холодными подпольями расположенных выше уровня земли n=075.
Перекрытие над техническим подпольем:
Шлакоизвестковая стешка λ=018 Вт(м2°С); =003 м.
Линолеум поливенил хлоридный на тканевой основе λ=035 Вт(м2°С); =001 м;
Принятая толщина утеплителя 008 м.
Проверка на отсутствие конденсата стенок:
Т.к. больше точки росы (=6 ºС.) то выпадение конденсата не будет.
Расчет теплопотерь отапливаемых помещений.
Потери тепла помещениями через ограждающие конструкции учитываемые при проектировании систем отопления разделяются на основные условно называемые нормальными и добавочные которыми учитывается ряд факторов влияющих на величину теплопотерь.
Основные теплопотери помещений Q Вт слагаются из потерь тепла через отдельные ограждающие конструкции определяемые по формуле:
где F – площадь ограждающей конструкции через которую происходит потеря тепла м2
k – коэффициент теплопередачи данной ограждающей конструкции Вт(м2·К);
tВ – расчетная температура внутреннего воздуха °С;
t – расчетная температура наружного воздуха °С;
n – поправочный коэффициент к расчетной разности температур (tB-tH).
Теплообмен через ограждения между смежными отапливаемыми помещениями при расчете теплопотерь учитывается если разность температур воздуха этих помещений более 3° С. При меньшей разности температур теплообмен незначителен и не учитывается.
Правила обмера поверхностей ограждающих конструкций.
Поверхность F м2 наружных ограждений при подсчете потерь тепла измеряется по планам и разрезам здания следующим образом (рис. 4).
Высота стен первого этажа если пол находится непосредственно на грунте – между уровнями полов первого и второго этажей; если пол на лагах – от наружного уровня подготовки пола на лагах до уровня пола второго этажа; при не отапливаемом подвале или подполье – от уровня нижней поверхности конструкции пола первого этажа до уровня чистого пола второго этажа (h1) а в одноэтажных зданиях с чердачным перекрытием высота измеряется от пола до верха утепляющего слоя перекрытия.
Высота стен промежуточного этажа – между уровнями чистых полов данного и вышележащего этажей (h2) а верхнего этажа – от уровня его чистого пола до верха утепляющего слоя чердачного перекрытия (h3) или бесчердачного покрытия.
Длина наружных стен в угловых помещениях – от кромки наружного угла до осей внутренних стен (l1 и l2) а в неугловых – между осями внутренних стен (l3).
Поверхность окон дверей и фонарей – по наименьшим размерам строительных проемов в свету (a и b).
Поверхности потолков и полов над подвалами и подпольями в угловых помещениях – по размерам от внутренней поверхности наружных стен до осей противоположных стен (m1 и n) а в неугловых – между осями внутренних стен (m) и от внутренней поверхности наружной стены до оси противоположной стены (n).
Длина внутренних стен – по размерам от внутренних поверхностей наружных стен до осей внутренних стен (m1) или между осями внутренних стен (m).
Для подсчета поверхности ограждающих конструкций линейные размеры их принимаются с точностью до 01 м. Поверхности отдельных ограждающих конструкций подсчитываются с точностью до 01 м2.
Рисунок 4. Правила обмера теплопередающих ограждений.
Расчетные температуры наружного и внутреннего воздуха.
Расчетная наружная температура tН при определении потерь тепла помещениями принимается равной средней температуре воздуха наиболее холодных пятидневок в данном населенном пункте из восьми зим за 50-летний период. Эта расчетная температура значительно выше чем абсолютная минимальная. Расчет системы отопления на абсолютную минимальную температуру которая отмечается раз в несколько лет причем в течение короткого периода измеряемого часами экономически не оправдан. Резкое кратковременное понижение температуру наружного воздуха благодаря теплоаккумулирующей способности строительных конструкций и мебели находящейся в помещении не вызывает заметных изменений
температуры внутреннего воздуха.
Принятые в России значения температур наружного воздуха для расчета систем отопления основаны на большом практическом опыте и теоретических исследованиях вопросов тепловой устойчивости зданий. Внутренняя температура tВ для помещений жилых и общественных зданий принимается в зависимости от назначения помещения. Для цехов и отделов производственных зданий она принимается в соответствии с требованиями технологии и категорией работы по физической нагрузке рабочего.
Поправочный коэффициент n к расчетной разности температур (t-tH) вводится при подсчете потерь тепла через ограждающие конструкции которые внешней стороной обращены в неотапливаемое помещение (чердак подвал тамбур и т.п.) а не наружу. Этот коэффициент уменьшения расчетной разности температур принимается по СНиПу.
Особенности расчета потерь тепла помещениями через полы расположенные на грунте и на лагах и через подземную часть стены.
Потери тепла через полы расположенные на грунте или на лагах определяют по зонам-полосам шириной 2 м параллельным наружным стенам (рис.5). Чем ближе полоса расположена к наружной стене тем она имеет меньшее термическое сопротивление теплопередаче.
Условная величина термического сопротивления теплопередаче отдельных зон неутепленных полов на грунте принимается независимо от толщины конструкции:
Рисунок 5. Схема к определению потерь тепла через полы и стены заглубленные ниже уровня земли.
I – первая зона; II – вторая зона; III – третья зона IV–четвертая зона (последняя)
а) для I зоны-полосы т. е. поверхности пола расположенной на расстоянии до 2 м в глубину помещений от наружной стены RIЗ = 215 (м2·К)Вт;
б) для II зоны-полосы т. е. для следующих 2 м от наружной стены RIIЗ=430 (м2·К)Вт;
в) для III зоны-полосы расположенной на расстоянии 4÷6 м в глубину помещений от наружной стены RIIIЗ =860 (м2·К)Вт;
г) для IV зоны-полосы (последней) RIVЗ - 142 (м2·К)Вт.
Основная расчетная формула при подсчете потерь тепла QM Вт через пол расположенный на грунте принимает следующий вид:
При подсчете потерь тепла через полы расположенные на грунте или лагах
поверхность участков полов возле угла наружных стен (в первой двухметровой зоне) вводится в расчет дважды т. е. по направлению обеих стен составляющих угол.
Теплопотери через подземную часть наружных стен и полы отапливаемого подвала здания должны подсчитываться так же как и теплопотери через полы расположенные на грунте бесподвального здания т.е. по зонам шириной 2 м с расчетом их от уровня земли (см. рисунок 5). Полы помещений в этом случае (при отсчете зон) рассматриваются как продолжение подземной части наружных стен. Сопротивление теплопередаче определяется так же как и для неутеплённых или утепленных полов.
Добавочные потери тепла вызываемые различными факторами которые не учитываются основной формулой.
Основная формула для расчета потерь тепла помещением через ограждающие конструкции не учитывает ряд факторов влияющих на величину потерь. К ним относятся: ориентация помещений по отношению к странам света; наличие двух и более наружных стен; поступление в помещение наружного воздуха через наружные двери и ворота; высота помещений; инфильтрация в помещения наружного воздуха через неплотности строительных конструкции (в данном проекте инфильтрация не учитывается). Перечисленные факторы учитываются добавками исчисляемыми в процентах к основным потерям тепла рассчитанным по данной формуле в следующих размерах.
На ориентацию по отношение к странам света (для вертикальных и наклонных наружных ограждений). Величина этой добавки принимается в соответствии со схемой приведенной на рисунке 6.
Рисунок 6 Величина добавки в зависимости от ориентации ограждения по странам света.
На продуваемость помещений с двумя наружными стенами и более. Этот фактор увеличивающий потери тепла через вертикальные ограждения (наружные стены двери и окна) учитывается по общественным зданиям и по
вспомогательным помещениям производственных зданий в размере 5% основных теплопотерь.
На подогрев врывающегося холодного воздуха через наружные кратковременно открывающиеся двери не оборудованные воздушными или воздушно-тепловыми завесами добавки принимаются в размере:
для тройных дверей с двумя тамбурами =02
для двойных дверей с тамбуром =027
для двойных дверей без тамбура =034
для одинарных дверей =022 где - высота здания м.
Для главных входов общественных зданий (включая гостиницы и общежития) эта добавка принимается в размере 500% к основным потерям через входные двери.
На высоту помещений. При высоте помещений больше 4 м расчетная величина теплопотерь через все ограждения с включением добавок увеличивается на 2% на каждый метр высоты сверх 4 м но не более 15%. Эта добавка необходима в связи с некоторым перегревом воздуха верхней зоны помещения. В производственных помещениях где температура воздуха под потолком и в рабочей зоне может отличаться больше чем в помещениях общественных зданий указанная добавочная потеря определяется на основе специального расчета распределения температуры по высоте. В лестничных клетках здания добавочная потеря на высоту не учитывается.
Расчет теплопотерь сведем в таблицу 1.
Таблица 1. Расчёт теплопотерь.
№ отапли-ваемо-го поме-щения
Наимено-вание помещения и tв оС
Наиме-нова-ние ограж-дения
Ориен-тация ограж-дения
Пло-щадь ограж-дения м2
Расчёт-ная раз-ность темпе-ратур tв-tн оС
Сумма по поме-щению Вт
Определяем удельную тепловую характеристику здания q0.
Нормативное значение берётся по справочным данным [2]
Определение необходимой поверхности нагревательных приборов.
Для поддержания в помещении требуемой температуры необходимо чтобы количество тепла отдаваемого нагревательными приборами установленными в помещении соответствовало расчетным теплопотерям помещения.
Количество тепла Q Вт отдаваемого прибором пропорционально площади поверхности его нагрева Fпр м2 коэффициенту теплопередачи прибора k и разности температур теплоносителя tcp в приборе и омывающего его воздуха помещения tв.
Исходя из этого можно написать
Средняя температура теплоносителя в приборе при водяном отоплении равна
где .tг – температура теплоносителя при входе в прибор
При учете дополнительных факторов влияющих на теплопередачу приборов формула для расчёта поверхности прибора принимает общий вид:
где: 1 – коэффициент учитывающий охлаждение воды в трубах на первом этаже берём 1 а на втором этаже берём 103.
– коэффициент учитывающий способ установки прибора;
Число секций в радиаторах определяется по формуле:
Площадь поверхности нагрева одной секции М-140 АО=0299 м2
При округлении числа секций в радиаторе до целого числа расчётную площадь поверхности нагрева можно уменьшить не более чем на 01 экм
В процессе определения необходимой площади поверхности нагрева-
тельных приборов исходные и получаемые данные записывают в бланк.
Разность между фактической и требуемой теплоотдачей должна лежать в пределах ±5%.
Расчёт нагревательных приборов заносим в таблицу 2.
Таблица 2. Расчёт нагревательных приборов.
Темпе-ратура воздуха в помещении tв оС
Расчёт-ная нагруз-ка на прибор Qпот Вт
Расчёт-ная раз-ность темпера-тур Δt=tпр-tв оС
Способ подачи тепло-носи-теля
Поправочные коэффициенты
Расчёт-ная тепло-вая нагрузка на прибор Qр Вт
Пло-щадь нагрева-тельно-го прибо-ра Fпр м2
Расчёт-ное количест-во секций
Приня-тое количест-во секций n шт
Коли-чество прибо-ров m шт
Тепловая нагрузка в помещении Q Вт
Учиты-ваю-щий охлаж-дение воды в трубах 1
Учиты-ваю-щий способ уста-новки прибо-ра 2
Расчет трубопроводов двухтрубной системы водяного отопления.
Как известно из гидравлики при движении реальной жидкости по трубам всегда имеют место потери давления на преодоление сопротивления двух видов – трения и местных сопротивлений. К местным сопротивлениям относятся тройники крестовины отводы вентили краны нагревательных приборов котлы теплообменники и т. д..
Потери давленияRт Па на преодоление трения на участке трубопровода с
постоянным расходом движущейся среды (воды пара) и неизменным диаметром определяют по формуле:
где R – удельная потеря давления;
l – длина участка трубопровода.
Потерю давления на преодоление местных сопротивлений Па определяют по формуле:
где – сумма коэффициентов местных сопротивлений в данном участке трубопровода величина безразмерная;
– динамическое давление воды в данном участке трубопровода Па.
Общее сопротивление возникающее при движении воды в трубопроводе циркуляционного кольца включая отопительный прибор котел и арматуру может быть представлено как сумма потерь давления на трение ΣR·l и сумма потерь в местных сопротивлениях Σ уравнением:
где р – располагаемое давление.
При расчете главного циркуляционного кольца разрешается оставлять запас давления на неучтенные сопротивления но не более 10% расчетных потерь давления.
Для гидравлического расчета трубопровода выполняют схему системы отопления в аксонометрической проекции на которой приводят все исходные данные. К составлению такой схемы приступают после того как будет закончена следующая расчётно-графическая работа:
) подсчитаны теплопотери помещениями здания;
) выбран тип отопительных приборов и определено их число для каждого помещения;
) размещены на поэтажных планах здания отопительные приборы горячие и обратные стояки а на планах чердака н подвала — подающие и обратные магистрали;
) выбрано место для теплового пункта или котельной;
) определены размеры расширительного сосуда если он требуется и способ воздухоудаления;
) показано на плане чердака или верхнего этажа (при совмещенной крыше) размещение расширительного сосуда и приборов воздухоудаления.
На планах этажей чердака и подвала горячие и обратные стояки системы отопления должны быть пронумерованы а на аксонометрической схеме кроме стояков нумеруются и все расчетные участки циркуляционных колец – участки труб в которых протекает неизменное количество воды.
Для расчета трубопровода дополнительно на схеме указывают тепловую нагрузку и длину каждого расчетного участка трубопровода циркуляционного кольца а также всю запорно-регулировочную арматуру (краны задвижки и т.д.). Сумма длин всех расчетных участков составляет величину Σ1 расчётного циркуляционного кольца.
При расчете трубопровода двухтрубной системы водяного отопления с естественной циркуляцией принято считать что потеря давления в местных сопротивлениях ориентировочно составляет 50% располагаемого циркуляционного давления. Следовательно возможная средняя удельная потеря давления на трение Rср Па на 1 м длины может быть определена из выражения:
– коэффициент показывающий что 50% давления предполагается
израсходовать на потери на трение а остальные 50% – на местные
Расчёт сети начинают с главного циркуляционного кольца для которого Rср имеет наименьшую величину.
Кроме величины Rср для подбора диаметра трубопроводов по таблице или номограмме необходимо знать количество воды G кгч протекающей по каждому расчетному участку циркуляционного кольца.
Величина G определяется по формуле:
где Q – тепловая нагрузка расчетного участка по теплоотдаче приборов Вт;
tг-tо – перепад температур воды в системе оС;
с – теплоемкость воды кДж(кг·К);
– коэффициент перевода единиц Вт в кДжч.
Ориентируясь на полученное значение Rср и определив количество воды
G кгч можно с помощью номограммы или расчетной таблицы подобрать оптимальные диаметры труб расчетного кольца. Все данные получаемые при расчете трубопровода заносят в таблицу.
При расчете отдельных участков трубопровода необходимо иметь в виду следующее: местное сопротивление тройников и крестовин относят лишь к расчетным участкам с наименьшим расходом воды; местные сопротивления нагревательных приборов котлов и бойлеров учитывают поровну в каждом примыкающем к ним трубопроводе.
Если по произведенному расчету с учетом запаса до 10% расходуемое давление в системе будет больше или меньше располагаемого давления то на отдельных участках кольца следует изменить диаметры труб.
Невязка в расходуемом давлении между отдельными циркуляционными кольцами допускается в однотрубных системах и двухтрубных системах с попутным движением воды до 15% а в двухтрубных с тупиковой разводкой – до 25%.
Основные схемы систем водяного отопления с искусственной циркуляцией воды.
В системах водяного отопления е естественной циркуляцией естественное давление имеет очень небольшую величину. Поэтому при большой протяженности циркуляционных колец а следовательно и при значительных сопротивлениях движению воды в них диаметры трубопроводов получаются по расчету чрезмерно большими и система отопления оказывается экономически невыгодной как по первоначальным затратам так и в процессе эксплуатации.
Технико-экономический анализ систем водяного отопления показывает что системы с естественной циркуляцией становятся экономически неоправданными если возможная потеря давления на 1 метр длины главного циркуляционного кольца меньше 5 Па.
Расчет трубопроводов двухтрубной системы водяного отопления с искусственной циркуляцией воды.
Расчет трубопроводов двухтрубной системы водяного отопления с искусственной циркуляцией воды отличается от расчета трубопроводов такой же системы но с естественной циркуляцией воды определением располагаемого давления. В системе с искусственной циркуляцией оно складывается из давления возникающего в результате охлаждения воды в приборах и трубопроводах и давления которое создается насосом.
Располагаемое давление в этом случае определяется по выражению
где ΔРпр – естественное давление возникающее при охлаждении воды в приборах. Па
ΔРтр – естественное давление возникающее в результате охлаждения воды в трубопроводах Па;
Рнас – давление создаваемое насосом Па.
Аксонометрическая схема системы отопления представлена на рисунке 7.
Гидравлический расчёт системы отопления сводим в таблицу 3.
Таблица 3. Гидравлический расчёт системы отопления.
Тепловая нагрузка на участок Qуч Вт
Расход теплоно-сителя на участке G кгч
Скорость воды на участке W мс
Динами-ческий напор hw Па
Удельная потеря давления на трение R Па
Потеря давления на трение Rl Па
Сумма коэффици-ентов местных сопротивлений Σ
Потеря давления на местные сопротив-ления ΔP=Σ·hwПа
Полные потери давления на трение ΔP Па
Большое циркуляционное кольцо
Малое циркуляционное кольцо
Расчёт местных сопротивлений сводим в таблицу 4.
Таблица 4. Расчёт местных сопротивлений.
Характер сопротивления
Крестовина на поворот
Тройник на прямой проход
Тройник на проход с поворотом
Тройник на противоток
Кран двойной регулировки
Крестовина на прямой проход
Выбор оборудования теплового пункта.
Для теплового пункта необходимо выбрать циркуляционный насос и грязевик. В системе водяного отопления с искусственной циркуляцией кроме насоса для заполнения ее водой и подпитки в процессе эксплуатации устанавливают так называемые циркуляционные насосы для перемещения воды по трубопроводам.
Наибольшее применение в системах отопления зданий получили насосы центробежного типа хотя для отопления небольшого здания от котельной расположенной в его габаритах более пригодны диагональные насосы которые вполне обеспечивают требуемое давление 1÷2 м вод. ст. и соответствуют по производительности.
В системе водяного отопления как правило устанавливают два циркуляционных насоса включаемых поочередно. Таким образом один насос всегда является резервным.
Насосы центробежного типа присоединяют к магистральному трубопроводу охлажденной воды. Оба насоса снабжают обводной линией с задвижкой для регулирования их работы и в случае выключения электроэнергии – для поддержания в системе естественной циркуляции воды. Диагональные насосы можно устанавливать без обводной линии так как сопротивление проходу воды через них незначительно.
Для подбора циркуляционного насоса необходимо знать требуемую его подачу и расчётное давление. Требуемая подача насоса Vнac м3ч определяется тепловой нагрузкой обслуживаемой системы отопления ΣQ Вт и перепадом температуры воды .
где α – коэффициент запаса учитывающий бесполезные потери тепла
ρ70 – плотность воды кгм3;
Давление создаваемое циркуляционным насосом должно быть до-
статочным для преодоления всех сопротивлений движению воды в системе и принимается по потерям давления в самом невыгодном циркуляционном кольце за вычетом минимального естественного давления:
Требуемое давление насоса для систем отопления отдельных зданий обычно не превышает 12 кПа.
Насосы подбирают по их рабочим характеристикам которые приведены в справочниках по санитарной технике и в каталогах заводов-изготовителей.
По требуемой подаче и давлению выбираем насос ЦНИИПС-10 V=2 м3ч Н=25м =13% мощность на валу 011 кВт т.к. насоса с меньшим напором нет в каталоге.
Для труб диаметром 32 мм и 40мм выбираем грязевики марки 10 Г. Он служит для осаждения грязи и удаления её из системы отопления. Без грязевика систему отопления проектировать нельзя потому что грязь оседая в трубах уменьшает их диаметр а это ведет к постепенной разрегулировке системы. Осаждение грязи в грязевике происходит за счет малой скорости движения воды.
Рисунок 8. Схема грязевика.
Расчет системы вентиляции.
В канальных системах естественной вытяжной вентиляции воздух перемещается в каналах и воздуховодах под действием естественного давления возникающего вследствие разности давлений холодного наружного и теплого внутреннего воздуха.
Естественное давление Δре Па определяют по формуле
ρн ρв – плотность соответственно наружного и внутреннего воздуха кгм3
Расчетное естественное давление для систем вентиляции жилых и общественных зданий согласно СНиП П-33-75 определяется для температуры наружного воздуха +5° С. Считается что при более высоких наружных температурах когда естественное давление становится весьма незначительным дополнительный воздухообмен можно получать открывая более часто и на более продолжительное время форточки фрамуги а иногда и створки оконных рам.
Анализируя выражение для естественного давления можно сделать следующие практические выводы.
Верхние этажи здания по сравнению с нижними находятся в менее благоприятных условиях так как располагаемое давление здесь меньше.
Естественное давление становится большим при низкой температуре наружного воздуха и заметно уменьшается в теплое время года.
Охлаждение воздуха в воздуховодах (каналах) влечет за собой снижение действующего давления и может вызвать выпадение конденсата со всеми вытекающими при этом последствиями
Кроме того из этого следует что естественное давление не зависит от длины горизонтальных воздуховодов тогда как для преодоления сопротивлении в коротких ветвях воздуховодов безусловно требуется меньше давления чем в ветвях значительной протяженности. На основании технико-экономических расчетов и опыта эксплуатации вытяжных систем вентиляции радиус действия их от – оси вытяжной шахты до оси наиболее удаленного отверстия допускается не более 8 м.
Для нормальной работы системы естественной вентиляции необходимо чтобы было сохранено равенство:
где R – удельная потеря давления на трение Пам;
– длина воздуховодов (каналов) м;
RI – потеря давления на трение расчетной ветви Па;
– потеря давления на местные сопротивления Па;
Δрс – располагаемое давление Па;
α – коэффициент запаса равный 11—115;
– поправочный коэффициент на шероховатость поверхности.
Расчету воздуховодов (каналов) должна предшествовать следующая расчетно-графическая работа.
Определение воздухообменов для каждого помещения по кратностям (согласно СНиП соответствующего здания) или по расчету. При этой работе заполняется бланк.
Компоновка систем вентиляции. В одну систему объединяют только одноименные или близкие по назначению помещения. Системы вентиляции квартир общежитии и гостиниц не совмещают с системами вентиляции детских садов и яслей торговых и других учреждений находящихся в том же здании. Санитарные узлы во всех случаях обслуживаются самостоятельными системами и при пяти унитазах и более оборудуются механическими побудителями. В детских садах и яслях рекомендуется устраивать вытяжные системы естественной вентиляции самостоятельные для каждой группы детей объединяя помещения с учетом их на значения (СНиП П-Л.3-71). В курительных комнатах как правило осуществляется механическая вентиляция Вытяжку из комнат жилого дома с окнами выходящими на одну сторону рекомендуется объединять в одну систему.
Графическое изображение на планах этажей и чердака элементов системы (каналов и воздуховодов вытяжных отверстий и жалюзийных решеток вытяжных шахт). Против вытяжных отверстий помещений указывается количество воздуха удаляемого по каналу. Транзитные каналы обслуживающие помещения нижних этажей рекомендуется обозначать римскими цифрами (I II III и т.д.). Все системы вентиляции должны быть пронумерованы.
Вычерчивание аксонометрических схем в линиях или что лучше с изображением внешних очертаний всех элементов системы. На схемах в кружке у выносной черты проставляется номер участка над чертой указывается нагрузка участка м3ч а под чертой – длина участка м..
Аэродинамический расчет воздуховодов (каналов) выполняют по таблице или номограммам составленным для стальных воздуховодов круглого сечения при ρв-1205 кгм3 tв=20 °С. В них взаимосвязаны величины L R w hw и d.
Чтобы воспользоваться таблицей или номограммой для расчета воздуховода прямоугольного сечения необходимо предварительно определить соответствующую величину равновеликого (эквивалентного) диаметра т.е. такого диаметра круглого воздуховода при котором для той же скорости движения воздуха как и в прямоугольном воздуховоде удельные потери давления на трение были бы равны. Диаметр определяется по; формуле:
где a b – размеры сторон прямоугольного воздуховода м.
Если воздуховоды имеют шероховатую поверхность то коэффициент трения для них а следовательно и удельная потеря давления на трение будут соответственно больше чем указано в таблице или номограмме.
Методика расчета воздуховодов (каналов) систем естественной вентиляции может быть представлена в следующем виде.
При заданных объемах воздуха подлежащего перемещению по каждому участку каналов принимают скорость его движения.
По объему воздуха и принятой скорости определяют предварительно площадь сечения каналов. Потери давления на трение и местные сопротивления для таких сечений каналов выявляют по таблицам или номограммам.
Сравнивают полученные суммарные сопротивления с располагаемым давлением. Если эти величины совпадают то предварительно полученные площади сечения каналов могут быть приняты как окончательные. Если же потери давления оказались меньше или больше располагаемого давления то площадь сечения каналов следует увеличить или наоборот уменьшить т. е. поступать так же как при расчете трубопровода системы отопления.
При предварительном определении площади сечений каналов систем естественной вентиляции можно задаваться следующими скоростями движения воздуха: в вертикальных каналах верхнего этажа 05÷06 мс из каждого нижерасположенного этажа на 01 мс больше чем из предыдущего но не выше 1 мс; в сборных воздуховодах w≥l мс и в вытяжной шахте
Если при расчете воздуховодов задана площадь сечения каналов и известен часовой расход воздуха то скорость w мс определяется по формуле
где f – площадь сечения канала или воздуховода м2;
L — объем вентиляционного воздуха м3;
Потери давления на местные сопротивления
где Σ – сумма коэффициентов местных сопротивлений;
hw – динамическое давление Па
Динамическое давление hw определяется по дополнительной шкале номограммы для расчета воздуховодов.
Естественное давление в системе вентиляции (при внутренней температуре 25 оС) равно:
Запроектируем приставные воздуховоды из гипсошлаковых плит размещая их у внутренних перегородок.
Местные потери расписываем по участкам:
Участок №1: Вход в жалюзийную решётку с поворотом потока =219;
Прямоугольное колено в верхней части канала =110 колено с изменением сечения =106. Сумма =435;
Участок №2: Прямоугольный тройник на проход =145;
Участок №3: Тройник на всасывание =08;
Участок №4: Выброс воздуха в атмосферу с зонтом =1.
Участок №5: Вход в жалюзийную решётку с поворотом потока =219; прямоугольное колено в верхней части канала =110; тройник отвлетвление =11.
Результаты расчёта заносим в таблицу 5.
Таблица 5. Расчёт вентиляции.
Расход воздуха L м3ч
Скорость воздуха на участке w мс
Площадь попереч-ного сечения воздухо-вода f м2
Разме-ры воздуховода м
Эквивалентный диаметр dэ м
Удель-ная потеря давления на трение R Па
Потеря давле-ния на трение Rl Па
Сумма потерь по участку 1-2
Сравним полученные потери с располагаемым давлением: 1502 Па159 Па следовательно условие PРАСП.>PТР+Z выполнено.
Щекин Р.В. и др. Справочник по теплоснабжению и вентиляции.
Тихомиров К.В. Теплотехника теплогазоснабжение и вентиляция. – М.: Стройиздат 1981. – 272 с.
Ржаницына Л.М. Отопление и вентиляция (Методические указания по выполнению курсовой работы по теплотехнике теплогазоснабжению и вентиляции). – РИО АЛТИ 1979. – 24 с.
Ржаницына Л.М. Расчёт систем вентиляции: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. – Архангельск: РИО АЛТИ 1987. – 20 с.

Љ“ђ‘ђЂ~1.DOC

Министерство образования Российской Федерации
Архангельский государственный технический университет
Факультет промышленной энергетики ФПЭ IV-2
Кафедра промышленной теплоэнергетики
Шафоростов Анатолий Викторович
Курсовая работа по курсу:
«Энергетические системы обеспечения жизнедеятельности».
Отопление и вентиляция гражданского здания в г. Шенкурк.
Пояснительная записка
Руководитель работы: Л.М. Ржаницына
Постановление комиссии от
признать что студент Шафоростов А.В. выполнил и защитил курсовую работу с оценкой .
Председатель комиссии Л.М. Ржаницына
Наименование объекта – Туристическая база
Географический пункт – г. Шенкурск
Материал наружных стен – Красный кирпич
Вид системы отопления – Насосная с нижней разводкой и тепловой
Теплотехнический расчёт.5
Расчет теплопотерь отапливаемых помещений.9
Определение необходимой поверхности нагревательных приборов.23
Расчет трубопроводов двухтрубной системы водяного отопления.27
Выбор оборудования теплового пункта.36
Расчет системы вентиляции.38
Теплотехнический расчёт.
Температура наиболее холодной пятидневки tн5=-32 ºС
Средняя температура отопительного периода tо.п.=-47 ºС
Средняя скорость ветра за январь =59 мс
Продолжительность отопительного периода Zо.п.=251 сутки
Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций αв=872 Вт(м2ºС)
Коэффициент теплоотдачи для зимних условий наружной поверхности αн для наружных стен αн=2326 Вт(м2ºС); для чердачных и надподвальных перекрытий αн=1163 Вт(м2ºС).
Расчётная температура внутреннего воздуха tв=20 ºС
Относительная влажность внутреннего воздуха φв=88 %
Влажностный режим нормальный
Условия эксплуатации ограждающих конструкций Б
Исходя из условий энергосбережения находим значения сопротивления теплопередаче Rо ограждающих конструкций в зависимости от климатических условий учитываемых по величине градусо-суток отопительного периода (ГСОП):
ГСОП=(tв-tо.п.)Zо.п.=(20-(-47))251=61997
Для стены Rо=362 (м2ºС)Вт.
Для чердачных перекрытий и перекрытий над подвалами
Rо.тр.=475 (м2ºС)Вт.
Требуемое значение сопротивления теплопередаче Rо.тр. находим по формуле
где tв – расчётная теипература воздуха в помещении принимаемая по таблице 1.4 [1] tв=20
tн – расчётная зимняя температура наружного воздуха принимаемая по таблице 1.3 [1] tн=-32 оС;
n – коэффициент зависящий от положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху n=1;
Δtн – нормируемый температурный перепад Δtн=4 оС;
В качестве расчётного выбирается большее сопротивление.
Принимаем следующую конструкцию стены.
Рисунок 1. Разрез стены
Внутренняя штукатурка сухая λ=02 Вт(м2ºС); =002 м;
Внутрнений и наружный слои кладки из красного кирпича на цементном песчаном растворе соединённые стальными анкерами λкирпича=0558 Вт(м2ºС); 1=038 м;
=012 м; между слоями кирпичной кладки утеплитель из стекловолокна λ=005 Вт(м2ºС); =Х м.
Рассчитаем толщину утепляющего слоя.
Принятая толщина утеплителя Х1= 01 м и Х2=04 м.
Фактическое сопротивления теплопередаче Rф будет
Рассчитаем толщину утеплителя для чердачного и надподвального перекрытий. Принимаем следующую конструкцию ограждений:
Рисунок 2 Чердачное перекрытие Рисунок 3 Надподвальное перекрытие
Рассчитываем требуемое значение сопротивления теплопередаче для чердачного перекрытия Rо.тр.
Чердачное перекрытие состоит из:
Сплошная панель из каралезибетона λ=026 Вт(м2°С); =022 м;
Пароизоляционный слой пергамента λ=017 Вт(м2°С); =0002 м;
Стекловата λ=005 Вт(м2°С); =Х м;
Шлакоизвестковая стешка λ=018 Вт(м2°С); =004 м.
Принятая толщина утеплителя Х1= 01 м и Х2=008 м.
Рассчитываем требуемое значение сопротивления теплопередаче для надподвального перекрытия Rо.тр.
Перекрытия над холодными подпольями расположенных выше уровня земли n=075.
Перекрытие над техническим подпольем:
Шлакоизвестковая стешка λ=018 Вт(м2°С); =003 м.
Линолеум поливенил хлоридный на тканевой основе λ=035 Вт(м2°С); =001 м;
Принятая толщина утеплителя 02 м.
Проверка на отсутствие конденсата стенок:
Т.к. больше точки росы (=9 ºС.) то выпадение конденсата не будет.
Расчет теплопотерь отапливаемых помещений.
Потери тепла помещениями через ограждающие конструкции учитываемые при проектировании систем отопления разделяются на основные условно называемые нормальными и добавочные которыми учитывается ряд факторов влияющих на величину теплопотерь.
Основные теплопотери помещений Q Вт слагаются из потерь тепла через отдельные ограждающие конструкции определяемые по формуле:
где F – площадь ограждающей конструкции через которую происходит потеря тепла м2
k – коэффициент теплопередачи данной ограждающей конструкции Вт(м2·К);
tВ – расчетная температура внутреннего воздуха °С;
t – расчетная температура наружного воздуха °С;
n – поправочный коэффициент к расчетной разности температур (tB-tH).
Теплообмен через ограждения между смежными отапливаемыми помещениями при расчете теплопотерь учитывается если разность температур воздуха этих помещений более 3° С. При меньшей разности температур теплообмен незначителен и не учитывается.
Правила обмера поверхностей ограждающих конструкций.
Поверхность F м2 наружных ограждений при подсчете потерь тепла измеряется по планам и разрезам здания следующим образом (рис. 4).
Высота стен первого этажа если пол находится непосредственно на грунте – между уровнями полов первого и второго этажей; если пол на лагах – от наружного уровня подготовки пола на лагах до уровня пола второго этажа; при не отапливаемом подвале или подполье – от уровня нижней поверхности конструкции пола первого этажа до уровня чистого пола второго этажа (h1) а в одноэтажных зданиях с чердачным перекрытием высота измеряется от пола до верха утепляющего слоя перекрытия.
Высота стен промежуточного этажа – между уровнями чистых полов данного и вышележащего этажей (h2) а верхнего этажа – от уровня его чистого пола до верха утепляющего слоя чердачного перекрытия (h3) или бесчердачного покрытия.
Длина наружных стен в угловых помещениях – от кромки наружного угла до осей внутренних стен (l1 и l2) а в неугловых – между осями внутренних стен (l3).
Поверхность окон дверей и фонарей – по наименьшим размерам строительных проемов в свету (a и b).
Поверхности потолков и полов над подвалами и подпольями в угловых помещениях – по размерам от внутренней поверхности наружных стен до осей противоположных стен (m1 и n) а в неугловых – между осями внутренних стен (m) и от внутренней поверхности наружной стены до оси противоположной стены (n).
Длина внутренних стен – по размерам от внутренних поверхностей наружных стен до осей внутренних стен (m1) или между осями внутренних стен (m).
Для подсчета поверхности ограждающих конструкций линейные размеры их принимаются с точностью до 01 м. Поверхности отдельных ограждающих конструкций подсчитываются с точностью до 01 м2.
Рисунок 4. Правила обмера теплопередающих ограждений.
Расчетные температуры наружного и внутреннего воздуха.
Расчетная наружная температура tН при определении потерь тепла помещениями принимается равной средней температуре воздуха наиболее холодных пятидневок в данном населенном пункте из восьми зим за 50-летний период. Эта расчетная температура значительно выше чем абсолютная минимальная. Расчет системы отопления на абсолютную минимальную температуру которая отмечается раз в несколько лет причем в течение короткого периода измеряемого часами экономически не оправдан. Резкое кратковременное понижение температуру наружного воздуха благодаря теплоаккумулирующей способности строительных конструкций и мебели находящейся в помещении не вызывает заметных изменений
температуры внутреннего воздуха.
Принятые в России значения температур наружного воздуха для расчета систем отопления основаны на большом практическом опыте и теоретических исследованиях вопросов тепловой устойчивости зданий. Внутренняя температура tВ для помещений жилых и общественных зданий принимается в зависимости от назначения помещения. Для цехов и отделов производственных зданий она принимается в соответствии с требованиями технологии и категорией работы по физической нагрузке рабочего.
Поправочный коэффициент n к расчетной разности температур (t-tH) вводится при подсчете потерь тепла через ограждающие конструкции которые внешней стороной обращены в неотапливаемое помещение (чердак подвал тамбур и т.п.) а не наружу. Этот коэффициент уменьшения расчетной разности температур принимается по СНиПу.
Особенности расчета потерь тепла помещениями через полы расположенные на грунте и на лагах и через подземную часть стены.
Потери тепла через полы расположенные на грунте или на лагах определяют по зонам-полосам шириной 2 м параллельным наружным стенам (рис.5). Чем ближе полоса расположена к наружной стене тем она имеет меньшее термическое сопротивление теплопередаче.
Условная величина термического сопротивления теплопередаче отдельных зон неутепленных полов на грунте принимается независимо от толщины конструкции:
Рисунок 5. Схема к определению потерь тепла через полы и стены заглубленные ниже уровня земли.
I – первая зона; II – вторая зона; III – третья зона IV–четвертая зона (последняя)
а) для I зоны-полосы т. е. поверхности пола расположенной на расстоянии до 2 м в глубину помещений от наружной стены RIЗ = 215 (м2·К)Вт;
б) для II зоны-полосы т. е. для следующих 2 м от наружной стены RIIЗ=430 (м2·К)Вт;
в) для III зоны-полосы расположенной на расстоянии 4÷6 м в глубину помещений от наружной стены RIIIЗ =860 (м2·К)Вт;
г) для IV зоны-полосы (последней) RIVЗ - 142 (м2·К)Вт.
Основная расчетная формула при подсчете потерь тепла QM Вт через пол расположенный на грунте принимает следующий вид:
При подсчете потерь тепла через полы расположенные на грунте или лагах
поверхность участков полов возле угла наружных стен (в первой двухметровой зоне) вводится в расчет дважды т. е. по направлению обеих стен составляющих угол.
Теплопотери через подземную часть наружных стен и полы отапливаемого подвала здания должны подсчитываться так же как и теплопотери через полы расположенные на грунте бесподвального здания т.е. по зонам шириной 2 м с расчетом их от уровня земли (см. рисунок 5). Полы помещений в этом случае (при отсчете зон) рассматриваются как продолжение подземной части наружных стен. Сопротивление теплопередаче определяется так же как и для неутеплённых или утепленных полов.
Добавочные потери тепла вызываемые различными факторами которые не учитываются основной формулой.
Основная формула для расчета потерь тепла помещением через ограждающие конструкции не учитывает ряд факторов влияющих на величину потерь. К ним относятся: ориентация помещений по отношению к странам света; наличие двух и более наружных стен; поступление в помещение наружного воздуха через наружные двери и ворота; высота помещений; инфильтрация в помещения наружного воздуха через неплотности строительных конструкции (в данном проекте инфильтрация не учитывается). Перечисленные факторы учитываются добавками исчисляемыми в процентах к основным потерям тепла рассчитанным по данной формуле в следующих размерах.
На ориентацию по отношение к странам света (для вертикальных и наклонных наружных ограждений). Величина этой добавки принимается в соответствии со схемой приведенной на рисунке 6.
Рисунок 6 Величина добавки в зависимости от ориентации ограждения по странам света.
На продуваемость помещений с двумя наружными стенами и более. Этот фактор увеличивающий потери тепла через вертикальные ограждения (наружные стены двери и окна) учитывается по общественным зданиям и по
вспомогательным помещениям производственных зданий в размере 5% основных теплопотерь.
На подогрев врывающегося холодного воздуха через наружные кратковременно открывающиеся двери не оборудованные воздушными или воздушно-тепловыми завесами добавки принимаются в размере:
для тройных дверей с двумя тамбурами =02
для двойных дверей с тамбуром =027
для двойных дверей без тамбура =034
для одинарных дверей =022 где - высота здания м.
Для главных входов общественных зданий (включая гостиницы и общежития) эта добавка принимается в размере 500% к основным потерям через входные двери.
На высоту помещений. При высоте помещений больше 4 м расчетная величина теплопотерь через все ограждения с включением добавок увеличивается на 2% на каждый метр высоты сверх 4 м но не более 15%. Эта добавка необходима в связи с некоторым перегревом воздуха верхней зоны помещения. В производственных помещениях где температура воздуха под потолком и в рабочей зоне может отличаться больше чем в помещениях общественных зданий указанная добавочная потеря определяется на основе специального расчета распределения температуры по высоте. В лестничных клетках здания добавочная потеря на высоту не учитывается.
Расчет теплопотерь сведем в таблицу 1.
Таблица 1. Расчёт теплопотерь.
№ отапли-ваемо-го поме-щения
Наимено-вание помещения и tв оС
Наиме-нова-ние ограж-дения
Ориен-тация ограж-дения
Пло-щадь ограж-дения м2
Расчёт-ная раз-ность темпе-ратур tв-tн оС
Сумма по поме-щению Вт
Определяем удельную тепловую характеристику здания q0.
Нормативное значение берётся по справочным данным [2]
Определение необходимой поверхности нагревательных приборов.
Для поддержания в помещении требуемой температуры необходимо чтобы количество тепла отдаваемого нагревательными приборами установленными в помещении соответствовало расчетным теплопотерям помещения.
Количество тепла Q Вт отдаваемого прибором пропорционально площади поверхности его нагрева Fпр м2 коэффициенту теплопередачи прибора k и разности температур теплоносителя tcp в приборе и омывающего его воздуха помещения tв.
Исходя из этого можно написать
Средняя температура теплоносителя в приборе при водяном отоплении равна
где .tг – температура теплоносителя при входе в прибор
При учете дополнительных факторов влияющих на теплопередачу приборов формула для расчёта поверхности прибора принимает общий вид:
где: 1 – коэффициент учитывающий охлаждение воды в трубах на первом этаже берём 1 а на втором этаже берём 103.
– коэффициент учитывающий способ установки прибора;
Число секций в радиаторах определяется по формуле:
Площадь поверхности нагрева одной секции М-140 АО=0299 м2
При округлении числа секций в радиаторе до целого числа расчётную площадь поверхности нагрева можно уменьшить не более чем на 01 экм
В процессе определения необходимой площади поверхности нагрева-
тельных приборов исходные и получаемые данные записывают в бланк.
Разность между фактической и требуемой теплоотдачей должна лежать в пределах ±5%.
Расчёт нагревательных приборов заносим в таблицу 2.
Таблица 2. Расчёт нагревательных приборов.
Темпе-ратура воздуха в помещении tв оС
Расчёт-ная нагруз-ка на прибор Qпот Вт
Расчёт-ная раз-ность темпера-тур Δt=tпр-tв оС
Способ подачи тепло-носи-теля
Поправочные коэффициенты
Расчёт-ная тепло-вая нагрузка на прибор Qр Вт
Пло-щадь нагрева-тельно-го прибо-ра Fпр м2
Расчёт-ное количест-во секций
Приня-тое количест-во секций n шт
Коли-чество прибо-ров m шт
Тепловая нагрузка в помещении Q Вт
Учиты-ваю-щий охлаж-дение воды в трубах 1
Учиты-ваю-щий способ уста-новки прибо-ра 2
Расчет трубопроводов двухтрубной системы водяного отопления.
Как известно из гидравлики при движении реальной жидкости по трубам всегда имеют место потери давления на преодоление сопротивления двух видов – трения и местных сопротивлений. К местным сопротивлениям относятся тройники крестовины отводы вентили краны нагревательных приборов котлы теплообменники и т. д..
Потери давленияRт Па на преодоление трения на участке трубопровода с
постоянным расходом движущейся среды (воды пара) и неизменным диаметром определяют по формуле:
где R – удельная потеря давления;
l – длина участка трубопровода.
Потерю давления на преодоление местных сопротивлений Па определяют по формуле:
где – сумма коэффициентов местных сопротивлений в данном участке трубопровода величина безразмерная;
– динамическое давление воды в данном участке трубопровода Па.
Общее сопротивление возникающее при движении воды в трубопроводе циркуляционного кольца включая отопительный прибор котел и арматуру может быть представлено как сумма потерь давления на трение ΣR·l и сумма потерь в местных сопротивлениях Σ уравнением:
где р – располагаемое давление.
При расчете главного циркуляционного кольца разрешается оставлять запас давления на неучтенные сопротивления но не более 10% расчетных потерь давления.
Для гидравлического расчета трубопровода выполняют схему системы отопления в аксонометрической проекции на которой приводят все исходные данные. К составлению такой схемы приступают после того как будет закончена следующая расчётно-графическая работа:
) подсчитаны теплопотери помещениями здания;
) выбран тип отопительных приборов и определено их число для каждого помещения;
) размещены на поэтажных планах здания отопительные приборы горячие и обратные стояки а на планах чердака н подвала — подающие и обратные магистрали;
) выбрано место для теплового пункта или котельной;
) определены размеры расширительного сосуда если он требуется и способ воздухоудаления;
) показано на плане чердака или верхнего этажа (при совмещенной крыше) размещение расширительного сосуда и приборов воздухоудаления.
На планах этажей чердака и подвала горячие и обратные стояки системы отопления должны быть пронумерованы а на аксонометрической схеме кроме стояков нумеруются и все расчетные участки циркуляционных колец – участки труб в которых протекает неизменное количество воды.
Для расчета трубопровода дополнительно на схеме указывают тепловую нагрузку и длину каждого расчетного участка трубопровода циркуляционного кольца а также всю запорно-регулировочную арматуру (краны задвижки и т.д.). Сумма длин всех расчетных участков составляет величину Σ1 расчётного циркуляционного кольца.
При расчете трубопровода двухтрубной системы водяного отопления с естественной циркуляцией принято считать что потеря давления в местных сопротивлениях ориентировочно составляет 50% располагаемого циркуляционного давления. Следовательно возможная средняя удельная потеря давления на трение Rср Па на 1 м длины может быть определена из выражения:
– коэффициент показывающий что 50% давления предполагается
израсходовать на потери на трение а остальные 50% – на местные
Расчёт сети начинают с главного циркуляционного кольца для которого Rср имеет наименьшую величину.
Кроме величины Rср для подбора диаметра трубопроводов по таблице или номограмме необходимо знать количество воды G кгч протекающей по каждому расчетному участку циркуляционного кольца.
Величина G определяется по формуле:
где Q – тепловая нагрузка расчетного участка по теплоотдаче приборов Вт;
tг-tо – перепад температур воды в системе оС;
с – теплоемкость воды кДж(кг·К);
– коэффициент перевода единиц Вт в кДжч.
Ориентируясь на полученное значение Rср и определив количество воды
G кгч можно с помощью номограммы или расчетной таблицы подобрать оптимальные диаметры труб расчетного кольца. Все данные получаемые при расчете трубопровода заносят в таблицу.
При расчете отдельных участков трубопровода необходимо иметь в виду следующее: местное сопротивление тройников и крестовин относят лишь к расчетным участкам с наименьшим расходом воды; местные сопротивления нагревательных приборов котлов и бойлеров учитывают поровну в каждом примыкающем к ним трубопроводе.
Если по произведенному расчету с учетом запаса до 10% расходуемое давление в системе будет больше или меньше располагаемого давления то на отдельных участках кольца следует изменить диаметры труб.
Невязка в расходуемом давлении между отдельными циркуляционными кольцами допускается в однотрубных системах и двухтрубных системах с попутным движением воды до 15% а в двухтрубных с тупиковой разводкой – до 25%.
Основные схемы систем водяного отопления с искусственной циркуляцией воды.
В системах водяного отопления е естественной циркуляцией естественное давление имеет очень небольшую величину. Поэтому при большой протяженности циркуляционных колец а следовательно и при значительных сопротивлениях движению воды в них диаметры трубопроводов получаются по расчету чрезмерно большими и система отопления оказывается экономически невыгодной как по первоначальным затратам так и в процессе эксплуатации.
Технико-экономический анализ систем водяного отопления показывает что системы с естественной циркуляцией становятся экономически неоправданными если возможная потеря давления на 1 метр длины главного циркуляционного кольца меньше 5 Па.
Расчет трубопроводов двухтрубной системы водяного отопления с искусственной циркуляцией воды.
Расчет трубопроводов двухтрубной системы водяного отопления с искусственной циркуляцией воды отличается от расчета трубопроводов такой же системы но с естественной циркуляцией воды определением располагаемого давления. В системе с искусственной циркуляцией оно складывается из давления возникающего в результате охлаждения воды в приборах и трубопроводах и давления которое создается насосом.
Располагаемое давление в этом случае определяется по выражению
где ΔРпр – естественное давление возникающее при охлаждении воды в приборах. Па
ΔРтр – естественное давление возникающее в результате охлаждения воды в трубопроводах Па;
Рнас – давление создаваемое насосом Па.
Аксонометрическая схема системы отопления представлена на рисунке 7.
Гидравлический расчёт системы отопления сводим в таблицу 3.
Таблица 3. Гидравлический расчёт системы отопления.
Тепловая нагрузка на участок Qуч Вт
Расход теплоно-сителя на участке G кгч
Скорость воды на участке W мс
Динами-ческий напор hw Па
Удельная потеря давления на трение R Па
Потеря давления на трение Rl Па
Сумма коэффици-ентов местных сопротивлений Σ
Потеря давления на местные сопротив-ления ΔP=Σ·hwПа
Полные потери давления на трение ΔP Па
Большое циркуляционное кольцо
Малое циркуляционное кольцо
Расчёт местных сопротивлений сводим в таблицу 4.
Таблица 4. Расчёт местных сопротивлений.
Характер сопротивления
Крестовина на поворот
Тройник на прямой проход
Тройник на проход с поворотом
Тройник на противоток
Кран двойной регулировки
Крестовина на прямой проход
Выбор оборудования теплового пункта.
Для теплового пункта необходимо выбрать циркуляционный насос и грязевик. В системе водяного отопления с искусственной циркуляцией кроме насоса для заполнения ее водой и подпитки в процессе эксплуатации устанавливают так называемые циркуляционные насосы для перемещения воды по трубопроводам.
Наибольшее применение в системах отопления зданий получили насосы центробежного типа хотя для отопления небольшого здания от котельной расположенной в его габаритах более пригодны диагональные насосы которые вполне обеспечивают требуемое давление 1÷2 м вод. ст. и соответствуют по производительности.
В системе водяного отопления как правило устанавливают два циркуляционных насоса включаемых поочередно. Таким образом один насос всегда является резервным.
Насосы центробежного типа присоединяют к магистральному трубопроводу охлажденной воды. Оба насоса снабжают обводной линией с задвижкой для регулирования их работы и в случае выключения электроэнергии – для поддержания в системе естественной циркуляции воды. Диагональные насосы можно устанавливать без обводной линии так как сопротивление проходу воды через них незначительно.
Для подбора циркуляционного насоса необходимо знать требуемую его подачу и расчётное давление. Требуемая подача насоса Vнac м3ч определяется тепловой нагрузкой обслуживаемой системы отопления ΣQ Вт и перепадом температуры воды .
где α – коэффициент запаса учитывающий бесполезные потери тепла
ρ70 – плотность воды кгм3;
Давление создаваемое циркуляционным насосом должно быть до-
статочным для преодоления всех сопротивлений движению воды в системе и принимается по потерям давления в самом невыгодном циркуляционном кольце за вычетом минимального естественного давления:
Требуемое давление насоса для систем отопления отдельных зданий обычно не превышает 12 кПа.
Насосы подбирают по их рабочим характеристикам которые приведены в справочниках по санитарной технике и в каталогах заводов-изготовителей.
По требуемой подаче и давлению выбираем насос ЦНИИПС-10 V=2 м3ч Н=25м =13% мощность на валу 011 кВт т.к. насоса с меньшим напором нет в каталоге.
Для труб диаметром 32 мм и 40мм выбираем грязевики марки 10 Г. Он служит для осаждения грязи и удаления её из системы отопления. Без грязевика систему отопления проектировать нельзя потому что грязь оседая в трубах уменьшает их диаметр а это ведет к постепенной разрегулировке системы. Осаждение грязи в грязевике происходит за счет малой скорости движения воды.
Рисунок 8. Схема грязевика.
Расчет системы вентиляции.
В канальных системах естественной вытяжной вентиляции воздух перемещается в каналах и воздуховодах под действием естественного давления возникающего вследствие разности давлений холодного наружного и теплого внутреннего воздуха.
Естественное давление Δре Па определяют по формуле
ρн ρв – плотность соответственно наружного и внутреннего воздуха кгм3
Расчетное естественное давление для систем вентиляции жилых и общественных зданий согласно СНиП П-33-75 определяется для температуры наружного воздуха +5° С. Считается что при более высоких наружных температурах когда естественное давление становится весьма незначительным дополнительный воздухообмен можно получать открывая более часто и на более продолжительное время форточки фрамуги а иногда и створки оконных рам.
Анализируя выражение для естественного давления можно сделать следующие практические выводы.
Верхние этажи здания по сравнению с нижними находятся в менее благоприятных условиях так как располагаемое давление здесь меньше.
Естественное давление становится большим при низкой температуре наружного воздуха и заметно уменьшается в теплое время года.
Охлаждение воздуха в воздуховодах (каналах) влечет за собой снижение действующего давления и может вызвать выпадение конденсата со всеми вытекающими при этом последствиями
Кроме того из этого следует что естественное давление не зависит от длины горизонтальных воздуховодов тогда как для преодоления сопротивлении в коротких ветвях воздуховодов безусловно требуется меньше давления чем в ветвях значительной протяженности. На основании технико-экономических расчетов и опыта эксплуатации вытяжных систем вентиляции радиус действия их от – оси вытяжной шахты до оси наиболее удаленного отверстия допускается не более 8 м.
Для нормальной работы системы естественной вентиляции необходимо чтобы было сохранено равенство:
где R – удельная потеря давления на трение Пам;
– длина воздуховодов (каналов) м;
RI – потеря давления на трение расчетной ветви Па;
– потеря давления на местные сопротивления Па;
Δрс – располагаемое давление Па;
α – коэффициент запаса равный 11—115;
– поправочный коэффициент на шероховатость поверхности.
Расчету воздуховодов (каналов) должна предшествовать следующая расчетно-графическая работа.
Определение воздухообменов для каждого помещения по кратностям (согласно СНиП соответствующего здания) или по расчету. При этой работе заполняется бланк.
Компоновка систем вентиляции. В одну систему объединяют только одноименные или близкие по назначению помещения. Системы вентиляции квартир общежитии и гостиниц не совмещают с системами вентиляции детских садов и яслей торговых и других учреждений находящихся в том же здании. Санитарные узлы во всех случаях обслуживаются самостоятельными системами и при пяти унитазах и более оборудуются механическими побудителями. В детских садах и яслях рекомендуется устраивать вытяжные системы естественной вентиляции самостоятельные для каждой группы детей объединяя помещения с учетом их на значения (СНиП П-Л.3-71). В курительных комнатах как правило осуществляется механическая вентиляция Вытяжку из комнат жилого дома с окнами выходящими на одну сторону рекомендуется объединять в одну систему.
Графическое изображение на планах этажей и чердака элементов системы (каналов и воздуховодов вытяжных отверстий и жалюзийных решеток вытяжных шахт). Против вытяжных отверстий помещений указывается количество воздуха удаляемого по каналу. Транзитные каналы обслуживающие помещения нижних этажей рекомендуется обозначать римскими цифрами (I II III и т.д.). Все системы вентиляции должны быть пронумерованы.
Вычерчивание аксонометрических схем в линиях или что лучше с изображением внешних очертаний всех элементов системы. На схемах в кружке у выносной черты проставляется номер участка над чертой указывается нагрузка участка м3ч а под чертой – длина участка м..
Аэродинамический расчет воздуховодов (каналов) выполняют по таблице или номограммам составленным для стальных воздуховодов круглого сечения при ρв-1205 кгм3 tв=20 °С. В них взаимосвязаны величины L R w hw и d.
Чтобы воспользоваться таблицей или номограммой для расчета воздуховода прямоугольного сечения необходимо предварительно определить соответствующую величину равновеликого (эквивалентного) диаметра т.е. такого диаметра круглого воздуховода при котором для той же скорости движения воздуха как и в прямоугольном воздуховоде удельные потери давления на трение были бы равны. Диаметр определяется по; формуле:
где a b – размеры сторон прямоугольного воздуховода м.
Если воздуховоды имеют шероховатую поверхность то коэффициент трения для них а следовательно и удельная потеря давления на трение будут соответственно больше чем указано в таблице или номограмме.
Методика расчета воздуховодов (каналов) систем естественной вентиляции может быть представлена в следующем виде.
При заданных объемах воздуха подлежащего перемещению по каждому участку каналов принимают скорость его движения.
По объему воздуха и принятой скорости определяют предварительно площадь сечения каналов. Потери давления на трение и местные сопротивления для таких сечений каналов выявляют по таблицам или номограммам.
Сравнивают полученные суммарные сопротивления с располагаемым давлением. Если эти величины совпадают то предварительно полученные площади сечения каналов могут быть приняты как окончательные. Если же потери давления оказались меньше или больше располагаемого давления то площадь сечения каналов следует увеличить или наоборот уменьшить т. е. поступать так же как при расчете трубопровода системы отопления.
При предварительном определении площади сечений каналов систем естественной вентиляции можно задаваться следующими скоростями движения воздуха: в вертикальных каналах верхнего этажа 05÷06 мс из каждого нижерасположенного этажа на 01 мс больше чем из предыдущего но не выше 1 мс; в сборных воздуховодах w≥l мс и в вытяжной шахте
Если при расчете воздуховодов задана площадь сечения каналов и известен часовой расход воздуха то скорость w мс определяется по формуле
где f – площадь сечения канала или воздуховода м2;
L — объем вентиляционного воздуха м3;
Потери давления на местные сопротивления
где Σ – сумма коэффициентов местных сопротивлений;
hw – динамическое давление Па
Динамическое давление hw определяется по дополнительной шкале номограммы для расчета воздуховодов.
Естественное давление в системе вентиляции (при внутренней температуре 25 оС) равно:
Запроектируем приставные воздуховоды из гипсошлаковых плит размещая их у внутренних перегородок.
Местные потери расписываем по участкам:
Участок №1: Вход в жалюзийную решётку с поворотом потока =219;
Прямоугольное колено в верхней части канала =110 колено с изменением сечения =106. Сумма =435;
Участок №2: Прямоугольный тройник на проход =145;
Участок №3: Тройник на всасывание =08;
Участок №4: Выброс воздуха в атмосферу с зонтом =1.
Участок №5: Вход в жалюзийную решётку с поворотом потока =219; прямоугольное колено в верхней части канала =110; тройник отвлетвление =11.
Результаты расчёта заносим в таблицу 5.
Таблица 5. Расчёт вентиляции.
Расход воздуха L м3ч
Скорость воздуха на участке w мс
Площадь попереч-ного сечения воздухо-вода f м2
Разме-ры воздуховода м
Эквивалентный диаметр dэ м
Удель-ная потеря давления на трение R Па
Потеря давле-ния на трение Rl Па
Сумма потерь по участку 1-2
Сравним полученные потери с располагаемым давлением: 1502 Па159 Па следовательно условие PРАСП.>PТР+Z выполнено.
Щекин Р.В. и др. Справочник по теплоснабжению и вентиляции.
Тихомиров К.В. Теплотехника теплогазоснабжение и вентиляция. – М.: Стройиздат 1981. – 272 с.
Ржаницына Л.М. Отопление и вентиляция (Методические указания по выполнению курсовой работы по теплотехнике теплогазоснабжению и вентиляции). – РИО АЛТИ 1979. – 24 с.
Ржаницына Л.М. Расчёт систем вентиляции: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. – Архангельск: РИО АЛТИ 1987. – 20 с.

Ден.dwg

Курс (ЭСОЖ).doc

Теплотехнический расчёт.
Температура наиболее холодной пятидневки tн5=-24 ºС
Средняя температура отопительного периода tо.п.=-1 ºС
Средняя скорость ветра за январь =55 мс
Продолжительность отопительного периода Zо.п.=175 сутки
Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций αв=872 Вт(м2ºС)
Коэффициент теплоотдачи для зимних условий наружной поверхности αн для наружных стен αн=2326 Вт(м2ºС); для чердачных и надподвальных перекрытий αн=1163 Вт(м2ºС).
Расчётная температура внутреннего воздуха tв=18 ºС
Относительная влажность внутреннего воздуха φв=55 %
Влажностный режим нормальный
Условия эксплуатации ограждающих конструкций Б
Исходя из условий энергосбережения находим значения сопротивления теплопередаче Rо ограждающих конструкций в зависимости от климатических условий учитываемых по величине градусо-суток отопительного периода (ГСОП):
ГСОП=(tв-tо.п.)Zо.п.=(18-(-1))175=3325
Для стены Rо=256 (м2ºС)Вт.
Для чердачных перекрытий и перекрытий над подвалами
Rо.тр.=339 (м2ºС)Вт.
Требуемое значение сопротивления теплопередаче Rо.тр. находим по формуле
где tв – расчётная температура воздуха в помещении принимаемая по таблице 1.4 [1] tв=18
tн – расчётная зимняя температура наружного воздуха принимаемая по таблице 1.3 [1] tн=-24 оС;
Rв – сопротивление теплоотдаче внутренней поверхностью ограждения принимаемое по таблице 1.5 [1] Rв=0115 м2·оСВт;
n – коэффициент зависящий от положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху n=1;
Δtн – нормируемый температурный перепад Δtн=4 оС;
В качестве расчётного выбирается большее сопротивление.
Принимаем следующую конструкцию стены.
Внутренняя штукатурка из цементно-песчаного раствора
λ=093 Вт(м2ºС); =002 м; Внутрнений и наружный слои из силикатного бетонных блоков λбетона=105 Вт(м2ºС); 1=028 м; 2=018 м; между слоями утеплитель из пенополиуретана λ=0043 Вт(м2ºС); =Х м.
Рассчитаем толщину утепляющего слоя.
Принятая толщина утеплителя 01 м.
Фактическое сопротивление теплопередаче Rф будет
Рассчитаем толщину утеплителя для чердачного и надподвального перекрытий. Принимаем следующую конструкцию ограждений:
Рисунок 2 Чердачное перекрытие Рисунок 3 Надподвальное перекрытие
Рассчитываем требуемое значение сопротивления теплопередаче для чердачного перекрытия Rо.тр.
Чердачное перекрытие состоит из:
Железобетонная плита λ=192 Вт(м2°С); =014 м;
Рубероид λ=0174 Вт(м2°С); =0005 м;
Доска λ=0174 Вт(м2°С); =002 м;
Пенополиуретан λ=0043 Вт(м2°С); = м.
Принятая толщина утеплителя 014 м.
Фактическое сопротивления теплопередаче Rф будет
Рассчитываем требуемое значение сопротивления теплопередаче для надподвального перекрытия Rо.тр.
Перекрытие над подвалом состоит из:
Линолеум λ=0256 Вт(м2°С); =0005 м;
Выравнивающий слой из цементно-песчаного раствора λ=093 Вт(м2ºС); =0005 м
Железобетонная плита λ=192 Вт(м2°С); =014 м;
Пенополиуретан λ=0043 Вт(м2°С); =Х м
Принятая толщина утеплителя 013 м.
Так как конструкции наружных ограждений были выбраны при Ro>Rтр то проверка на конденсацию водяных паров не требуется.
Расчет теплопотерь отапливаемых помещений.
Потери тепла помещениями через ограждающие конструкции учитываемые при проектировании систем отопления разделяются на основные условно называемые нормальными и добавочные которыми учитывается ряд факторов влияющих на величину теплопотерь.
Основные теплопотери помещений Q Вт слагаются из потерь тепла через отдельные ограждающие конструкции определяемые по формуле
где F – площадь ограждающей конструкции через которую происходит потеря тепла м2
k – коэффициент теплопередачи данной ограждающей конструкции Вт(м2·К);
tВ – расчетная температура внутреннего воздуха °С;
t – расчетная температура наружного воздуха °С;
n – поправочный коэффициент к расчетной разности температур (tB-tH).
Теплообмен через ограждения между смежными отапливаемыми помещениями при расчете теплопотерь учитывается если разность температур воздуха этих помещений более 3° С. При меньшей разности температур теплообмен незначителен и не учитывается.
Правила обмера поверхностей ограждающих конструкций.
Поверхность F м2 наружных ограждений при подсчете потерь тепла измеряется по планам и разрезам здания следующим образом (рис. 4).
Высота стен первого этажа если пол находится непосредственно на грунте – между уровнями полов первого и второго этажей; если пол на лагах – от наружного уровня подготовки пола на лагах до уровня пола второго этажа; при не отапливаемом подвале или подполье – от уровня нижней поверхности конструкции пола первого этажа до уровня чистого пола второго этажа (h1) а в одноэтажных зданиях с чердачным перекрытием высота измеряется от пола до верха утепляющего слоя перекрытия.
Высота стен промежуточного этажа – между уровнями чистых полов данного и вышележащего этажей (h2) а верхнего этажа – от уровня его чистого пола до верха утепляющего слоя чердачного перекрытия (h3) или бесчердачного покрытия.
Длина наружных стен в угловых помещениях – от кромки наружного угла до осей внутренних стен (l1 и l2) а в неугловых – между осями внутренних стен (l3).
Поверхность окон дверей и фонарей – по наименьшим размерам строительных проемов в свету (a и b).
Поверхности потолков и полов над подвалами и подпольями в угловых помещениях – по размерам от внутренней поверхности наружных стен до осей противоположных стен (m1 и n) а в неугловых – между осями внутренних стен (m) и от внутренней поверхности наружной стены до оси противоположной стены (n).
Длина внутренних стен – по размерам от внутренних поверхностей наружных стен до осей внутренних стен (m1) или между осями внутренних стен (m).
Для подсчета поверхности ограждающих конструкций линейные размеры их принимаются с точностью до 01 м. Поверхности отдельных ограждающих конструкций подсчитываются с точностью до 01 м2.
Рисунок 4. Правила обмера теплопередающих ограждений.
Расчетные температуры наружного и внутреннего воздуха.
Расчетная наружная температура tН при определении потерь тепла помещениями принимается равной средней температуре воздуха наиболее холодных пятидневок в данном населенном пункте из восьми зим за 50-летний период. Эта расчетная температура значительно выше чем абсолютная минимальная. Расчет системы отопления на абсолютную минимальную температуру которая отмечается раз в несколько лет причем в течение короткого периода измеряемого часами экономически не оправдан. Резкое кратковременное понижение температуры наружного воздуха благодаря теплоаккумулирующей способности строительных конструкций и мебели находящейся в помещении не вызывает заметных изменений температуры внутреннего воздуха.
Принятые в России значения температур наружного воздуха для расчета систем отопления основаны на большом практическом опыте и теоретических исследованиях вопросов тепловой устойчивости зданий. Внутренняя температура tВ для помещений жилых и общественных зданий принимается в зависимости от назначения помещения. Для цехов и отделов производственных зданий она принимается в соответствии с требованиями технологии и категорией работы по физической нагрузке рабочего.
Поправочный коэффициент n к расчетной разности температур (t-tH) вводится при подсчете потерь тепла через ограждающие конструкции которые внешней стороной обращены в неотапливаемое помещение (чердак подвал тамбур и т.п.) а не наружу. Этот коэффициент уменьшения расчетной разности температур принимается по СНиПу.
Особенности расчета потерь тепла помещениями через полы расположенные на грунте и на лагах и через подземную часть стены.
Потери тепла через полы расположенные на грунте или на лагах определяют по зонам-полосам шириной 2 м параллельным наружным стенам (рис.5). Чем ближе полоса расположена к наружной стене тем она имеет меньшее термическое сопротивление теплопередаче.
Условная величина термического сопротивления теплопередаче отдельных зон неутепленных полов на грунте принимается независимо от толщины конструкции:
Рисунок 5. Схема к определению потерь тепла через полы и стены заглубленные ниже уровня земли.
I – первая зона; II – вторая зона; III – третья зона IV–четвертая зона (последняя)
а) для I зоны-полосы т. е. поверхности пола расположенной на расстоянии до 2 м в глубину помещений от наружной стены RIЗ = 215 (м2·К)Вт;
б) для II зоны-полосы т. е. для следующих 2 м от наружной стены RIIЗ=430 (м2·К)Вт;
в) для III зоны-полосы расположенной на расстоянии 4÷6 м в глубину помещений от наружной стены RIIIЗ =860 (м2·К)Вт;
г) для IV зоны-полосы (последней) RIVЗ - 142 (м2·К)Вт.
Основная расчетная формула при подсчете потерь тепла QM Вт через пол расположенный на грунте принимает следующий вид:
При подсчете потерь тепла через полы расположенные на грунте или лагах
поверхность участков полов возле угла наружных стен (в первой двухметровой зоне) вводится в расчет дважды т. е. по направлению обеих стен составляющих угол.
Теплопотери через подземную часть наружных стен и полы отапливаемого подвала здания должны подсчитываться так же как и теплопотери через полы расположенные на грунте бесподвального здания т.е. по зонам шириной 2 м с расчетом их от уровня земли (см. рисунок 5). Полы помещений в этом случае (при отсчете зон) рассматриваются как продолжение подземной части наружных стен. Сопротивление теплопередаче определяется так же как и для неутеплённых или утепленных полов.
Добавочные потери тепла вызываемые различными факторами которые не учитываются основной формулой.
Основная формула для расчета потерь тепла помещением через ограждающие конструкции не учитывает ряд факторов влияющих на величину потерь. К ним относятся: ориентация помещений по отношению к странам света; наличие двух и более наружных стен; поступление в помещение наружного воздуха через наружные двери и ворота; высота помещений; инфильтрация в помещения наружного воздуха через неплотности строительных конструкции (в данном проекте инфильтрация не учитывается). Перечисленные факторы учитываются добавками исчисляемыми в процентах к основным потерям тепла рассчитанным по данной формуле в следующих размерах.
На ориентацию по отношение к странам света (для вертикальных и наклонных наружных ограждений). Величина этой добавки принимается в соответствии со схемой приведенной на рисунке 6.
Рисунок 6 Величина добавки в зависимости от ориентации ограждения по странам света.
На продуваемость помещений с двумя наружными стенами и более. Этот фактор увеличивающий потери тепла через вертикальные ограждения (наружные стены двери и окна) учитывается по общественным зданиям и по
вспомогательным помещениям производственных зданий в размере 5% основных теплопотерь.
На подогрев врывающегося холодного воздуха через наружные кратковременно открывающиеся двери не оборудованные воздушными или воздушно-тепловыми завесами добавки принимаются в размере:
для тройных дверей с двумя тамбурами =02
для двойных дверей с тамбуром =027
для двойных дверей без тамбура =034
для одинарных дверей =022 где - высота здания м.
Для главных входов общественных зданий (включая гостиницы и общежития) эта добавка принимается в размере 500% к основным потерям через входные двери.
На высоту помещений. При высоте помещений больше 4 м расчетная величина теплопотерь через все ограждения с включением добавок увеличивается на 2% на каждый метр высоты сверх 4 м но не более 15%. Эта добавка необходима в связи с некоторым перегревом воздуха верхней зоны помещения. В производственных помещениях где температура воздуха под потолком и в рабочей зоне может отличаться больше чем в помещениях общественных зданий указанная добавочная потеря определяется на основе специального расчета распределения температуры по высоте. В лестничных клетках здания добавочная потеря на высоту не учитывается.
Расчет теплопотерь сведем в таблицу 1.
Таблица 1. Расчёт теплопотерь.
№ отапли-ваемо-го поме-щения
Наимено-вание помещения и tв оС
Наиме-нова-ние ограж-дения
Ориен-тация ограж-дения
Пло-щадь ограж-дения м2
Расчёт-ная раз-ность темпе-ратур tв-tн оС
Сумма по поме-щению Вт
Гимнас-тичес-кий зал
Совме-щённый санузел
Определяем удельную тепловую характеристику здания q0.
Нормативное значение берётся по справочным данным табл1 [2]
Определение необходимой поверхности нагревательных приборов.
Для поддержания в помещении требуемой температуры необходимо чтобы количество тепла отдаваемого нагревательными приборами установленными в помещении соответствовало расчетным теплопотерям помещения.
Количество тепла Q Вт отдаваемого прибором пропорционально площади поверхности его нагрева Fпр м2 коэффициенту теплопередачи прибора k и разности температур теплоносителя tcp в приборе и омывающего его воздуха помещения tв.
Исходя из этого можно написать
Средняя температура теплоносителя в приборе при водяном отоплении равна
где .tг – температура теплоносителя при входе в прибор
При учете дополнительных факторов влияющих на теплопередачу приборов формула для расчёта поверхности прибора принимает общий вид:
где: 1 – коэффициент учитывающий охлаждение воды в трубах 105
– коэффициент учитывающий способ установки прибора;
– коэффициент учитывающий число секций в приборе и
принимаемый равным: при числе секций до пяти – 095; от 5 до 10 – 1; от
до 20 – 105; более 20 – 11.
Число секций в радиаторах определяется по формуле
Площадь поверхности нагрева одной секции М-140=0254 м2
При округлении числа секций в радиаторе до целого числа расчётную площадь поверхности нагрева можно уменьшить не более чем на 01 экм
для М-140 1 экм = 031
В процессе определения необходимой площади поверхности нагрева-
тельных приборов исходные и получаемые данные записывают в бланк.
Разность между фактической и требуемой теплоотдачей должна лежать в пределах ±5%.
Расчет трубопроводов двухтрубной системы водяного отопления.
Как известно из гидравлики при движении реальной жидкости по трубам всегда имеют место потери давления на преодоление сопротивления двух видов – трения и местных сопротивлений. К местным сопротивлениям относятся тройники крестовины отводы вентили краны нагревательных приборов котлы теплообменники и т. д..
Потери давленияRт Па на преодоление трения на участке трубопровода с
постоянным расходом движущейся среды (воды пара) и неизменным диаметром определяют по формуле
где R – удельная потеря давления;
l – длина участка трубопровода.
Потерю давления на преодоление местных сопротивлений Па определяют по формуле
где – сумма коэффициентов местных сопротивлений в данном участке трубопровода величина безразмерная;
– динамическое давление воды в данном участке трубопровода Па.
Общее сопротивление возникающее при движении воды в трубопроводе циркуляционного кольца включая отопительный прибор котел и арматуру может быть представлено как сумма потерь давления на трение ΣR·l и сумма потерь в местных сопротивлениях Σ уравнением
где Σр – располагаемое давление.
При расчете главного циркуляционного кольца разрешается оставлять запас давления на неучтенные сопротивления но не более 10% расчетных потерь давления.
Для гидравлического расчета трубопровода выполняют схему системы отопления в аксонометрической проекции на которой приводят все исходные данные. К составлению такой схемы приступают после того как будет закончена следующая расчётно-графическая работа:
) подсчитаны теплопотери помещениями здания;
) выбран тип отопительных приборов и определено их число для каждого помещения;
) размещены на поэтажных планах здания отопительные приборы горячие и обратные стояки а на планах чердака н подвала — подающие и обратные магистрали;
) выбрано место для теплового пункта или котельной;
) определены размеры расширительного сосуда если он требуется и способ воздухоудаления;
) показано на плане чердака или верхнего этажа (при совмещенной крыше) размещение расширительного сосуда и приборов воздухоудаления.
На планах этажей чердака и подвала горячие и обратные стояки системы отопления должны быть пронумерованы а на аксонометрической схеме кроме стояков нумеруются и все расчетные участки циркуляционных колец – участки труб в которых протекает неизменное количество воды.
Для расчета трубопровода дополнительно на схеме указывают тепловую нагрузку и длину каждого расчетного участка трубопровода циркуляционного кольца а также всю запорно-регулировочную арматуру (краны задвижки и т.д.). Сумма длин всех расчетных участков составляет величину Σ1 расчётного циркуляционного кольца.
При расчете трубопровода двухтрубной системы водяного отопления с естественной циркуляцией принято считать что потеря давления в местных сопротивлениях ориентировочно составляет 50% располагаемого циркуляционного давления. Следовательно возможная средняя удельная потеря давления на трение Rср Па на 1 м длины может быть определена из выражения
– коэффициент показывающий что 50% давления предполагается
израсходовать на потери на трение а остальные 50% – на местные
Расчёт сети начинают с главного циркуляционного кольца для которого Rср имеет наименьшую величину.
Кроме величины Rср для подбора диаметра трубопроводов по таблице или номограмме необходимо знать количество воды G кгч протекающей по каждому расчетному участку циркуляционного кольца.
Величина G определяется по формуле
где Q – тепловая нагрузка расчетного участка по теплоотдаче приборов Вт;
tг-tо – перепад температур воды в системе оС;
с – теплоемкость воды кДж(кг·К);
– коэффициент перевода единиц Вт в кДжч.
Ориентируясь на полученное значение Rср и определив количество воды
G кгч можно с помощью номограммы или расчетной таблицы подобрать оптимальные диаметры труб расчетного кольца. Все данные получаемые при расчете трубопровода заносят в таблицу.
При расчете отдельных участков трубопровода необходимо иметь в виду следующее: местное сопротивление тройников и крестовин относят лишь к расчетным участкам с наименьшим расходом воды; местные сопротивления нагревательных приборов котлов и бойлеров учитывают поровну в каждом примыкающем к ним трубопроводе.
Если по произведенному расчету с учетом запаса до 10% расходуемое давление в системе будет больше или меньше располагаемого давления то на отдельных участках кольца следует изменить диаметры труб.
Невязка в расходуемом давлении между отдельными циркуляционными кольцами допускается в однотрубных системах и двухтрубных системах с попутным движением воды до 15% а в двухтрубных с тупиковой разводкой – до 25%.
Основные схемы систем водяного отопления с искусственной циркуляцией воды.
В системах водяного отопления е естественной циркуляцией естественное давление имеет очень небольшую величину. Поэтому при большой протяженности циркуляционных колец а следовательно и при значительных сопротивлениях движению воды в них диаметры трубопроводов получаются по расчету чрезмерно большими и система отопления оказывается экономически невыгодной как по первоначальным затратам так и в процессе эксплуатации.
Технико-экономический анализ систем водяного отопления показывает что системы с естественной циркуляцией становятся экономически неоправданными если возможная потеря давления на 1 метр длины главного циркуляционного кольца меньше 5 Па.
Расчет трубопроводов двухтрубной системы водяного отопления с искусственной циркуляцией воды.
Расчет трубопроводов двухтрубной системы водяного отопления с искусственной циркуляцией воды отличается от расчета трубопроводов такой же системы но с естественной циркуляцией воды определением располагаемого давления. В системе с искусственной циркуляцией оно складывается из давления возникающего в результате охлаждения воды в приборах и трубопроводах и давления которое создается насосом.
Располагаемое давление в этом случае определяется по выражению
где ΔРпр – естественное давление возникающее при охлаждении воды в приборах. Па
ΔРтр – естественное давление возникающее в результате охлаждения воды в трубопроводах Па;
Рнас – давление создаваемое насосом Па.
Выбор оборудования теплового пункта.
Для теплового пункта необходимо выбрать циркуляционный насос и грязевик. В системе водяного отопления с искусственной циркуляцией кроме насоса для заполнения ее водой и подпитки в процессе эксплуатации устанавливают так называемые циркуляционные насосы для перемещения воды по трубопроводам.
Наибольшее применение в системах отопления зданий получили насосы центробежного типа хотя для отопления небольшого здания от котельной расположенной в его габаритах более пригодны диагональные насосы (рис. 11.66). которые вполне обеспечивают требуемое давление 1÷2 м вод. ст. и соответствуют по производительности.
В системе водяного отопления как правило устанавливают два циркуляционных насоса включаемых поочередно. Таким образом один насос всегда является резервным.
Насосы центробежного типа присоединяют к магистральному трубопроводу охлажденной воды. Оба насоса снабжают обводной линией с задвижкой для регулирования их работы и в случае выключения электроэнергии – для поддержания в системе естественной циркуляции воды. Диагональные насосы можно устанавливать без обводной линии так как сопротивление проходу воды через них незначительно. Принципиальная схема установки насосов показана на рис. 11.67.
Для подбора циркуляционного насоса необходимо знать требуемую его подачу и расчётное давление. Требуемая подача насоса Vнac м3ч определяется тепловой нагрузкой обслуживаемой системы отопления ΣQ Вт и перепадом температуры воды .
где α – коэффициент запаса учитывающий бесполезные потери тепла
ρ70 – плотность воды кгм3;
Давление создаваемое циркуляционным насосом должно быть до-
статочным для преодоления всех сопротивлений движению воды в системе и принимается по потерям давления в самом невыгодном циркуляционном кольце за вычетом минимального естественного давления:
Требуемое давление насоса для систем отопления отдельных зданий обычно не превышает 12 кПа.
Насосы подбирают по их рабочим характеристикам которые приведены в справочниках по санитарной технике и в каталогах заводов-изготовителей.
По требуемой подаче и давлению выбираем насос ЦНИИПС-10 V=2 м3ч Н=25м =13% мощность на валу 011 кВт т.к. насоса с меньшим напором нет в каталоге.
Для трубы диаметром 25 мм выбираем грязевик марки 10Г. Он служит для осаждения грязи и удаления её из системы отопления. Без грязевика систему отопления проектировать нельзя потому что грязь оседая в трубах уменьшает их диаметр а это ведет к постепенной разрегулировке системы. Осаждение грязи в грязевике происходит за счет малой скорости движения воды.
Рисунок Х схема грязевика
В канальных системах естественной вытяжной вентиляции воздух перемещается в каналах и воздуховодах под действием естественного давления возникающего вследствие разности давлений холодного наружного и теплого внутреннего воздуха.
Естественное давление Δре Па определяют по формуле
ρн ρв – плотность соответственно наружного и внутреннего воздуха кгм3
Расчетное естественное давление для систем вентиляции жилых и общественных зданий согласно СНиП П-33-75 определяется для температуры наружного воздуха +5° С. Считается что при более высоких наружных температурах когда естественное давление становится весьма незначительным дополнительный воздухообмен можно получать открывая более часто и на более продолжительное время форточки фрамуги а иногда и створки оконных рам.
Анализируя выражение для естественного давления можно сделать следующие практические выводы.
Верхние этажи здания по сравнению с нижними находятся в менее благоприятных условиях так как располагаемое давление здесь меньше.
Естественное давление становится большим при низкой температуре наружного воздуха и заметно уменьшается в теплое время года.
Охлаждение воздуха в воздуховодах (каналах) влечет за собой снижение действующего давления и может вызвать выпадение конденсата со всеми вытекающими при этом последствиями
Кроме того из этого следует что естественное давление не зависит от длины горизонтальных воздуховодов тогда как для преодоления сопротивлении в коротких ветвях воздуховодов безусловно требуется меньше давления чем в ветвях значительной протяженности. На основании технико-экономических расчетов и опыта эксплуатации вытяжных систем вентиляции радиус действия их от – оси вытяжной шахты до оси наиболее удаленного отверстия допускается не более 8 м.
Для нормальной работы системы естественной вентиляции необходимо чтобы было сохранено равенство:
где R – удельная потеря давления на трение Пам;
– длина воздуховодов (каналов) м;
RI – потеря давления на трение расчетной ветви Па;
– потеря давления на местные сопротивления Па;
Δрс – располагаемое давление Па;
α – коэффициент запаса равный 11—115;
– поправочный коэффициент на шероховатость поверхности.
Расчету воздуховодов (каналов) должна предшествовать следующая расчетно-графическая работа.
Определение воздухообменов для каждого помещения по кратностям (согласно СНиП соответствующего здания) или по расчету. При этой работе заполняется бланк.
Компоновка систем вентиляции. В одну систему объединяют только одноименные или близкие по назначению помещения. Системы вентиляции квартир общежитии и гостиниц не совмещают с системами вентиляции детских садов и яслей торговых и других учреждений находящихся в том же здании. Санитарные узлы во всех случаях обслуживаются самостоятельными системами и при пяти унитазах и более оборудуются механическими побудителями. В детских садах и яслях рекомендуется устраивать вытяжные системы естественной вентиляции самостоятельные для каждой группы детей объединяя помещения с учетом их на значения (СНиП П-Л.3-71). В курительных комнатах как правило осуществляется механическая вентиляция Вытяжку из комнат жилого дома с окнами выходящими на одну сторону рекомендуется объединять в одну систему.
Графическое изображение на планах этажей и чердака элементов системы (каналов и воздуховодов вытяжных отверстий и жалюзийных решеток вытяжных шахт). Против вытяжных отверстий помещений указывается количество воздуха удаляемого по каналу. Транзитные каналы обслуживающие помещения нижних этажей рекомендуется обозначать римскими цифрами (I II III и т.д.). Все системы вентиляции должны быть пронумерованы.
Вычерчивание аксонометрических схем в линиях или что лучше с изображением внешних очертаний всех элементов системы. На схемах в кружке у выносной черты проставляется номер участка над чертой указывается нагрузка участка м3ч а под чертой – длина участка м..
Аэродинамический расчет воздуховодов (каналов) выполняют по таблице или номограммам составленным для стальных воздуховодов круглого сечения при ρв-1205 кгм3 tв=20 °С. В них взаимосвязаны величины L R w hw и d.
Чтобы воспользоваться таблицей или номограммой для расчета воздуховода прямоугольного сечения необходимо предварительно определить соответствующую величину равновеликого (эквивалентного) диаметра т.е. такого диаметра круглого воздуховода при котором для той же скорости движения воздуха как и в прямоугольном воздуховоде удельные потери давления на трение были бы равны. Диаметр определяется по; формуле:
где a b – размеры сторон прямоугольного воздуховода м.
Если воздуховоды имеют шероховатую поверхность то коэффициент трения для них а следовательно и удельная потеря давления на трение будут соответственно больше чем указано в таблице или номограмме.
Методика расчета воздуховодов (каналов) систем естественной вентиляции может быть представлена в следующем виде.
При заданных объемах воздуха подлежащего перемещению по каждому участку каналов принимают скорость его движения.
По объему воздуха и принятой скорости определяют предварительно площадь сечения каналов. Потери давления на трение и местные сопротивления для таких сечений каналов выявляют по таблицам или номограммам.
Сравнивают полученные суммарные сопротивления с располагаемым давлением. Если эти величины совпадают то предварительно полученные площади сечения каналов могут быть приняты как окончательные. Если же потери давления оказались меньше или больше располагаемого давления то площадь сечения каналов следует увеличить или наоборот уменьшить т. е. поступать так же как при расчете трубопровода системы отопления.
При предварительном определении площади сечений каналов систем естественной вентиляции можно задаваться следующими скоростями движения воздуха: в вертикальных каналах верхнего этажа 05÷06 мс из каждого нижерасположенного этажа на 01 мс больше чем из предыдущего но не выше 1 мс; в сборных воздуховодах w≥l мс и в вытяжной шахте
Если при расчете воздуховодов задана площадь сечения каналов и известен часовой расход воздуха то скорость w мс определяется по формуле
где f – площадь сечения канала или воздуховода м2;
L — объем вентиляционного воздуха м3;
Потери давления на местные сопротивления
где Σ – сумма коэффициентов местных сопротивлений;
hw – динамическое давление Па
Динамическое давление hw определяется по дополнительной шкале номограммы для расчета воздуховодов.

мой.dwg

вано степнов.doc

Федеральное агентство по образованию
Архангельский государственный технический университет
Факультет промышленной энергетики IV-1
Кафедра промышленной теплоэнергетики
Пазухин Иван Николаевич
Курсовая работа по курсу:
“Энергетические системы обеспечения жизнедеятельности человека”
Отопление и вентиляция гражданского здания.
Пояснительная записка.
Руководитель работы: Ржаницына Л.М.
Председатель комиссии:
Задание на курсовую работу
Наименование объекта – школьный интернат.
Географический пункт – Псков.
Материал наружных стен – бетонные блоки.
Вид системы отопления – водяная двухтрубная гравитационная с верхней разводкой.
Источник теплоснабжения – котельная.
Теплотехнический расчет ограждений 5
Расчет теплопотерь отапливаемых помещений .
Расчет нагревательных приборов
Гидравлический расчет трубопроводов системы отопления
Расчет и подбор оборудования котельной ..
Расчет системы вентиляции ..
Список литературы 1. Теплотехнический расчёт ограждений.
Данный расчет производится с целью правильного конструирования ограждения. Итогом теплотехнического расчета является определение общего сопротивления теплопередачи (общее термическое сопротивление). Расчет ведем по формуле.
где – коэффициент теплоотдачи от внутреннего воздуха к внутренней поверхности наружного ограждения по таблице 1.5 [1];
– термическое сопротивление теплопроводности;
– толщина материала;
– коэффициент теплопроводности материала;
– термическое сопротивление воздушных прослоек;
– коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности наружного ограждения к наружному воздуху по таблице 1.5 [1];
Требуемое значение общего коэффициента теплопередачи.
– нормируемая температура воздуха в помещении по таблице 1.4 [1];
– расчетная температура наружного воздуха по таблице 1.3 [1];
– коэффициент учитывающий характер омывания ограждения наружным воздухом;
- нормируемый перепад температур по таблице 1
Таблица 1. Значение
Нормируемый температурный перепад для
Покрытий и чердачных перекрытий
Перекрытий над проездами подвалами и подпольями
Жилые лечебно-профилактические детские учреждения школя интернаты
Общественные административные и бытовые за исключением помещений с влажным или мокрым режимом
Производственные с сухим и нормальным режимом
(tB – tP) не более 6
Производственные и другие помещения с влажным или мокрым режимом
tP – температура точки росы при расчетной температуре и относительная влажность внутреннего воздуха.
На ряду с определением требуемого сопротивления теплопередачи находят требуемое приведенное сопротивление теплопередачи через градусы-сутки по таблицам или по формулам.
– средняя температура по таблице 1.3 [1];
– продолжительность отопительного периода по таблице 1.3 [1].
Для дальнейшего расчета используется большее из сопротивлений теплопередачи.
1. Теплотехнический расчет наружных стен.
1.1. Рассчитаем требуемое значение общего сопротивления теплопередачи:
для наружных стен n=1;
по таблице 1 находим значение .
Тогда требуемое сопротивление теплопередачи будет:
1.2. Рассчитаем приведенное значение общего сопротивления теплопередачи :
Как видно из расчетов приведенные значения общего сопротивления теплопередачи рассчитанный по формуле и найденный по таблице не отличаются.
1.3. Принимаем следующую конструкцию стены.
Рисунок 1. Разрез стены
Внутренняя штукатурка из цементно-песчаного раствора λ3=093Вт(м2ºС); 3=0015 м; Внутренний и наружный слои из известняковых блоков λблока=1396Вт(м2ºС); 1=0155 м; 2=0210 м; между слоями утеплитель минеральная вата λу=005Вт(м2ºС); у=Х м.
1.4.Рассчитаем толщину утепляющего слоя.
Принимаем толщину утеплителя 006м.
1.5.Фактическое сопротивления теплопередаче будет:
2. Теплотехнический расчет чердачного перекрытия.
2.1. Рассчитаем требуемое значение общего сопротивления теплопередачи:
для чердачных перекрытий n=08;
2.2. Рассчитаем приведенное значение общего сопротивления теплопередачи:
Как видно из расчетов приведенные значения общего сопротивления теплопередачи рассчитанный по формуле и найденный по таблице не отличаются .
2.3. Принимаем следующую конструкцию стены.
Рисунок 2. Чердачное перекрытие
По таблице 1.1 [1] подбираем материал перекрытия: доска λ1=0174Вт(м2°С); 1=002м; рубероид λ2=0174Вт(м2°С); 2=0005м; железобетонная плита λ3=192Вт(м2°С); 3=015м; минеральная вата λу=005Вт(м2°С); у=м.
2.4.Рассчитаем толщину утепляющего слоя.
2.5.Фактическое сопротивления теплопередаче будет:
3 Теплотехнический расчет надподвального перекрытия.
3.1. Рассчитаем требуемое значение общего сопротивления теплопередачи:
для чердачных перекрытий n=04;
3.2. Рассчитаем приведенное значение общего сопротивления теплопередачи :
3.3. Принимаем следующую конструкцию стены.
Рисунок 3 Надподвальное перекрытие
По таблице 1.1 [1] подбираем материал перекрытия: линолеум λ1=0326Вт(м2°С); 1=0005м; доска λ2=0174Вт(м2°С); 2=004м; железобетонная плита λ3=192Вт(м2°С); 3=015м; минеральная вата λу=005Вт(м2°С); у=м по таблице 1.6[1] термическое сопротивление воздушной прослойки Rвп=0209 (м2°С)Вт.
Принимаем толщину утеплителя 015м.
Так как конструкции наружных ограждений были выбраны при Ro>Rтр то проверка на конденсацию водяных паров не требуется.
Расчет теплопотерь отапливаемых помещений.
Потери тепла помещениями через ограждающие конструкции учитываемые при проектировании систем отопления разделяются на: основные условно называемые нормальными и добавочные которыми учитывается ряд факторов влияющих на величину теплопотерь.
Основные теплопотери помещений Q Вт слагаются из потерь тепла через отдельные ограждающие конструкции определяемые по формуле:
где F – площадь ограждающей конструкции через которую происходит потеря тепла м2;
k – коэффициент теплопередачи данной ограждающей конструкции Вт(м2·К);
tВ – расчетная температура внутреннего воздуха °С;
t – расчетная температура наружного воздуха °С;
n – поправочный коэффициент к расчетной разности температур (tB-tH).
Теплообмен через ограждения между смежными отапливаемыми помещениями при расчете теплопотерь учитывается если разность температур воздуха этих помещений более 3°С. При меньшей разности температур теплообмен незначителен и не учитывается.
Правила обмера поверхностей ограждающих конструкций.
Поверхность F м2 наружных ограждений при подсчете потерь тепла измеряется по планам и разрезам здания следующим образом (рис. 4).
Высота стен первого этажа если пол находится непосредственно на грунте – между уровнями полов первого и второго этажей; если пол на лагах – от наружного уровня подготовки пола на лагах до уровня пола второго этажа; при не отапливаемом подвале или подполье – от уровня нижней поверхности конструкции пола первого этажа до уровня чистого пола второго этажа (h1) а в одноэтажных зданиях с чердачным перекрытием высота измеряется от пола до верха утепляющего слоя перекрытия.
Высота стен промежуточного этажа – между уровнями чистых полов данного и вышележащего этажей (h2) а верхнего этажа – от уровня его чистого пола до верха утепляющего слоя чердачного перекрытия (h3) или бесчердачного покрытия.
Длина наружных стен в угловых помещениях – от кромки наружного угла до осей внутренних стен (l1 и l2) а в неугловых – между осями внутренних стен (l3).
Поверхность окон дверей и фонарей – по наименьшим размерам строительных проемов в свету (a и b).
Поверхности потолков и полов над подвалами и подпольями в угловых помещениях – по размерам от внутренней поверхности наружных стен до осей противоположных стен (m1 и n) а в неугловых – между осями внутренних стен (m) и от внутренней поверхности наружной стены до оси противоположной стены (n).
Длина внутренних стен – по размерам от внутренних поверхностей наружных стен до осей внутренних стен (m1) или между осями внутренних стен (m).
Для подсчета поверхности ограждающих конструкций линейные размеры их принимаются с точностью до 01 м. Поверхности отдельных ограждающих конструкций подсчитываются с точностью до 01 м2.
Рисунок 4. Правила обмера теплопередающих ограждений.
Расчетные температуры наружного и внутреннего воздуха.
Расчетная наружная температура tН при определении потерь тепла помещениями принимается равной средней температуре воздуха наиболее холодных пятидневок в данном населенном пункте из восьми зим за 50-летний период. Эта расчетная температура значительно выше чем абсолютная минимальная. Расчет системы отопления на абсолютную минимальную температуру которая отмечается раз в несколько лет причем в течение короткого периода измеряемого часами экономически не оправдан. Резкое кратковременное понижение температуру наружного воздуха благодаря теплоаккумулирующей способности строительных конструкций и мебели находящейся в помещении не вызывает заметных изменений
температуры внутреннего воздуха.
Принятые в России значения температур наружного воздуха для расчета систем отопления основаны на большом практическом опыте и теоретических исследованиях вопросов тепловой устойчивости зданий. Внутренняя температура tВ для помещений жилых и общественных зданий принимается в зависимости от назначения помещения. Для цехов и отделов производственных зданий она принимается в соответствии с требованиями технологии и категорией работы по физической нагрузке рабочего.
Поправочный коэффициент n к расчетной разности температур (t-tH) вводится при подсчете потерь тепла через ограждающие конструкции которые внешней стороной обращены в неотапливаемое помещение (чердак подвал тамбур и т.п.) а не наружу. Этот коэффициент уменьшения расчетной разности температур принимается по СНиПу.
Особенности расчета потерь тепла помещениями через полы расположенные на грунте и на лагах и через подземную часть стены.
Потери тепла через полы расположенные на грунте или на лагах определяют по зонам-полосам шириной 2 м параллельным наружным стенам (рис.5). Чем ближе полоса расположена к наружной стене тем она имеет меньшее термическое сопротивление теплопередаче.
Условная величина термического сопротивления теплопередаче отдельных зон неутепленных полов на грунте принимается независимо от толщины конструкции:
Рисунок 5. Схема к определению потерь тепла через полы и стены заглубленные ниже уровня земли.
I – первая зона; II – вторая зона; III – третья зона IV–четвертая зона (последняя)
а) для I зоны-полосы т. е. поверхности пола расположенной на расстоянии до 2 м в глубину помещений от наружной стены RIЗ = 215 (м2·К)Вт;
б) для II зоны-полосы т. е. для следующих 2 м от наружной стены RIIЗ=430 (м2·К)Вт;
в) для III зоны-полосы расположенной на расстоянии 4÷6 м в глубину помещений от наружной стены RIIIЗ =860 (м2·К)Вт;
г) для IV зоны-полосы (последней) RIVЗ - 142 (м2·К)Вт.
Основная расчетная формула при подсчете потерь тепла QM Вт через пол расположенный на грунте принимает следующий вид:
При подсчете потерь тепла через полы расположенные на грунте или лагах
поверхность участков полов возле угла наружных стен (в первой двухметровой зоне) вводится в расчет дважды т. е. по направлению обеих стен составляющих угол.
Теплопотери через подземную часть наружных стен и полы отапливаемого подвала здания должны подсчитываться так же как и теплопотери через полы расположенные на грунте бесподвального здания т.е. по зонам шириной 2 м с расчетом их от уровня земли (см. рисунок 5). Полы помещений в этом случае (при отсчете зон) рассматриваются как продолжение подземной части наружных стен. Сопротивление теплопередаче определяется так же как и для неутеплённых или утепленных полов.
Добавочные потери тепла вызываемые различными факторами которые не учитываются основной формулой.
Основная формула для расчета потерь тепла помещением через ограждающие конструкции не учитывает ряд факторов влияющих на величину потерь. К ним относятся: ориентация помещений по отношению к странам света; наличие двух и более наружных стен; поступление в помещение наружного воздуха через наружные двери и ворота; высота помещений; инфильтрация в помещения наружного воздуха через неплотности строительных конструкции (в данном проекте инфильтрация не учитывается). Перечисленные факторы учитываются добавками исчисляемыми в процентах к основным потерям тепла рассчитанным по данной формуле в следующих размерах.
На ориентацию по отношение к странам света (для вертикальных и наклонных наружных ограждений). Величина этой добавки принимается в соответствии со схемой приведенной на рисунке 6.
Рисунок 6 Величина добавки в зависимости от ориентации ограждения по странам света.
На продуваемость помещений с двумя наружными стенами и более. Этот фактор увеличивающий потери тепла через вертикальные ограждения (наружные стены двери и окна) учитывается по общественным зданиям и по
вспомогательным помещениям производственных зданий в размере 5% основных теплопотерь.
На подогрев врывающегося холодного воздуха через наружные кратковременно открывающиеся двери не оборудованные воздушными или воздушно-тепловыми завесами добавки принимаются в размере:
для тройных дверей с двумя тамбурами =02
для двойных дверей с тамбуром =027
для двойных дверей без тамбура =034
для одинарных дверей =022 где - высота здания м.
Для главных входов общественных зданий (включая гостиницы и общежития) эта добавка принимается в размере 500% к основным потерям через входные двери.
На высоту помещений. При высоте помещений больше 4 м расчетная величина теплопотерь через все ограждения с включением добавок увеличивается на 2% на каждый метр высоты сверх 4 м но не более 15%. Эта добавка необходима в связи с некоторым перегревом воздуха верхней зоны помещения. В производственных помещениях где температура воздуха под потолком и в рабочей зоне может отличаться больше чем в помещениях общественных зданий указанная добавочная потеря определяется на основе специального расчета распределения температуры по высоте. В лестничных клетках здания добавочная потеря на высоту не учитывается.
Расчет теплопотерь сведем в таблицу 1.
Таблица 1. Расчёт теплопотерь.
№ отапли-ваемо-го поме-щения
Наимено-вание помещения и tв оС
Наиме-нова-ние ограж-дения
Ориен-тация ограж-дения
Пло-щадь ограж-дения м2
Расчёт-ная раз-ность темпе-ратур tв-tн оС
Сумма по поме-щению Вт
Гимнас-тичес-кий зал
Совме-щённый санузел
Определяем удельную тепловую характеристику здания q0.
Нормативное значение берётся по справочным данным с учётом назначения и объёма здания [2]
Определение необходимой поверхности нагревательных приборов.
Для поддержания в помещении требуемой температуры необходимо чтобы количество тепла отдаваемого нагревательными приборами установленными в помещении соответствовало расчетным теплопотерям помещения.
Количество тепла Q Вт отдаваемого прибором пропорционально площади поверхности его нагрева Fпр м2 коэффициенту теплопередачи прибора k и разности температур теплоносителя tcp в приборе и омывающего его воздуха помещения tв.
Исходя из этого можно написать
Средняя температура теплоносителя в приборе при водяном отоплении равна
где .tг – температура теплоносителя при входе в прибор
При учете дополнительных факторов влияющих на теплопередачу приборов формула для расчёта поверхности прибора принимает общий вид:
где: 1 – коэффициент учитывающий охлаждение воды в трубах 105
– коэффициент учитывающий способ установки прибора;
Число секций в радиаторах определяется по формуле:
Площадь поверхности нагрева одной секции М-140 АО=0299 м2
При округлении числа секций в радиаторе до целого числа расчётную площадь поверхности нагрева можно уменьшить не более чем на 01 экм
В процессе определения необходимой площади поверхности нагрева-
тельных приборов исходные и получаемые данные записывают в бланк.
Разность между фактической и требуемой теплоотдачей должна лежать в пределах ±5%.
Расчёт нагревательных приборов заносим в таблицу 2.
Таблица 2. Расчёт нагревательных приборов.
Темпе-ратура воздуха в помещении tв оС
Расчёт-ная нагруз-ка на прибор Qпот Вт
Расчёт-ная раз-ность темпера-тур Δt=tпр-tв оС
Способ подачи тепло-носи-теля
Поправочные коэффициенты
Расчёт-ная тепло-вая нагрузка на прибор Qр Вт
Пло-щадь нагрева-тельно-го прибо-ра Fпр м2
Расчёт-ное количест-во секций
Приня-тое количест-во секций n шт
Коли-чество прибо-ров m шт
Тепловая нагрузка в помещении Q Вт
Учиты-ваю-щий охлаж-дение воды в трубах 1
Учиты-ваю-щий способ уста-новки прибо-ра 2
Расчет трубопроводов двухтрубной системы водяного отопления.
Как известно из гидравлики при движении реальной жидкости по трубам всегда имеют место потери давления на преодоление сопротивления двух видов – трения и местных сопротивлений. К местным сопротивлениям относятся тройники крестовины отводы вентили краны нагревательных приборов котлы теплообменники и т. д..
Потери давленияRт Па на преодоление трения на участке трубопровода с
постоянным расходом движущейся среды (воды пара) и неизменным диаметром определяют по формуле:
где R – удельная потеря давления;
l – длина участка трубопровода.
Потерю давления на преодоление местных сопротивлений Па определяют по формуле:
где – сумма коэффициентов местных сопротивлений в данном участке трубопровода величина безразмерная;
– динамическое давление воды в данном участке трубопровода Па.
Общее сопротивление возникающее при движении воды в трубопроводе циркуляционного кольца включая отопительный прибор котел и арматуру может быть представлено как сумма потерь давления на трение ΣR·l и сумма потерь в местных сопротивлениях Σ уравнением:
где р – располагаемое давление.
При расчете главного циркуляционного кольца разрешается оставлять запас давления на неучтенные сопротивления но не более 10% расчетных потерь давления.
Для гидравлического расчета трубопровода выполняют схему системы отопления в аксонометрической проекции на которой приводят все исходные данные. К составлению такой схемы приступают после того как будет закончена следующая расчётно-графическая работа:
) подсчитаны теплопотери помещениями здания;
) выбран тип отопительных приборов и определено их число для каждого помещения;
) размещены на поэтажных планах здания отопительные приборы горячие и обратные стояки а на планах чердака н подвала — подающие и обратные магистрали;
) выбрано место для теплового пункта или котельной;
) определены размеры расширительного сосуда если он требуется и способ воздухоудаления;
) показано на плане чердака или верхнего этажа (при совмещенной крыше) размещение расширительного сосуда и приборов воздухоудаления.
На планах этажей чердака и подвала горячие и обратные стояки системы отопления должны быть пронумерованы а на аксонометрической схеме кроме стояков нумеруются и все расчетные участки циркуляционных колец – участки труб в которых протекает неизменное количество воды.
Для расчета трубопровода дополнительно на схеме указывают тепловую нагрузку и длину каждого расчетного участка трубопровода циркуляционного кольца а также всю запорно-регулировочную арматуру (краны задвижки и т.д.). Сумма длин всех расчетных участков составляет величину Σ1 расчётного циркуляционного кольца.
При расчете трубопровода двухтрубной системы водяного отопления с естественной циркуляцией принято считать что потеря давления в местных сопротивлениях ориентировочно составляет 50% располагаемого циркуляционного давления. Следовательно возможная средняя удельная потеря давления на трение Rср Па на 1 м длины может быть определена из выражения:
– коэффициент показывающий что 50% давления предполагается
израсходовать на потери на трение а остальные 50% – на местные
Расчёт сети начинают с главного циркуляционного кольца для которого Rср имеет наименьшую величину.
Кроме величины Rср для подбора диаметра трубопроводов по таблице или номограмме необходимо знать количество воды G кгч протекающей по каждому расчетному участку циркуляционного кольца.
Величина G определяется по формуле:
где Q – тепловая нагрузка расчетного участка по теплоотдаче приборов Вт;
tг-tо – перепад температур воды в системе оС;
с – теплоемкость воды кДж(кг·К);
– коэффициент перевода единиц Вт в кДжч.
Ориентируясь на полученное значение Rср и определив количество воды
G кгч можно с помощью номограммы или расчетной таблицы подобрать оптимальные диаметры труб расчетного кольца. Все данные получаемые при расчете трубопровода заносят в таблицу.
При расчете отдельных участков трубопровода необходимо иметь в виду следующее: местное сопротивление тройников и крестовин относят лишь к расчетным участкам с наименьшим расходом воды; местные сопротивления нагревательных приборов котлов и бойлеров учитывают поровну в каждом примыкающем к ним трубопроводе.
Если по произведенному расчету с учетом запаса до 10% расходуемое давление в системе будет больше или меньше располагаемого давления то на отдельных участках кольца следует изменить диаметры труб.
Невязка в расходуемом давлении между отдельными циркуляционными кольцами допускается в однотрубных системах и двухтрубных системах с попутным движением воды до 15% а в двухтрубных с тупиковой разводкой – до 25%.
Основные схемы систем водяного отопления с искусственной циркуляцией воды.
В системах водяного отопления е естественной циркуляцией естественное давление имеет очень небольшую величину. Поэтому при большой протяженности циркуляционных колец а следовательно и при значительных сопротивлениях движению воды в них диаметры трубопроводов получаются по расчету чрезмерно большими и система отопления оказывается экономически невыгодной как по первоначальным затратам так и в процессе эксплуатации.
Технико-экономический анализ систем водяного отопления показывает что системы с естественной циркуляцией становятся экономически неоправданными если возможная потеря давления на 1 метр длины главного циркуляционного кольца меньше 5 Па.
Расчет трубопроводов двухтрубной системы водяного отопления с искусственной циркуляцией воды.
Расчет трубопроводов двухтрубной системы водяного отопления с искусственной циркуляцией воды отличается от расчета трубопроводов такой же системы но с естественной циркуляцией воды определением располагаемого давления. В системе с искусственной циркуляцией оно складывается из давления возникающего в результате охлаждения воды в приборах и трубопроводах и давления которое создается насосом.
Располагаемое давление в этом случае определяется по выражению
где ΔРпр – естественное давление возникающее при охлаждении воды в приборах. Па
ΔРтр – естественное давление возникающее в результате охлаждения воды в трубопроводах Па;
Рнас – давление создаваемое насосом Па.
Аксонометрическая схема системы отопления представлена на рисунке 7.
Гидравлический расчёт системы отопления сводим в таблицу 3.
Аксонометрическая схема системы отопления.
Таблица 3. Гидравлический расчёт системы отопления.
Тепловая нагрузка на участок Qуч Вт
Расход теплоно-сителя на участке G кгч
Скорость воды на участке W мс
Динами-ческий напор hw Па
Удельная потеря давления на трение R Па
Потеря давления на трение Rl Па
Сумма коэффици-ентов местных сопротивлений Σ
Потеря давления на местные сопротив-ления ΔP=Σ·hwПа
Полные потери давления на трение ΔP Па
Большое циркуляционное кольцо
Малое циркуляционное кольцо
Расчёт местных сопротивлений сводим в таблицу 4.
Таблица 4. Расчёт местных сопротивлений.
Характер сопротивления
Крестовина на поворот
Тройник на противоток
Выбор оборудования теплового пункта.
Для теплового пункта необходимо выбрать циркуляционный насос и грязевик. В системе водяного отопления с искусственной циркуляцией кроме насоса для заполнения ее водой и подпитки в процессе эксплуатации устанавливают так называемые циркуляционные насосы для перемещения воды по трубопроводам.
Наибольшее применение в системах отопления зданий получили насосы центробежного типа хотя для отопления небольшого здания от котельной расположенной в его габаритах более пригодны диагональные насосы которые вполне обеспечивают требуемое давление 1÷2 м вод. ст. и соответствуют по производительности.
В системе водяного отопления как правило устанавливают два циркуляционных насоса включаемых поочередно. Таким образом один насос всегда является резервным.
Насосы центробежного типа присоединяют к магистральному трубопроводу охлажденной воды. Оба насоса снабжают обводной линией с задвижкой для регулирования их работы и в случае выключения электроэнергии – для поддержания в системе естественной циркуляции воды. Диагональные насосы можно устанавливать без обводной линии так как сопротивление проходу воды через них незначительно.
Для подбора циркуляционного насоса необходимо знать требуемую его подачу и расчётное давление. Требуемая подача насоса Vнac м3ч определяется тепловой нагрузкой обслуживаемой системы отопления ΣQ Вт и перепадом температуры воды .
где α – коэффициент запаса учитывающий бесполезные потери тепла
ρ70 – плотность воды кгм3;
Давление создаваемое циркуляционным насосом должно быть до-
статочным для преодоления всех сопротивлений движению воды в системе и принимается по потерям давления в самом невыгодном циркуляционном кольце за вычетом минимального естественного давления:
Требуемое давление насоса для систем отопления отдельных зданий обычно не превышает 12 кПа.
Насосы подбирают по их рабочим характеристикам которые приведены в справочниках по санитарной технике и в каталогах заводов-изготовителей.
По требуемой подаче и давлению выбираем насос ЦНИИПС-10 V=2 м3ч Н=25м =13% мощность на валу 011 кВт т.к. насоса с меньшим напором нет в каталоге.
Для трубы диаметром 25 мм выбираем грязевик марки 10 Г. Он служит для осаждения грязи и удаления её из системы отопления. Без грязевика систему отопления проектировать нельзя потому что грязь оседая в трубах уменьшает их диаметр а это ведет к постепенной разрегулировке системы. Осаждение грязи в грязевике происходит за счет малой скорости движения воды.
Рисунок 8. Схема грязевика.
Подбираем расширительный бак. В системах с насосной циркуляцией расширительные баки устанавливают в котельной и присоединяют к всасывающей линии перед насосами. Присоединение расширительного бака непосредственно перед насосами обеспечивает работу всей системы под избыточным давлением что устраняет подсос воздуха через неплотности в подающей линии при верхней разводке.
Ёмкость расширительного бака определяют по формуле:
По таблице III 44 [1] подбираем расширительный бак 1Е010.
Расчет системы вентиляции.
В канальных системах естественной вытяжной вентиляции воздух перемещается в каналах и воздуховодах под действием естественного давления возникающего вследствие разности давлений холодного наружного и теплого внутреннего воздуха.
Естественное давление Δре Па определяют по формуле
ρн ρв – плотность соответственно наружного и внутреннего воздуха кгм3
Расчетное естественное давление для систем вентиляции жилых и общественных зданий согласно СНиП П-33-75 определяется для температуры наружного воздуха +5° С. Считается что при более высоких наружных температурах когда естественное давление становится весьма незначительным дополнительный воздухообмен можно получать открывая более часто и на более продолжительное время форточки фрамуги а иногда и створки оконных рам.
Анализируя выражение для естественного давления можно сделать следующие практические выводы.
Верхние этажи здания по сравнению с нижними находятся в менее благоприятных условиях так как располагаемое давление здесь меньше.
Естественное давление становится большим при низкой температуре наружного воздуха и заметно уменьшается в теплое время года.
Охлаждение воздуха в воздуховодах (каналах) влечет за собой снижение действующего давления и может вызвать выпадение конденсата со всеми вытекающими при этом последствиями
Кроме того из этого следует что естественное давление не зависит от длины горизонтальных воздуховодов тогда как для преодоления сопротивлении в коротких ветвях воздуховодов безусловно требуется меньше давления чем в ветвях значительной протяженности. На основании технико-экономических расчетов и опыта эксплуатации вытяжных систем вентиляции радиус действия их от – оси вытяжной шахты до оси наиболее удаленного отверстия допускается не более 8 м.
Для нормальной работы системы естественной вентиляции необходимо чтобы было сохранено равенство:
где R – удельная потеря давления на трение Пам;
– длина воздуховодов (каналов) м;
RI – потеря давления на трение расчетной ветви Па;
– потеря давления на местные сопротивления Па;
Δрс – располагаемое давление Па;
α – коэффициент запаса равный 11—115;
– поправочный коэффициент на шероховатость поверхности.
Расчету воздуховодов (каналов) должна предшествовать следующая расчетно-графическая работа.
Определение воздухообменов для каждого помещения по кратностям (согласно СНиП соответствующего здания) или по расчету. При этой работе заполняется бланк.
Компоновка систем вентиляции. В одну систему объединяют только одноименные или близкие по назначению помещения. Системы вентиляции квартир общежитии и гостиниц не совмещают с системами вентиляции детских садов и яслей торговых и других учреждений находящихся в том же здании. Санитарные узлы во всех случаях обслуживаются самостоятельными системами и при пяти унитазах и более оборудуются механическими побудителями. В детских садах и яслях рекомендуется устраивать вытяжные системы естественной вентиляции самостоятельные для каждой группы детей объединяя помещения с учетом их на значения (СНиП П-Л.3-71). В курительных комнатах как правило осуществляется механическая вентиляция Вытяжку из комнат жилого дома с окнами выходящими на одну сторону рекомендуется объединять в одну систему.
Графическое изображение на планах этажей и чердака элементов системы (каналов и воздуховодов вытяжных отверстий и жалюзийных решеток вытяжных шахт). Против вытяжных отверстий помещений указывается количество воздуха удаляемого по каналу. Транзитные каналы обслуживающие помещения нижних этажей рекомендуется обозначать римскими цифрами (I II III и т.д.). Все системы вентиляции должны быть пронумерованы.
Вычерчивание аксонометрических схем в линиях или что лучше с изображением внешних очертаний всех элементов системы. На схемах в кружке у выносной черты проставляется номер участка над чертой указывается нагрузка участка м3ч а под чертой – длина участка м..
Аэродинамический расчет воздуховодов (каналов) выполняют по таблице или номограммам составленным для стальных воздуховодов круглого сечения при ρв-1205 кгм3 tв=20 °С. В них взаимосвязаны величины L R w hw и d.
Чтобы воспользоваться таблицей или номограммой для расчета воздуховода прямоугольного сечения необходимо предварительно определить соответствующую величину равновеликого (эквивалентного) диаметра т.е. такого диаметра круглого воздуховода при котором для той же скорости движения воздуха как и в прямоугольном воздуховоде удельные потери давления на трение были бы равны. Диаметр определяется по; формуле:
где a b – размеры сторон прямоугольного воздуховода м.
Если воздуховоды имеют шероховатую поверхность то коэффициент трения для них а следовательно и удельная потеря давления на трение будут соответственно больше чем указано в таблице или номограмме.
Методика расчета воздуховодов (каналов) систем естественной вентиляции может быть представлена в следующем виде.
При заданных объемах воздуха подлежащего перемещению по каждому участку каналов принимают скорость его движения.
По объему воздуха и принятой скорости определяют предварительно площадь сечения каналов. Потери давления на трение и местные сопротивления для таких сечений каналов выявляют по таблицам или номограммам.
Сравнивают полученные суммарные сопротивления с располагаемым давлением. Если эти величины совпадают то предварительно полученные площади сечения каналов могут быть приняты как окончательные. Если же потери давления оказались меньше или больше располагаемого давления то площадь сечения каналов следует увеличить или наоборот уменьшить т. е. поступать так же как при расчете трубопровода системы отопления.
При предварительном определении площади сечений каналов систем естественной вентиляции можно задаваться следующими скоростями движения воздуха: в вертикальных каналах верхнего этажа 05÷06 мс из каждого нижерасположенного этажа на 01 мс больше чем из предыдущего но не выше 1 мс; в сборных воздуховодах w≥l мс и в вытяжной шахте
Если при расчете воздуховодов задана площадь сечения каналов и известен часовой расход воздуха то скорость w мс определяется по формуле
где f – площадь сечения канала или воздуховода м2;
L — объем вентиляционного воздуха м3;
Потери давления на местные сопротивления
где Σ – сумма коэффициентов местных сопротивлений;
hw – динамическое давление Па
Динамическое давление hw определяется по дополнительной шкале номограммы для расчета воздуховодов.
Запроектируем приставные воздуховоды из гипсошлаковых плит размещая их у внутренних перегородок. На рисунке 9 изобразим схему системы вентиляции. Вентилировать будем душ и санузел. Расчёт воздуховодов приведен в таблице 5.
Рисунок 9. Схема системы вентиляции.
Для душевой расход воздуха по объему помещения при кратности циркуляции равной 5.
Для санузла расход воздуха по числу унитазов
Естественное давление в системе вентиляции (при внутренней температуре 25 оС) равно:
Местные потери расписываем по участкам:
Участок №1: Вход в жалюзийную решётку с поворотом потока =219;
Участок №2: Вытяжная шахта с зонтом =13;
Участок №3: Вход в жалюзийную решётку с поворотом потока =219;
Результаты расчёта заносим в таблицу 5.
Таблица 5. Расчёт вентиляции.
Расход воздуха L м3ч
Скорость воздуха на участке w мс
Площадь поперечного сечения воздуховода f м2
Размеры воздуховода м
Эквивалентный диаметр dэ м
Сумма коэффициентов местных сопротивлений Σ
Динамический напор hw Па
Потеря давления на местные сопротивления ΔP=Σ·hw Па
Сумма потерь по участку 1-2
Сравним полученные потери с располагаемым давлением: 0547 Па158 Па следовательно условие естественной вентиляции PРАСП.>PТР+Z выполняется.
Щекин Р.В. и др. Справочник по теплоснабжению и вентиляции.
Тихомиров К.В. Теплотехника теплогазоснабжение и вентиляция. – М.: Стройиздат 1981. – 272 с.
Ржаницина Л.М. Отопление и вентиляция (Методические указания по выполнению курсовой работы по теплотехнике теплогазоснабжению и вентиляции). – РИО АЛТИ 1979. – 24 с.
Ржаницина Л.М. Расчёт систем вентиляции: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. – Архангельск: РИО АЛТИ 1987. – 20 с.

Курсач.doc

Федеральное агентство по образованию
Архангельский государственный технический университет
Факультет промышленной энергетики IV-1
Кафедра промышленной теплоэнергетики
Пазухин Иван Николаевич
Курсовая работа по курсу:
“Энергетические системы обеспечения жизнедеятельности человека”
Отопление и вентиляция гражданского здания.
Пояснительная записка.
Руководитель работы: Ржаницына Л.М.
Председатель комиссии:
Задание на курсовую работу
Наименование объекта – школьный интернат.
Географический пункт – Псков.
Материал наружных стен – бетонные блоки.
Вид системы отопления – водяная двухтрубная гравитационная с верхней разводкой.
Источник теплоснабжения – котельная.
Теплотехнический расчет ограждений 5
Расчет теплопотерь отапливаемых помещений .10
Расчет нагревательных приборов 18
Гидравлический расчет трубопроводов системы отопления 20
Расчет и подбор оборудования котельной ..
Расчет системы вентиляции ..
Теплотехнический расчёт ограждений.
Данный расчет производится с целью правильного конструирования ограждения. Итогом теплотехнического расчета является определение общего сопротивления теплопередаче (общее термическое сопротивление). Расчет ведем по формуле.
где – коэффициент теплоотдачи от внутреннего воздуха к внутренней поверхности наружного ограждения по таблице 1.5 [1];
– термическое сопротивление теплопроводности;
– толщина материала;
– коэффициент теплопроводности материала;
– термическое сопротивление воздушных прослоек;
– коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности наружного ограждения к наружному воздуху по таблице 1.5 [1];
Требуемое значение общего коэффициента теплопередачи.
– нормируемая температура воздуха в помещении по таблице 1.4 [1];
– расчетная температура наружного воздуха по таблице 1.3 [1];
– коэффициент учитывающий характер омывания ограждения наружным воздухом;
- нормируемый перепад температур по таблице 1
Таблица 1. Значение
Нормируемый температурный перепад для
покрытий и чердачных перекрытий
перекрытий над проездами подвалами и подпольями
Жилые лечебно-профилактические детские учреждения школя интернаты
Общественные административные и бытовые за исключением помещений с влажным или мокрым режимом
Производственные с сухим и нормальным режимом
(tB – tP) не более 6
Производственные и другие помещения с влажным или мокрым режимом
tP – температура точки росы при расчетной температуре и относительная влажность внутреннего воздуха.
На ряду с определением требуемого сопротивления теплопередаче находят требуемое приведенное сопротивление теплопередаче через градусы-сутки по таблицам или по формулам.
– средняя температура по таблице 1.3 [1];
– продолжительность отопительного периода по таблице 1.3 [1].
Для дальнейшего расчета используется большее из сопротивлений теплопередаче.
1. Теплотехнический расчет наружных стен.
1.1. Рассчитаем требуемое значение общего сопротивления теплопередаче:
для наружных стен n=1;
по таблице 1 находим значение .
Тогда требуемое сопротивление теплопередаче будет:
1.2. Рассчитаем приведенное значение общего сопротивления теплопередаче:
1.2.1. По таблице 10[2] .
1.2.2. По формуле из таблицы 1.4.1.[2]
Как видно из расчетов приведенные значения общего сопротивления теплопередаче рассчитанный по формуле и найденный по таблице отличаются на сотые доли.
Так как приведенное значение общего сопротивления теплопередаче больше требуемого значения общего сопротивления теплопередаче то в дальнейших расчетах будем использовать приведенное значение общего сопротивления теплопередаче.
1.3. Принимаем следующую конструкцию стены:
Рисунок 1. Разрез стены
По таблице 1.1 [1] подбираем материал стен: внутренняя штукатурка из цементно-песчаного раствора λ3=093Вт(м2ºС); 3=0015 м; внутренний и наружный слои из бетонных блоков λблока=087Вт(м2ºС); 1=0285 м; 2=0265 м; между слоями утеплитель минеральная вата λу=005Вт(м2ºС); у=Х м.
1.4.Рассчитаем толщину утепляющего слоя.
Принимаем толщину утеплителя 011м.
1.5.Фактическое сопротивления теплопередаче будет:
Так как фактическое сопротивление теплопередаче больше чем расчетное то конструкция стены удовлетворяет теплотехническим нормам.
2. Теплотехнический расчет чердачного перекрытия.
2.1. Рассчитаем требуемое значение общего сопротивления теплопередаче:
для чердачных перекрытий n=08;
2.2. Рассчитаем приведенное значение общего сопротивления теплопередаче:
2.2.1. По таблице 10[2] .
2.2.2. По формуле 1.4.1[2].
2.3. Принимаем следующую конструкцию чердачного перекрытия:
Рисунок 2. Чердачное перекрытие
По таблице 1.1 [1] подбираем материал перекрытия: доска λ1=0174Вт(м2°С); 1=002м; рубероид λ2=0174Вт(м2°С); 2=0005м; железобетонная плита λ3=192Вт(м2°С); 3=015м; минеральная вата λу=005Вт(м2°С); у=м.
2.4.Рассчитаем толщину утепляющего слоя.
Принимаем толщину утеплителя 02м.
2.5.Фактическое сопротивления теплопередаче будет:
Так как фактическое сопротивление теплопередаче больше чем расчетное то конструкция чердачного перекрытия удовлетворяет теплотехническим нормам.
3 Теплотехнический расчет надподвального перекрытия.
3.1. Рассчитаем требуемое значение общего сопротивления теплопередаче:
для надподвальных перекрытий n=04;
3.2. Рассчитаем приведенное значение общего сопротивления теплопередаче:
3.2.1. По таблице 10 [2] .
3.2.2. По формуле 1.4.1. [2]
3.3. Принимаем следующую конструкцию надподвального перекрытия:
Рисунок 3 Надподвальное перекрытие
По таблице 1.1 [1] подбираем материал перекрытия: линолеум λ1=0326Вт(м2°С); 1=0005м; доска λ2=0174Вт(м2°С); 2=004м; железобетонная плита λ3=192Вт(м2°С); 3=015м; минеральная вата λу=005Вт(м2°С); у=м по таблице 1.6[1] термическое сопротивление воздушной прослойки Rвп=0209 (м2°С)Вт.
Принимаем толщину утеплителя 015м.
Так как конструкции наружных ограждений были выбраны при Ro>Rтр то проверка на конденсацию водяных паров не требуется [1].
Расчет теплопотерь отапливаемых помещений.
Потери тепла помещениями через ограждающие конструкции учитываемые при проектировании систем отопления разделяются на: основные условно называемые нормальными и добавочные которыми учитывается ряд факторов влияющих на величину теплопотерь.
Основные теплопотери помещений Q Вт слагаются из потерь тепла через отдельные ограждающие конструкции определяемые по формуле:
где F – площадь ограждающей конструкции через которую происходит потеря тепла м2;
k – коэффициент теплопередачи данной ограждающей конструкции Вт(м2·К);
tв – расчетная температура внутреннего воздуха °С;
tн – расчетная температура наружного воздуха °С;
n – поправочный коэффициент к расчетной разности температур (tв-tн).
Теплообмен через ограждения между смежными отапливаемыми помещениями при расчете теплопотерь учитывается если разность температур воздуха этих помещений более 3°С. При меньшей разности температур теплообмен незначителен и не учитывается.
Правила обмера поверхностей ограждающих конструкций.
Поверхность F м2 наружных ограждений при подсчете потерь тепла измеряется по планам и разрезам здания следующим образом (рис. 4).
Высота стен первого этажа если пол находится непосредственно на грунте – между уровнями полов первого и второго этажей; если пол на лагах – от наружного уровня подготовки пола на лагах до уровня пола второго этажа; при не отапливаемом подвале или подполье – от уровня нижней поверхности конструкции пола первого этажа до уровня чистого пола второго этажа (h1) а в одноэтажных зданиях с чердачным перекрытием высота измеряется от пола до верха утепляющего слоя перекрытия.
Высота стен промежуточного этажа – между уровнями чистых полов данного и вышележащего этажей (h2) а верхнего этажа – от уровня его чистого пола до верха утепляющего слоя чердачного перекрытия (h3) или бесчердачного покрытия.
Длина наружных стен в угловых помещениях – от кромки наружного угла до осей внутренних стен (l1 и l2) а в неугловых – между осями внутренних стен (l3).
Поверхность окон дверей и фонарей – по наименьшим размерам строительных проемов в свету (a и b).
Поверхности потолков и полов над подвалами и подпольями в угловых помещениях – по размерам от внутренней поверхности наружных стен до осей противоположных стен (m1 и n) а в неугловых – между осями внутренних стен (m) и от внутренней поверхности наружной стены до оси противоположной стены (n).
Длина внутренних стен – по размерам от внутренних поверхностей наружных стен до осей внутренних стен (m1) или между осями внутренних стен (m).
Для подсчета поверхности ограждающих конструкций линейные размеры их принимаются с точностью до 001 м. Поверхности отдельных ограждающих конструкций подсчитываются с точностью до 01 м2.
Рисунок 4. Правила обмера теплопередающих ограждений.
Расчетные температуры наружного и внутреннего воздуха.
Расчетная наружная температура tН при определении потерь тепла помещениями принимается равной средней температуре воздуха наиболее холодных пятидневок в данном населенном пункте из восьми зим за 50-летний период. Эта расчетная температура значительно выше чем абсолютная минимальная. Расчет системы отопления на абсолютную минимальную температуру которая отмечается раз в несколько лет причем в течение короткого периода измеряемого часами экономически не оправдан. Резкое кратковременное понижение температуру наружного воздуха благодаря теплоаккумулирующей способности строительных конструкций и мебели находящейся в помещении не вызывает заметных изменений температуры внутреннего воздуха.
Принятые в России значения температур наружного воздуха для расчета систем отопления основаны на большом практическом опыте и теоретических исследованиях вопросов тепловой устойчивости зданий. Внутренняя температура tв для помещений жилых и общественных зданий принимается в зависимости от назначения помещения. Для цехов и отделов производственных зданий она принимается в соответствии с требованиями технологии и категорией работы по физической нагрузке рабочего.
Поправочный коэффициент n к расчетной разности температур (tв-tн) вводится при подсчете потерь тепла через ограждающие конструкции которые внешней стороной обращены в неотапливаемое помещение (чердак подвал тамбур и т.п.) а не наружу. Этот коэффициент уменьшения расчетной разности температур принимается по СНиПу.
Особенности расчета потерь тепла помещениями через полы расположенные на грунте и на лагах и через подземную часть стены.
Потери тепла через полы расположенные на грунте или на лагах определяют по зонам-полосам шириной 2 м параллельным наружным стенам (рис.5). Чем ближе полоса расположена к наружной стене тем она имеет меньшее термическое сопротивление теплопередаче.
Условная величина термического сопротивления теплопередаче отдельных зон неутепленных полов на грунте принимается независимо от толщины конструкции:
Рисунок 5. Схема к определению потерь тепла через полы и стены заглубленные ниже уровня земли.
I – первая зона; II – вторая зона; III – третья зона IV–четвертая зона (последняя)
а) для I зоны-полосы т. е. поверхности пола расположенной на расстоянии до 2 м в глубину помещений от наружной стены RIЗ = 215 (м2·К)Вт;
б) для II зоны-полосы т. е. для следующих 2 м от наружной стены RIIЗ=430 (м2·К)Вт;
в) для III зоны-полосы расположенной на расстоянии 4÷6 м в глубину помещений от наружной стены RIIIЗ =860 (м2·К)Вт;
г) для IV зоны-полосы (последней) RIVЗ - 142 (м2·К)Вт.
Основная расчетная формула при подсчете потерь тепла Qпл Вт через пол расположенный на грунте принимает следующий вид:
При подсчете потерь тепла через полы расположенные на грунте или лагах
поверхность участков полов возле угла наружных стен (в первой двухметровой зоне) вводится в расчет дважды т. е. по направлению обеих стен составляющих угол.
Теплопотери через подземную часть наружных стен и полы отапливаемого подвала здания должны подсчитываться так же как и теплопотери через полы расположенные на грунте бесподвального здания т.е. по зонам шириной 2 м с расчетом их от уровня земли (см. рисунок 5). Полы помещений в этом случае (при отсчете зон) рассматриваются как продолжение подземной части наружных стен. Сопротивление теплопередаче определяется так же как и для неутеплённых или утепленных полов.
Добавочные потери тепла вызываемые различными факторами которые не учитываются основной формулой.
Основная формула для расчета потерь тепла помещением через ограждающие конструкции не учитывает ряд факторов влияющих на величину потерь. К ним относятся: ориентация помещений по отношению к странам света; наличие двух и более наружных стен; поступление в помещение наружного воздуха через наружные двери и ворота; высота помещений; инфильтрация в помещения наружного воздуха через неплотности строительных конструкции (в данном проекте инфильтрация не учитывается). Перечисленные факторы учитываются добавками исчисляемыми в процентах к основным потерям тепла рассчитанным по данной формуле в следующих размерах.
На ориентацию по отношение к странам света (для вертикальных и наклонных наружных ограждений). Величина этой добавки принимается в соответствии со схемой приведенной на рисунке 6.
Рисунок 6 Величина добавки в зависимости от ориентации ограждения по странам света.
На продуваемость помещений с двумя наружными стенами и более. Этот фактор увеличивающий потери тепла через вертикальные ограждения (наружные стены двери и окна) учитывается по общественным зданиям и по
вспомогательным помещениям производственных зданий в размере 5% основных теплопотерь.
На подогрев врывающегося холодного воздуха через наружные кратковременно открывающиеся двери не оборудованные воздушными или воздушно-тепловыми завесами добавки принимаются в размере:
для тройных дверей с двумя тамбурами =02
для двойных дверей с тамбуром =027
для двойных дверей без тамбура =034
для одинарных дверей =022 где - высота здания м.
Для главных входов общественных зданий (включая гостиницы и общежития) эта добавка принимается в размере 500% к основным потерям через входные двери.
На высоту помещений. При высоте помещений больше 4 м расчетная величина теплопотерь через все ограждения с включением добавок увеличивается на 2% на каждый метр высоты сверх 4 м но не более 15%. Эта добавка необходима в связи с некоторым перегревом воздуха верхней зоны помещения. В производственных помещениях где температура воздуха под потолком и в рабочей зоне может отличаться больше чем в помещениях общественных зданий указанная добавочная потеря определяется на основе специального расчета распределения температуры по высоте. В лестничных клетках здания добавочная потеря на высоту не учитывается.
Расчет теплопотерь сведем в таблицу 2.
№ отапливаемого помещения
Наименование помещения и tв оС
Наименование ограждения
Ориентация ограждения
Площадь ограждения F м2
Расчетная разность температур (tв-tн)n оС
Коэффициент теплопередачи огражденияK Вт(м2ºС)
Основные теплопотери Qосн Вт
Добавки к основным теплопотерям %
Добавочные теплопотери Qдоб Вт
Общие теплопотери Qобщ Вт
Сумма по помещению Вт
позонный расчет (см. таблицу 3)
Таблица 3. Теплопотери через подземную часть наружных стен.
Определяем удельную тепловую характеристику здания:
где - суммарные теплопотери всех помещении здания;
- объем отапливаемого части здания по наружному обмеру
Нормативное значение берётся по таблице 4 в зависимости от :
Значения нормируемой удельной тепловой характеристики для гражданских зданий
Так как 0263048-035 следовательно условие выполняется.
Определение необходимой поверхности нагревательных приборов.
Для поддержания в помещении требуемой температуры необходимо чтобы количество тепла отдаваемого нагревательными приборами установленными в помещении соответствовало расчетным теплопотерям помещения.
Количество тепла Q Вт отдаваемого прибором пропорционально площади поверхности его нагрева Fпр м2 коэффициенту теплопередачи прибора k и разности температур теплоносителя tcp в приборе и омывающего его воздуха помещения tв.
Исходя из этого можно написать
Средняя температура теплоносителя в приборе при водяном отоплении равна
где tг – температура теплоносителя при входе в прибор
to – температура теплоносителя на выходе из прибора.
При учете дополнительных факторов влияющих на теплопередачу приборов формула для расчёта поверхности прибора принимает общий вид:
где 1 – коэффициент учитывающий охлаждение воды в трубах 1=105 [1];
– коэффициент учитывающий способ установки прибора 2 =1 [1];
– коэффициент учитывающий число секций прибора [1];
Число секций в радиаторах определяется по формуле:
Принимаем следующие температуры горячей и обратной воды tг=95оС to=70 оС. К установке примем секционный чугунный нагреватель марки НМ-150[3] с площадью поверхности нагрева одной секции . При округлении числа секций в радиаторе до целого числа расчётную площадь поверхности нагрева можно уменьшить не более чем на 01экм для НМ-150 1экм = 031. В процессе определения необходимой площади поверхности нагревательных приборов исходные и получаемые данные записывают в таблицу.
Разность между фактической и требуемой теплоотдачей должна лежать в пределах ±5%.
Расчёт нагревательных приборов заносим в таблицу 5.
Расчёт нагревательных приборов
Температура воздуха в помещении tв оС
температур Δt=tпр--tв оС
Способ подачи теплоносителя
Поправочные коэффициенты
Расчётное количество секций
Принятое количество секций n шт
Количество приборов m шт
С учетом коэффициента 3
Тепловая нагрузка в помещении Q Вт
Учитывающий охлаждение воды в трубах 1
Учитывающий способ установки прибора 2
Учитывающий число секции в радиаторе 3
Принятое количество секции n шт
Расчет трубопроводов двухтрубной системы водяного отопления.
Как известно из гидравлики при движении реальной жидкости по трубам всегда имеют место потери давления на преодоление сопротивления двух видов – трения и местных сопротивлений. К местным сопротивлениям относятся тройники крестовины отводы вентили краны нагревательных приборов котлы теплообменники и так далее.
Потери давления Rт Па на преодоление трения на участке трубопровода с постоянным расходом движущейся среды (воды пара) и неизменным диаметром определяют по формуле:
где R – удельная потеря давления;
l – длина участка трубопровода.
Потерю давления на преодоление местных сопротивлений Па определяют по формуле:
где – сумма коэффициентов местных сопротивлений в данном участке трубопровода;
– динамическое давление воды в данном участке трубопровода Па.
Общее сопротивление возникающее при движении воды в трубопроводе циркуляционного кольца включая отопительный прибор котел и арматуру может быть представлено как сумма потерь давления на трение ΣR·l и сумма потерь в местных сопротивлениях Σ уравнением:
где р – располагаемое давление.
При расчете главного циркуляционного кольца разрешается оставлять запас давления на неучтенные сопротивления но не более 10% расчетных потерь давления.
Для гидравлического расчета трубопровода выполняют схему системы отопления в аксонометрической проекции на которой приводят все исходные данные. К составлению такой схемы приступают после того как будет закончена следующая расчётно-графическая работа:
) подсчитаны теплопотери помещениями здания;
) выбран тип отопительных приборов и определено их число для каждого помещения;
) размещены на поэтажных планах здания отопительные приборы горячие и обратные стояки а на планах чердака и подвала — подающие и обратные магистрали;
) выбрано место для теплового пункта или котельной;
) определены размеры расширительного сосуда если он требуется и способ воздухоудаления;
) показано на плане чердака или верхнего этажа (при совмещенной крыше) размещение расширительного сосуда и приборов воздухоудаления.
На планах этажей чердака и подвала горячие и обратные стояки системы отопления должны быть пронумерованы а на аксонометрической схеме кроме стояков нумеруются и все расчетные участки циркуляционных колец – участки труб в которых протекает неизменное количество воды.
Для расчета трубопровода дополнительно на схеме указывают тепловую нагрузку и длину каждого расчетного участка трубопровода циркуляционного кольца а также всю запорно-регулировочную арматуру (краны задвижки и т.д.). Сумма длин всех расчетных участков составляет величину Σ1 расчётного циркуляционного кольца.
При расчете трубопровода двухтрубной системы водяного отопления с естественной циркуляцией принято считать что потеря давления в местных сопротивлениях ориентировочно составляет 50% располагаемого циркуляционного давления. Следовательно возможная средняя удельная потеря давления на трение Rср Па на 1 м длины может быть определена из выражения:
– коэффициент показывающий что 50% давления предполагается израсходовать на потери на трение а остальные 50% – на местные сопротивления
Расчёт сети начинают с главного циркуляционного кольца для которого Rср имеет наименьшую величину.
Кроме величины Rср для подбора диаметра трубопроводов по таблице или номограмме необходимо знать количество воды G кгч протекающей по каждому расчетному участку циркуляционного кольца.
Величина G определяется по формуле:
где Q – тепловая нагрузка расчетного участка по теплоотдаче приборов Вт;
tг-tо – перепад температур воды в системе оС;
с – теплоемкость воды кДж(кг·К);
– коэффициент перевода единиц Вт в кДжч.
Ориентируясь на полученное значение Rср и определив количество воды G кгч можно с помощью номограммы или расчетной таблицы подобрать оптимальные диаметры труб расчетного кольца. Все данные получаемые при расчете трубопровода заносят в таблицу.
При расчете отдельных участков трубопровода необходимо иметь в виду следующее: местное сопротивление тройников и крестовин относят лишь к расчетным участкам с наименьшим расходом воды; местные сопротивления нагревательных приборов котлов и бойлеров учитывают поровну в каждом примыкающем к ним трубопроводе.
Если по произведенному расчету с учетом запаса до 10% расходуемое давление в системе будет больше или меньше располагаемого давления то на отдельных участках кольца следует изменить диаметры труб.
Невязка в расходуемом давлении между отдельными циркуляционными кольцами допускается в однотрубных системах и двухтрубных системах с попутным движением воды до 15% а в двухтрубных с тупиковой разводкой – до 25%.
Расчет трубопроводов двухтрубной системы водяного отопления с искусственной циркуляцией воды.
Расчет трубопроводов двухтрубной системы водяного отопления с искусственной циркуляцией воды отличается от расчета трубопроводов такой же системы но с естественной циркуляцией воды определением располагаемого давления. В системе с искусственной циркуляцией оно складывается из давления возникающего в результате охлаждения воды в приборах и трубопроводах и давления которое создается насосом.
Располагаемое давление в этом случае определяется по выражению
где ΔРпр – естественное давление возникающее при охлаждении воды в приборах. Па
ΔРтр – естественное давление возникающее в результате охлаждения воды в трубопроводах Па;
Рнас – давление создаваемое насосом Па.
Аксонометрическая схема системы отопления представлена на рисунке 7.
Гидравлический расчёт системы отопления сводим в таблицу 3.
Аксонометрическая схема системы отопления.
Таблица 3. Гидравлический расчёт системы отопления.
Тепловая нагрузка на участок Qуч Вт
Расход теплоно-сителя на участке G кгч
Скорость воды на участке W мс
Динами-ческий напор hw Па
Удельная потеря давления на трение R Па
Потеря давления на трение Rl Па
Сумма коэффици-ентов местных сопротивлений Σ
Потеря давления на местные сопротив-ления ΔP=Σ·hwПа
Полные потери давления на трение ΔP Па
Большое циркуляционное кольцо
Малое циркуляционное кольцо
Расчёт местных сопротивлений сводим в таблицу 4.
Таблица 4. Расчёт местных сопротивлений.
Характер сопротивления
Крестовина на поворот
Тройник на противоток
Выбор оборудования теплового пункта.
Для теплового пункта необходимо выбрать циркуляционный насос и грязевик. В системе водяного отопления с искусственной циркуляцией кроме насоса для заполнения ее водой и подпитки в процессе эксплуатации устанавливают так называемые циркуляционные насосы для перемещения воды по трубопроводам.
Наибольшее применение в системах отопления зданий получили насосы центробежного типа хотя для отопления небольшого здания от котельной расположенной в его габаритах более пригодны диагональные насосы которые вполне обеспечивают требуемое давление 1÷2 м вод. ст. и соответствуют по производительности.
В системе водяного отопления как правило устанавливают два циркуляционных насоса включаемых поочередно. Таким образом один насос всегда является резервным.
Насосы центробежного типа присоединяют к магистральному трубопроводу охлажденной воды. Оба насоса снабжают обводной линией с задвижкой для регулирования их работы и в случае выключения электроэнергии – для поддержания в системе естественной циркуляции воды. Диагональные насосы можно устанавливать без обводной линии так как сопротивление проходу воды через них незначительно.
Для подбора циркуляционного насоса необходимо знать требуемую его подачу и расчётное давление. Требуемая подача насоса Vнac м3ч определяется тепловой нагрузкой обслуживаемой системы отопления ΣQ Вт и перепадом температуры воды .
где α – коэффициент запаса учитывающий бесполезные потери тепла
ρ70 – плотность воды кгм3;
Давление создаваемое циркуляционным насосом должно быть до-
статочным для преодоления всех сопротивлений движению воды в системе и принимается по потерям давления в самом невыгодном циркуляционном кольце за вычетом минимального естественного давления:
Требуемое давление насоса для систем отопления отдельных зданий обычно не превышает 12 кПа.
Насосы подбирают по их рабочим характеристикам которые приведены в справочниках по санитарной технике и в каталогах заводов-изготовителей.
По требуемой подаче и давлению выбираем насос ЦНИИПС-10 V=2 м3ч Н=25м =13% мощность на валу 011 кВт т.к. насоса с меньшим напором нет в каталоге.
Для трубы диаметром 25 мм выбираем грязевик марки 10 Г. Он служит для осаждения грязи и удаления её из системы отопления. Без грязевика систему отопления проектировать нельзя потому что грязь оседая в трубах уменьшает их диаметр а это ведет к постепенной разрегулировке системы. Осаждение грязи в грязевике происходит за счет малой скорости движения воды.
Рисунок 8. Схема грязевика.
Подбираем расширительный бак. В системах с насосной циркуляцией расширительные баки устанавливают в котельной и присоединяют к всасывающей линии перед насосами. Присоединение расширительного бака непосредственно перед насосами обеспечивает работу всей системы под избыточным давлением что устраняет подсос воздуха через неплотности в подающей линии при верхней разводке.
Ёмкость расширительного бака определяют по формуле:
По таблице III 44 [1] подбираем расширительный бак 1Е010.
Расчет системы вентиляции.
В канальных системах естественной вытяжной вентиляции воздух перемещается в каналах и воздуховодах под действием естественного давления возникающего вследствие разности давлений холодного наружного и теплого внутреннего воздуха.
Естественное давление Δре Па определяют по формуле
ρн ρв – плотность соответственно наружного и внутреннего воздуха кгм3
Расчетное естественное давление для систем вентиляции жилых и общественных зданий согласно СНиП П-33-75 определяется для температуры наружного воздуха +5° С. Считается что при более высоких наружных температурах когда естественное давление становится весьма незначительным дополнительный воздухообмен можно получать открывая более часто и на более продолжительное время форточки фрамуги а иногда и створки оконных рам.
Анализируя выражение для естественного давления можно сделать следующие практические выводы.
Верхние этажи здания по сравнению с нижними находятся в менее благоприятных условиях так как располагаемое давление здесь меньше.
Естественное давление становится большим при низкой температуре наружного воздуха и заметно уменьшается в теплое время года.
Охлаждение воздуха в воздуховодах (каналах) влечет за собой снижение действующего давления и может вызвать выпадение конденсата со всеми вытекающими при этом последствиями
Кроме того из этого следует что естественное давление не зависит от длины горизонтальных воздуховодов тогда как для преодоления сопротивлении в коротких ветвях воздуховодов безусловно требуется меньше давления чем в ветвях значительной протяженности. На основании технико-экономических расчетов и опыта эксплуатации вытяжных систем вентиляции радиус действия их от – оси вытяжной шахты до оси наиболее удаленного отверстия допускается не более 8 м.
Для нормальной работы системы естественной вентиляции необходимо чтобы было сохранено равенство:
где R – удельная потеря давления на трение Пам;
– длина воздуховодов (каналов) м;
RI – потеря давления на трение расчетной ветви Па;
– потеря давления на местные сопротивления Па;
Δрс – располагаемое давление Па;
α – коэффициент запаса равный 11—115;
– поправочный коэффициент на шероховатость поверхности.
Расчету воздуховодов (каналов) должна предшествовать следующая расчетно-графическая работа.
Определение воздухообменов для каждого помещения по кратностям (согласно СНиП соответствующего здания) или по расчету. При этой работе заполняется бланк.
Компоновка систем вентиляции. В одну систему объединяют только одноименные или близкие по назначению помещения. Системы вентиляции квартир общежитии и гостиниц не совмещают с системами вентиляции детских садов и яслей торговых и других учреждений находящихся в том же здании. Санитарные узлы во всех случаях обслуживаются самостоятельными системами и при пяти унитазах и более оборудуются механическими побудителями. В детских садах и яслях рекомендуется устраивать вытяжные системы естественной вентиляции самостоятельные для каждой группы детей объединяя помещения с учетом их на значения (СНиП П-Л.3-71). В курительных комнатах как правило осуществляется механическая вентиляция Вытяжку из комнат жилого дома с окнами выходящими на одну сторону рекомендуется объединять в одну систему.
Графическое изображение на планах этажей и чердака элементов системы (каналов и воздуховодов вытяжных отверстий и жалюзийных решеток вытяжных шахт). Против вытяжных отверстий помещений указывается количество воздуха удаляемого по каналу. Транзитные каналы обслуживающие помещения нижних этажей рекомендуется обозначать римскими цифрами (I II III и т.д.). Все системы вентиляции должны быть пронумерованы.
Вычерчивание аксонометрических схем в линиях или что лучше с изображением внешних очертаний всех элементов системы. На схемах в кружке у выносной черты проставляется номер участка над чертой указывается нагрузка участка м3ч а под чертой – длина участка м..
Аэродинамический расчет воздуховодов (каналов) выполняют по таблице или номограммам составленным для стальных воздуховодов круглого сечения при ρв-1205 кгм3 tв=20 °С. В них взаимосвязаны величины L R w hw и d.
Чтобы воспользоваться таблицей или номограммой для расчета воздуховода прямоугольного сечения необходимо предварительно определить соответствующую величину равновеликого (эквивалентного) диаметра т.е. такого диаметра круглого воздуховода при котором для той же скорости движения воздуха как и в прямоугольном воздуховоде удельные потери давления на трение были бы равны. Диаметр определяется по; формуле:
где a b – размеры сторон прямоугольного воздуховода м.
Если воздуховоды имеют шероховатую поверхность то коэффициент трения для них а следовательно и удельная потеря давления на трение будут соответственно больше чем указано в таблице или номограмме.
Методика расчета воздуховодов (каналов) систем естественной вентиляции может быть представлена в следующем виде.
При заданных объемах воздуха подлежащего перемещению по каждому участку каналов принимают скорость его движения.
По объему воздуха и принятой скорости определяют предварительно площадь сечения каналов. Потери давления на трение и местные сопротивления для таких сечений каналов выявляют по таблицам или номограммам.
Сравнивают полученные суммарные сопротивления с располагаемым давлением. Если эти величины совпадают то предварительно полученные площади сечения каналов могут быть приняты как окончательные. Если же потери давления оказались меньше или больше располагаемого давления то площадь сечения каналов следует увеличить или наоборот уменьшить т. е. поступать так же как при расчете трубопровода системы отопления.
При предварительном определении площади сечений каналов систем естественной вентиляции можно задаваться следующими скоростями движения воздуха: в вертикальных каналах верхнего этажа 05÷06 мс из каждого нижерасположенного этажа на 01 мс больше чем из предыдущего но не выше 1 мс; в сборных воздуховодах w≥l мс и в вытяжной шахте
Если при расчете воздуховодов задана площадь сечения каналов и известен часовой расход воздуха то скорость w мс определяется по формуле
где f – площадь сечения канала или воздуховода м2;
L — объем вентиляционного воздуха м3;
Потери давления на местные сопротивления
где Σ – сумма коэффициентов местных сопротивлений;
hw – динамическое давление Па
Динамическое давление hw определяется по дополнительной шкале номограммы для расчета воздуховодов.
Запроектируем приставные воздуховоды из гипсошлаковых плит размещая их у внутренних перегородок. На рисунке 9 изобразим схему системы вентиляции. Вентилировать будем душ и санузел. Расчёт воздуховодов приведен в таблице 5.
Рисунок 9. Схема системы вентиляции.
Для душевой расход воздуха по объему помещения при кратности циркуляции равной 5.
Для санузла расход воздуха по числу унитазов
Естественное давление в системе вентиляции (при внутренней температуре 25 оС) равно:
Местные потери расписываем по участкам:
Участок №1: Вход в жалюзийную решётку с поворотом потока =219;
Участок №2: Вытяжная шахта с зонтом =13;
Участок №3: Вход в жалюзийную решётку с поворотом потока =219;
Результаты расчёта заносим в таблицу 5.
Таблица 5. Расчёт вентиляции.
Расход воздуха L м3ч
Скорость воздуха на участке w мс
Площадь поперечного сечения воздуховода f м2
Размеры воздуховода м
Эквивалентный диаметр dэ м
Сумма коэффициентов местных сопротивлений Σ
Динамический напор hw Па
Потеря давления на местные сопротивления ΔP=Σ·hw Па
Сумма потерь по участку 1-2
Сравним полученные потери с располагаемым давлением: 0547 Па158 Па следовательно условие естественной вентиляции PРАСП.>PТР+Z выполняется.
Щекин Р. В. и др. Справочник по теплоснабжению и вентиляции том 1 изд: «Будiвельник» Киев.
Апарцев М. М. Наладка водяных систем централизованного теплоснабжения: Справочно-методическое пособие. - М.: Энергоатомиздат 1983. – 204 с.
Ржаницина Л.М. Отопление и вентиляция (Методические указания по выполнению курсовой работы по теплотехнике теплогазоснабжению и вентиляции). – РИО АЛТИ 1979. – 24 с.
Ржаницина Л.М. Расчёт систем вентиляции: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. – Архангельск: РИО АЛТИ 1987. – 20 с.

Мой_КР.ЭсОж(гараж).doc

Федеральное агенство по образованию и науке Российской Федерации
Архангельский государственный технический университет
Факультет промышленной энергетики ФПЭ IV-2
Кафедра промышленной теплоэнергетики
Азанов Евгений Николаевич
Курсовая работа по курсу:
«Энергетические системы обеспечения жизнедеятельности».
Отопление и вентиляция гражданского здания в г. Астрахань.
Пояснительная записка
Руководитель работы: Л.М. Ржаницына
Постановление комиссии от
признать что студент Азанов Е.Н. выполнил и защитил курсовую работу с оценкой .
Председатель комиссии Л.М. Ржаницына
Наименование объекта – Гараж
Географический пункт – г. Астрахань
Материал наружных стен – Известняк
Вид системы отопления – Водяная двухтрубная насосная с верхней разводкой и тепловой пункт.
Теплотехнический расчёт5
Расчет теплопотерь отапливаемых помещений10
Определение необходимой поверхности нагревательных приборов22
Расчет трубопроводов двухтрубной системы водяного отопления23
Расчет системы вентиляции34
Выбор оборудования теплового пункта38
Теплотехнический расчёт
Температура наиболее холодной пятидневки tн5=-22 ºС
Средняя температура отопительного периода tо.п.=-16 ºС
Средняя скорость ветра за январь =48 мс
Продолжительность отопительного периода Zо.п.=172 суток
Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций αв=872 Вт(м2ºС)
Коэффициент теплоотдачи для зимних условий наружной поверхности αн для наружных стен αн=2326 Вт(м2ºС); для чердачных и надподвальных перекрытий αн=1163 Вт(м2ºС).
Расчётная температура внутреннего воздуха tв=16 ºС
Относительная влажность внутреннего воздуха φв=88 %?
Влажностный режим нормальный?
Условия эксплуатации ограждающих конструкций Б.?
1. Теплотехнический расчет наружных стен
1.1. Рассчитаем требуемое значение общего сопротивления теплопередачи:
где – коэффициент учитывающий характер омывания ограждения наружным воздухом;
для наружных стен n=1;
– нормируемая температура воздуха в помещении по таблице 1.4 [1];
– расчетная температура наружного воздуха по таблице 1.3 [1];
- нормируемый перепад температур по таблице 1
Таблица 1. Значение
Нормируемый температурный перепад для
Покрытий и чердачных перекрытий
Перекрытий над проездами подвалами и подпольями
Жилые лечебно-профилактические детские учреждения школя интернаты
Общественные административные и бытовые за исключением помещений с влажным или мокрым режимом
Производственные с сухим и нормальным режимом
(tB – tP) не более 6
Производственные и другие помещения с влажным или мокрым режимом
tP – температура точки росы при расчетной температуре и относительная влажность внутреннего воздуха.
по таблице 1 находим значение .
Тогда требуемое сопротивление теплопередачи будет:
1.2. Рассчитаем приведенное значение общего сопротивления теплопередачи :
Исходя из условий энергосбережения находим значения сопротивления теплопередаче Rо ограждающих конструкций в зависимости от климатических условий учитываемых по величине градусо-суток отопительного периода (ГСОП):
ГСОП=(tв-tо.п.)Zо.п.=(16-(-16))172=30272.
Как видно из расчетов приведенные значения общего сопротивления теплопередачи рассчитанный по формуле и найденный по таблице не отличаются.
Принимаем следующую конструкцию стены:
Рисунок 1. Разрез стены
Внутренняя и наружная штукатурка из цементно-песчаного раствора λ=093 Вт(м2ºС); =0015 м;
Внутренняя кладка из известняка λизвестняка=12 Вт(м2ºС); 1=0375 м;
между слоями кирпичной кладки утеплитель из стекловолокна λ=005 Вт(м2ºС); =Х м.
Рассчитаем толщину утепляющего слоя.
Принятая толщина утеплителя Х= 006 м.
Фактическое сопротивления теплопередаче Rф будет
2. Теплотехнический расчет чердачного перекрытия
2.1. Рассчитаем требуемое значение общего сопротивления теплопередачи:
для чердачных перекрытий n=08;
2.2. Рассчитаем приведенное значение общего сопротивления теплопередачи :
Так как приведенное значение общего сопротивления теплопередачи больше требуемого значения общего сопротивления теплопередачи то в дальнейших расчетах будем использовать приведенное значение общего сопротивления теплопередачи.
2.3. Принимаем следующую конструкцию перекрытия.
Рисунок 2. Чердачное перекрытие
По таблице 1.1 [1] подбираем материал перекрытия: доска λ1=0174Вт(м2°С); 1=002м; рубероид λ2=0174Вт(м2°С); 2=0005м; железобетонная плита λ3=2035Вт(м2°С); 3=015м; минеральная вата λу=005Вт(м2°С); у=м слой цементно-песчаного раствора λ4=093 Вт(м2°С); 4=0005м;
2.4.Рассчитаем толщину утепляющего слоя.
Принимаем толщину утеплителя 006м.
2.5.Фактическое сопротивления теплопередаче будет:
3. Теплотехнический расчет двойного окна
3.1. По формуле определим термическое сопротивление
3.2. По таблице 1.4.4.[1] определяем фактическое значение термического сопротивления:
4 Теплотехнический расчет пола
Расчет теплопотерь через полы расположенные на грунте ведем по формуле:
Для этого разбиваем пол на зоны рисунок 5 сопротивления зон следующие R1З=215м2 0СВт R2З=43м2 0СВт R3З=86м2 0СВт R4З=142м2 0СВт.
Поскольку пол во всех комнатах кроме 113 является теплым то термическое сопротивление рассчитывается по формуле:
В душевой конструкция пола: бетонная подготовка цементный раствор керамические плитки.
Конструкция пола в душе:
Рисунок 3: Разрез пола в душевой.
В остальных комнатах(кроме 113): бетонная подготовка линолеум.
Расчет теплопотерь отапливаемых помещений
Потери тепла помещениями через ограждающие конструкции учитываемые при проектировании систем отопления разделяются на основные условно называемые нормальными и добавочные которыми учитывается ряд факторов влияющих на величину теплопотерь.
Основные теплопотери помещений Q Вт слагаются из потерь тепла через отдельные ограждающие конструкции определяемые по формуле:
где F – площадь ограждающей конструкции через которую происходит потеря тепла м2
k – коэффициент теплопередачи данной ограждающей конструкции Вт(м2·К);
tВ – расчетная температура внутреннего воздуха °С;
t – расчетная температура наружного воздуха °С;
n – поправочный коэффициент к расчетной разности температур (tB-tH).
Теплообмен через ограждения между смежными отапливаемыми помещениями при расчете теплопотерь учитывается если разность температур воздуха этих помещений более 3° С. При меньшей разности температур теплообмен незначителен и не учитывается.
Правила обмера поверхностей ограждающих конструкций
Поверхность F м2 наружных ограждений при подсчете потерь тепла измеряется по планам и разрезам здания следующим образом (рис. 4).
Высота стен первого этажа если пол находится непосредственно на грунте – между уровнями полов первого и второго этажей; если пол на лагах – от наружного уровня подготовки пола на лагах до уровня пола второго этажа; при не отапливаемом подвале или подполье – от уровня нижней поверхности конструкции пола первого этажа до уровня чистого пола второго этажа (h1) а в одноэтажных зданиях с чердачным перекрытием высота измеряется от пола до верха утепляющего слоя перекрытия.
Высота стен промежуточного этажа – между уровнями чистых полов данного и вышележащего этажей (h2) а верхнего этажа – от уровня его чистого пола до верха утепляющего слоя чердачного перекрытия (h3) или бесчердачного покрытия.
Длина наружных стен в угловых помещениях – от кромки наружного угла до осей внутренних стен (l1 и l2) а в неугловых – между осями внутренних стен (l3).
Поверхность окон дверей и фонарей – по наименьшим размерам строительных проемов в свету (a и b).
Поверхности потолков и полов над подвалами и подпольями в угловых помещениях – по размерам от внутренней поверхности наружных стен до осей противоположных стен (m1 и n) а в неугловых – между осями внутренних стен (m) и от внутренней поверхности наружной стены до оси противоположной стены (n).
Длина внутренних стен – по размерам от внутренних поверхностей наружных стен до осей внутренних стен (m1) или между осями внутренних стен (m).
Для подсчета поверхности ограждающих конструкций линейные размеры их принимаются с точностью до 01 м. Поверхности отдельных ограждающих конструкций подсчитываются с точностью до 01 м2.
Рисунок 4. Правила обмера теплопередающих ограждений.
Расчетные температуры наружного и внутреннего воздуха
Расчетная наружная температура tН при определении потерь тепла помещениями принимается равной средней температуре воздуха наиболее холодных пятидневок в данном населенном пункте из восьми зим за 50-летний период. Эта расчетная температура значительно выше чем абсолютная минимальная. Расчет системы отопления на абсолютную минимальную температуру которая отмечается раз в несколько лет причем в течение короткого периода измеряемого часами экономически не оправдан. Резкое кратковременное понижение температуру наружного воздуха благодаря теплоаккумулирующей способности строительных конструкций и мебели находящейся в помещении не вызывает заметных изменений
температуры внутреннего воздуха.
Принятые в России значения температур наружного воздуха для расчета систем отопления основаны на большом практическом опыте и теоретических исследованиях вопросов тепловой устойчивости зданий. Внутренняя температура tВ для помещений жилых и общественных зданий принимается в зависимости от назначения помещения. Для цехов и отделов производственных зданий она принимается в соответствии с требованиями технологии и категорией работы по физической нагрузке рабочего.
Поправочный коэффициент n к расчетной разности температур (t-tH) вводится при подсчете потерь тепла через ограждающие конструкции которые внешней стороной обращены в неотапливаемое помещение (чердак подвал тамбур и т.п.) а не наружу. Этот коэффициент уменьшения расчетной разности температур принимается по СНиПу.
Особенности расчета потерь тепла помещениями через полы расположенные на грунте и на лагах и через подземную часть стены
Потери тепла через полы расположенные на грунте или на лагах определяют по зонам-полосам шириной 2 м параллельным наружным стенам (рис.5). Чем ближе полоса расположена к наружной стене тем она имеет меньшее термическое сопротивление теплопередаче.
Условная величина термического сопротивления теплопередаче отдельных зон неутепленных полов на грунте принимается независимо от толщины конструкции:
Рисунок 5. Схема к определению потерь тепла через полы и стены заглубленные ниже уровня земли.
I – первая зона; II – вторая зона; III – третья зона IV–четвертая зона (последняя)
а) для I зоны-полосы т. е. поверхности пола расположенной на расстоянии до 2 м в глубину помещений от наружной стены RIЗ = 215 (м2·К)Вт;
б) для II зоны-полосы т. е. для следующих 2 м от наружной стены RIIЗ=430 (м2·К)Вт;
в) для III зоны-полосы расположенной на расстоянии 4÷6 м в глубину помещений от наружной стены RIIIЗ =860 (м2·К)Вт;
г) для IV зоны-полосы (последней) RIVЗ - 142 (м2·К)Вт.
Основная расчетная формула при подсчете потерь тепла QM Вт через пол расположенный на грунте принимает следующий вид:
При подсчете потерь тепла через полы расположенные на грунте или лагах
поверхность участков полов возле угла наружных стен (в первой двухметровой зоне) вводится в расчет дважды т. е. по направлению обеих стен составляющих угол.
Теплопотери через подземную часть наружных стен и полы отапливаемого подвала здания должны подсчитываться так же как и теплопотери через полы расположенные на грунте бесподвального здания т.е. по зонам шириной 2 м с расчетом их от уровня земли (см. рисунок 5). Полы помещений в этом случае (при отсчете зон) рассматриваются как продолжение подземной части наружных стен. Сопротивление теплопередаче определяется так же как и для неутеплённых или утепленных полов.
Добавочные потери тепла вызываемые различными факторами которые не учитываются основной формулой
Основная формула для расчета потерь тепла помещением через ограждающие конструкции не учитывает ряд факторов влияющих на величину потерь. К ним относятся: ориентация помещений по отношению к странам света; наличие двух и более наружных стен; поступление в помещение наружного воздуха через наружные двери и ворота; высота помещений; инфильтрация в помещения наружного воздуха через неплотности строительных конструкции (в данном проекте инфильтрация не учитывается). Перечисленные факторы учитываются добавками исчисляемыми в процентах к основным потерям тепла рассчитанным по данной формуле в следующих размерах.
На ориентацию по отношение к странам света (для вертикальных и наклонных наружных ограждений). Величина этой добавки принимается в соответствии со схемой приведенной на рисунке 6.
Рисунок 6 Величина добавки в зависимости от ориентации ограждения по странам света.
На продуваемость помещений с двумя наружными стенами и более. Этот фактор увеличивающий потери тепла через вертикальные ограждения (наружные стены двери и окна) учитывается по общественным зданиям и по
вспомогательным помещениям производственных зданий в размере 5% основных теплопотерь.
На подогрев врывающегося холодного воздуха через наружные кратковременно открывающиеся двери не оборудованные воздушными или воздушно-тепловыми завесами добавки принимаются в размере:
для тройных дверей с двумя тамбурами =02
для двойных дверей с тамбуром =027
для двойных дверей без тамбура =034
для одинарных дверей =022 где - высота здания м.
Для главных входов общественных зданий (включая гостиницы и общежития) эта добавка принимается в размере 500% к основным потерям через входные двери.
На высоту помещений. При высоте помещений больше 4 м расчетная величина теплопотерь через все ограждения с включением добавок увеличивается на 2% на каждый метр высоты сверх 4 м но не более 15%. Эта добавка необходима в связи с некоторым перегревом воздуха верхней зоны помещения. В производственных помещениях где температура воздуха под потолком и в рабочей зоне может отличаться больше чем в помещениях общественных зданий указанная добавочная потеря определяется на основе специального расчета распределения температуры по высоте. В лестничных клетках здания добавочная потеря на высоту не учитывается.
Расчет теплопотерь сведем в таблицу 2.
Таблица 2. Расчёт теплопотерь.
№ отапли-ваемо-го поме-щения
Наимено-вание помещения и tв оС
Наиме-нова-ние ограж-дения
Ориен-тация ограж-дения
Пло-щадь ограж-дения м2
Расчёт-ная раз-ность темпе-ратур tв-tн оС
Сумма по поме-щению Вт
Определяем удельную тепловую характеристику здания q0.
Нормативное значение берётся по справочным данным с учётом назначения и объёма здания [2]
Определение необходимой поверхности нагревательных приборов
Для поддержания в помещении требуемой температуры необходимо чтобы количество тепла отдаваемого нагревательными приборами установленными в помещении соответствовало расчетным теплопотерям помещения.
Количество тепла Q Вт отдаваемого прибором пропорционально площади поверхности его нагрева Fпр м2 коэффициенту теплопередачи прибора k и разности температур теплоносителя tcp в приборе и омывающего его воздуха помещения tв.
Исходя из этого можно написать
Средняя температура теплоносителя в приборе при водяном отоплении равна
где .tг – температура теплоносителя при входе в прибор
При учете дополнительных факторов влияющих на теплопередачу приборов формула для расчёта поверхности прибора принимает общий вид:
где: 1 – коэффициент учитывающий охлаждение воды в трубах 105
– коэффициент учитывающий способ установки прибора;
- коэффициент учитывающий число секций;
Число секций в радиаторах определяется по формуле:
Площадь поверхности нагрева одной секции М-140 Fпр=0254 м2.
При округлении числа секций в радиаторе до целого числа расчётную площадь поверхности нагрева можно уменьшить не более чем на 01 экм для М-140 1 экм = 031.
В процессе определения необходимой площади поверхности нагрева-
тельных приборов исходные и получаемые данные записывают в бланк.
Разность между фактической и требуемой теплоотдачей должна лежать в пределах ±5%.
Расчёт нагревательных приборов заносим в таблицу 3.
Таблица 3. Расчёт нагревательных приборов.
Темпе-ратура воздуха в помещении tв оС
Расчёт-ная нагруз-ка на прибор Qпот Вт
Расчёт-ная раз-ность темпера-тур Δt=tпр-tв оС
коэффициент теплопередачи прибора kпр Вт(м2C)
Способ подачи тепло-носи-теля
Поправочные коэффициенты
Пло-щадь нагрева-тельно-го прибо-ра Fпр м2
Расчёт-ное количест-во секций
Приня-тое количест-во секций n шт
Коли-чество прибо-ров m шт
Тепловая нагрузка в помещении Q Вт
Учиты-ваю-щий охлаж-дение воды в трубах 1
Учиты-ваю-щий способ уста-новки прибо-ра 2
Поправочный коэффициент учитывающий число секций в радиаторе 3
Расчет трубопроводов двух трубной системы отопления
Как известно из гидравлики при движении реальной жидкости по трубам всегда имеют место потери давления на преодоление сопротивления двух видов – трения и местных сопротивлений. К местным сопротивлениям относятся тройники крестовины отводы вентили краны нагревательных приборов котлы теплообменники и т. д..
Потери давленияRт Па на преодоление трения на участке трубопровода с
постоянным расходом движущейся среды (воды пара) и неизменным диаметром определяют по формуле:
где R – удельная потеря давления;
l – длина участка трубопровода.
Потерю давления на преодоление местных сопротивлений Па определяют по формуле:
где – сумма коэффициентов местных сопротивлений в данном участке трубопровода величина безразмерная;
– динамическое давление воды в данном участке трубопровода Па.
Общее сопротивление возникающее при движении воды в трубопроводе циркуляционного кольца включая отопительный прибор котел и арматуру может быть представлено как сумма потерь давления на трение ΣR·l и сумма потерь в местных сопротивлениях Σ уравнением:
где р – располагаемое давление.
При расчете главного циркуляционного кольца разрешается оставлять запас давления на неучтенные сопротивления но не более 10% расчетных потерь давления.
Для гидравлического расчета трубопровода выполняют схему системы отопления в аксонометрической проекции на которой приводят все исходные данные. К составлению такой схемы приступают после того как будет закончена следующая расчётно-графическая работа:
) подсчитаны теплопотери помещениями здания;
) выбран тип отопительных приборов и определено их число для каждого помещения;
) размещены на поэтажных планах здания отопительные приборы горячие и обратные стояки а на планах чердака н подвала — подающие и обратные магистрали;
) выбрано место для теплового пункта или котельной;
) определены размеры расширительного сосуда если он требуется и способ воздухоудаления;
) показано на плане чердака или верхнего этажа (при совмещенной крыше) размещение расширительного сосуда и приборов воздухоудаления.
На планах этажей чердака и подвала горячие и обратные стояки системы отопления должны быть пронумерованы а на аксонометрической схеме кроме стояков нумеруются и все расчетные участки циркуляционных колец – участки труб в которых протекает неизменное количество воды.
Для расчета трубопровода дополнительно на схеме указывают тепловую нагрузку и длину каждого расчетного участка трубопровода циркуляционного кольца а также всю запорно-регулировочную арматуру (краны задвижки и т.д.). Сумма длин всех расчетных участков составляет величину Σ1 расчётного циркуляционного кольца.
При расчете трубопровода двухтрубной системы водяного отопления с естественной циркуляцией принято считать что потеря давления в местных сопротивлениях ориентировочно составляет 50% располагаемого циркуляционного давления. Следовательно возможная средняя удельная потеря давления на трение Rср Па на 1 м длины может быть определена из выражения:
– коэффициент показывающий что 50% давления предполагается
израсходовать на потери на трение а остальные 50% – на местные
Расчёт сети начинают с главного циркуляционного кольца для которого Rср имеет наименьшую величину.
Кроме величины Rср для подбора диаметра трубопроводов по таблице или номограмме необходимо знать количество воды G кгч протекающей по каждому расчетному участку циркуляционного кольца.
Величина G определяется по формуле:
где Q – тепловая нагрузка расчетного участка по теплоотдаче приборов Вт;
tг-tо – перепад температур воды в системе оС;
с – теплоемкость воды кДж(кг·К);
– коэффициент перевода единиц Вт в кДжч.
Ориентируясь на полученное значение Rср и определив количество воды
G кгч можно с помощью номограммы или расчетной таблицы подобрать оптимальные диаметры труб расчетного кольца. Все данные получаемые при расчете трубопровода заносят в таблицу.
При расчете отдельных участков трубопровода необходимо иметь в виду следующее: местное сопротивление тройников и крестовин относят лишь к расчетным участкам с наименьшим расходом воды; местные сопротивления нагревательных приборов котлов и бойлеров учитывают поровну в каждом примыкающем к ним трубопроводе.
Если по произведенному расчету с учетом запаса до 10% расходуемое давление в системе будет больше или меньше располагаемого давления то на отдельных участках кольца следует изменить диаметры труб.
Невязка в расходуемом давлении между отдельными циркуляционными кольцами допускается в однотрубных системах и двухтрубных системах с попутным движением воды до 15% а в двухтрубных с тупиковой разводкой – до 25%.
Основные схемы систем водяного отопления с искусственной циркуляцией воды.
В системах водяного отопления е естественной циркуляцией естественное давление имеет очень небольшую величину. Поэтому при большой протяженности циркуляционных колец а следовательно и при значительных сопротивлениях движению воды в них диаметры трубопроводов получаются по расчету чрезмерно большими и система отопления оказывается экономически невыгодной как по первоначальным затратам так и в процессе эксплуатации.
Технико-экономический анализ систем водяного отопления показывает что системы с естественной циркуляцией становятся экономически неоправданными если возможная потеря давления на 1 метр длины главного циркуляционного кольца меньше 5 Па.
Расчет трубопроводов двухтрубной системы водяного отопления с искусственной циркуляцией воды.
Расчет трубопроводов двухтрубной системы водяного отопления с искусственной циркуляцией воды отличается от расчета трубопроводов такой же системы но с естественной циркуляцией воды определением располагаемого давления. В системе с искусственной циркуляцией оно складывается из давления возникающего в результате охлаждения воды в приборах и трубопроводах и давления которое создается насосом.
Располагаемое давление в этом случае определяется по выражению
где ΔРпр – естественное давление возникающее при охлаждении воды в приборах. Па
ΔРтр – естественное давление возникающее в результате охлаждения воды в трубопроводах Па;
Рнас – давление создаваемое насосом Па.
Аксонометрическая схема системы отопления представлена на рисунке 7.
Гидравлический расчёт системы отопления сводим в таблицу 4.
Аксонометрическая схема системы отопления.
Рис.7 Аксонометрическая схема системы отопления
Таблица 4. Гидравлический расчёт системы отопления
Большое циркуляционное кольцо:
Тепловая нагрузка на участок Qуч Вт
Расход теплоно-сителя на участке G кгч
Скорость воды на участке W мс
Удельная потеря давления на трение R Пам
Потеря давления на трение Rl Па
Динами-ческий напор hw Па
Сумма коэффици-ентов местных сопротивлений Σ
Потеря давления на местные сопротив-ления Zуч=Σ·hwПа
Общие потери давления научастке. Rlуч+Zуч Па
Малое циркуляционное кольцо:
Расчёт местных сопротивлений сводим в таблицу 5.
Таблица 5. Расчёт местных сопротивлений
Характер сопротивления
Крестовина на проход
Крестовина на поворот
Кран двойной регулировки
Расчет системы вентиляции
В канальных системах естественной вытяжной вентиляции воздух перемещается в каналах и воздуховодах под действием естественного давления возникающего вследствие разности давлений холодного наружного и теплого внутреннего воздуха.
Естественное давление Δре Па определяют по формуле
ρн ρв – плотность соответственно наружного и внутреннего воздуха кгм3
Расчетное естественное давление для систем вентиляции жилых и общественных зданий согласно СНиП П-33-75 определяется для температуры наружного воздуха +5° С. Считается что при более высоких наружных температурах когда естественное давление становится весьма незначительным дополнительный воздухообмен можно получать открывая более часто и на более продолжительное время форточки фрамуги а иногда и створки оконных рам.
Анализируя выражение для естественного давления можно сделать следующие практические выводы.
Верхние этажи здания по сравнению с нижними находятся в менее благоприятных условиях так как располагаемое давление здесь меньше.
Естественное давление становится большим при низкой температуре наружного воздуха и заметно уменьшается в теплое время года.
Охлаждение воздуха в воздуховодах (каналах) влечет за собой снижение действующего давления и может вызвать выпадение конденсата со всеми вытекающими при этом последствиями
Кроме того из этого следует что естественное давление не зависит от длины горизонтальных воздуховодов тогда как для преодоления сопротивлении в коротких ветвях воздуховодов безусловно требуется меньше давления чем в ветвях значительной протяженности. На основании технико-экономических расчетов и опыта эксплуатации вытяжных систем вентиляции радиус действия их от – оси вытяжной шахты до оси наиболее удаленного отверстия допускается не более 8 м.
Для нормальной работы системы естественной вентиляции необходимо чтобы было сохранено равенство:
где R – удельная потеря давления на трение Пам;
– длина воздуховодов (каналов) м;
RI – потеря давления на трение расчетной ветви Па;
– потеря давления на местные сопротивления Па;
Δрс – располагаемое давление Па;
α – коэффициент запаса равный 11—115;
– поправочный коэффициент на шероховатость поверхности.
Расчету воздуховодов (каналов) должна предшествовать следующая расчетно-графическая работа.
Определение воздухообменов для каждого помещения по кратностям (согласно СНиП соответствующего здания) или по расчету. При этой работе заполняется бланк.
Компоновка систем вентиляции. В одну систему объединяют только одноименные или близкие по назначению помещения. Системы вентиляции квартир общежитии и гостиниц не совмещают с системами вентиляции детских садов и яслей торговых и других учреждений находящихся в том же здании. Санитарные узлы во всех случаях обслуживаются самостоятельными системами и при пяти унитазах и более оборудуются механическими побудителями. В детских садах и яслях рекомендуется устраивать вытяжные системы естественной вентиляции самостоятельные для каждой группы детей объединяя помещения с учетом их на значения (СНиП П-Л.3-71). В курительных комнатах как правило осуществляется механическая вентиляция Вытяжку из комнат жилого дома с окнами выходящими на одну сторону рекомендуется объединять в одну систему.
Графическое изображение на планах этажей и чердака элементов системы (каналов и воздуховодов вытяжных отверстий и жалюзийных решеток вытяжных шахт). Против вытяжных отверстий помещений указывается количество воздуха удаляемого по каналу. Транзитные каналы обслуживающие помещения нижних этажей рекомендуется обозначать римскими цифрами (I II III и т.д.). Все системы вентиляции должны быть пронумерованы.
Вычерчивание аксонометрических схем в линиях или что лучше с изображением внешних очертаний всех элементов системы. На схемах в кружке у выносной черты проставляется номер участка над чертой указывается нагрузка участка м3ч а под чертой – длина участка м..
Аэродинамический расчет воздуховодов (каналов) выполняют по таблице или номограммам составленным для стальных воздуховодов круглого сечения при ρв-1205 кгм3 tв=20 °С. В них взаимосвязаны величины L R w hw и d.
Чтобы воспользоваться таблицей или номограммой для расчета воздуховода прямоугольного сечения необходимо предварительно определить соответствующую величину равновеликого (эквивалентного) диаметра т.е. такого диаметра круглого воздуховода при котором для той же скорости движения воздуха как и в прямоугольном воздуховоде удельные потери давления на трение были бы равны. Диаметр определяется по; формуле:
где a b – размеры сторон прямоугольного воздуховода м.
Если воздуховоды имеют шероховатую поверхность то коэффициент трения для них а следовательно и удельная потеря давления на трение будут соответственно больше чем указано в таблице или номограмме.
Методика расчета воздуховодов (каналов) систем естественной вентиляции может быть представлена в следующем виде.
При заданных объемах воздуха подлежащего перемещению по каждому участку каналов принимают скорость его движения.
По объему воздуха и принятой скорости определяют предварительно площадь сечения каналов. Потери давления на трение и местные сопротивления для таких сечений каналов выявляют по таблицам или номограммам.
Сравнивают полученные суммарные сопротивления с располагаемым давлением. Если эти величины совпадают то предварительно полученные площади сечения каналов могут быть приняты как окончательные. Если же потери давления оказались меньше или больше располагаемого давления то площадь сечения каналов следует увеличить или наоборот уменьшить т. е. поступать так же как при расчете трубопровода системы отопления.
При предварительном определении площади сечений каналов систем естественной вентиляции можно задаваться следующими скоростями движения воздуха: в вертикальных каналах верхнего этажа 05÷06 мс из каждого нижерасположенного этажа на 01 мс больше чем из предыдущего но не выше 1 мс; в сборных воздуховодах w≥l мс и в вытяжной шахте
Если при расчете воздуховодов задана площадь сечения каналов и известен часовой расход воздуха то скорость w мс определяется по формуле
где f – площадь сечения канала или воздуховода м2;
L — объем вентиляционного воздуха м3;
Потери давления на местные сопротивления
где Σ – сумма коэффициентов местных сопротивлений;
hw – динамическое давление Па
Динамическое давление hw определяется по дополнительной шкале номограммы для расчета воздуховодов.
Запроектируем приставные воздуховоды из гипсошлаковых плит размещая их снаружи перегородок. На рисунке 8 изобразим схему системы вентиляции. Вентилировать будем 3-и склада. Расчёт воздуховодов приведен в таблице5.
Рис.8 Схема системы вентиляции
Для комнаты 106 расход воздуха по объему помещения при кратности циркуляции равной 05.
Естественное давление в системе вентиляции (при внутренней температуре 16 оС) равно:
Местные потери расписываем по участкам:
Участок №1: Вход в жалюзийную решётку с поворотом потока =219;
Участок №2:Проход по сборному коллектору =04;
Участок №3:Проход по сборному коллектору =04;
Участок №4: Вытяжная шахта с зонтом =13;
Участок №5: Вход в жалюзийную решётку с поворотом потока =219;
Участок №6:Проход по сборному коллектору =04;
Участок №7: Вход в жалюзийную решётку с поворотом потока =219;
Результаты расчёта заносим в таблицу 6.
Таблица 6. Расчёт вентиляции.
Расход воздуха L м3ч
Скорость воздуха на участке w мс
Площадь поперечного сечения воздуховода f м2
Размеры воздуховода м
Эквивалентный диаметр dэ м
Удельная потеря давления на трение R Па
Сумма коэффициентов местных сопротивлений Σ
Динамический напор hw Па
Потеря давления на местные сопротивления Zуч=Σ·hw Па
Полные потери давления на трение ΔP Па
Итого по участку 1-4
Сравним полученные потери на участке 1-4 с располагаемым давлением: 226 Па254 Па следовательно условие естественной вентиляции PРАСП.>Rl+Z = ΔP выполняется.
На участке 7-3-4: 1592 Па254 Па;
На участке 5-6-4: 1338Па254 Па.
Все условия выполнются.
Выбор оборудования теплового пункта
Для теплового пункта необходимо выбрать циркуляционный насос и грязевик. В системе водяного отопления с искусственной циркуляцией кроме насоса для заполнения ее водой и подпитки в процессе эксплуатации устанавливают так называемые циркуляционные насосы для перемещения воды по трубопроводам.
Наибольшее применение в системах отопления зданий получили насосы центробежного типа хотя для отопления небольшого здания от котельной расположенной в его габаритах более пригодны диагональные насосы которые вполне обеспечивают требуемое давление 1÷2 м вод. ст. и соответствуют по производительности.
В системе водяного отопления как правило устанавливают два циркуляционных насоса включаемых поочередно. Таким образом один насос всегда является резервным.
Насосы центробежного типа присоединяют к магистральному трубопроводу охлажденной воды. Оба насоса снабжают обводной линией с задвижкой для регулирования их работы и в случае выключения электроэнергии – для поддержания в системе естественной циркуляции воды. Диагональные насосы можно устанавливать без обводной линии так как сопротивление проходу воды через них незначительно.
Для подбора циркуляционного насоса необходимо знать требуемую его подачу и расчётное давление. Требуемая подача насоса Vнac м3ч определяется тепловой нагрузкой обслуживаемой системы отопления ΣQ Вт и перепадом температуры воды .
где α – коэффициент запаса учитывающий бесполезные потери тепла
ρ70 – плотность воды кгм3;
Давление создаваемое циркуляционным насосом должно быть до-
статочным для преодоления всех сопротивлений движению воды в системе и принимается по потерям давления в самом невыгодном циркуляционном кольце за вычетом минимального естественного давления:
Требуемое давление насоса для систем отопления отдельных зданий обычно не превышает 12 кПа.
Насосы подбирают по их рабочим характеристикам которые приведены в справочниках по санитарной технике и в каталогах заводов-изготовителей.
По требуемой подаче и давлению выбираем насос ЦНИИПС-10 V=3 м3ч Н=24м =23% мощность на валу 013 кВт т.к. насоса с меньшим напором нет в каталоге.
Для трубы диаметром 40 мм выбираем грязевик марки 10 Г. Он служит для осаждения грязи и удаления её из системы отопления. Без грязевика систему отопления проектировать нельзя потому что грязь оседая в трубах уменьшает их диаметр а это ведет к постепенной разрегулировке системы. Осаждение грязи в грязевике происходит за счет малой скорости движения воды.
Рис.9. Схема грязевика
Подбираем расширительный бак. В системах с насосной циркуляцией расширительные баки устанавливают в котельной и присоединяют к всасывающей линии перед насосами. Присоединение расширительного бака непосредственно перед насосами обеспечивает работу всей системы под избыточным давлением что устраняет подсос воздуха через неплотности в подающей линии при верхней разводке.
Ёмкость расширительного бака определяют по формуле:
где =10(радиатор)+8(трубы)=18
По таблице III 44 [1] подбираем расширительный бак марки 1Е010.
Щекин Р.В. и др. Справочник по теплоснабжению и вентиляции.
Тихомиров К.В. Теплотехника теплогазоснабжение и вентиляция. – М.: Стройиздат 1981. – 272 с.
Ржаницина Л.М. Отопление и вентиляция (Методические указания по выполнению курсовой работы по теплотехнике теплогазоснабжению и вентиляции). – РИО АЛТИ 1979. – 24 с.
Ржаницина Л.М. Расчёт систем вентиляции: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. – Архангельск: РИО АЛТИ 1987. – 20 с.
Козин В.Е. и др. Теплоснабжение: Учебное пособие для студентов вузов - М.: Высш. Школа 1980-480 с. ил.

Отопление.doc

Министерство образования РФ
Архангельский государственный технический университет
Факультет Промышленной энергетики ФПЭ 4-2
Кафедра Промышленной теплоэнергетики
Горяшин Илья Анатольевич
по курсу: энергетические системы обеспечения жизнедеятельности.
На тему: Отопление и вентиляция гражданского здания.
Постановление комиссии от
признать что студент И.А. Горяшин выполнил и защитил курсовую работу с оценкой
Председатель комиссии Л.М. Ржаницына.
Теплотехнический расчет ограждений
Расчет нагревательных приборов
Гидравлический расчет трубопроводов двухтрубной водяной системы отопления
Расчет воздухообмена в вентилируемых помещениях ..
Наименование объекта: Гараж.
Географический пункт: Феодосия.
Материал наружных стен: бетонные блоки.
Вид системы отопления: водяная гравитационная 2-х трубная с верхней разводкой.
Теплотехнический расчет ограждений.
Производится с целью правильного конструирования ограждения. Итогом теплотехнического расчета является определение общего сопротивления теплопередачи (общее термическое сопротивление). Расчет ведем по формуле.
где aВ – коэффициент теплоотдачи от внутреннего воздуха к внутренней поверхности наружного ограждения aВ = 75 ккал(м2*ч*с) по таблице 1.5 [1];
Rм – термическое сопротивление теплопроводности
dM – толщина материала;
RВ.П – термическое сопротивление воздушных прослоек;
aН – коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности наружного ограждения к наружному воздуху aН = 20 ккал(м2*ч*с) по таблице 1.5 [1];
Требуемое значение общего коэффициента теплопередачи.
tB – нормируемая температура воздуха в помещении tB = 160С по таблице 1.4 [1];
tН – расчетная температура наружного воздуха tН = -150С по таблице 1.3 [1];
n – коэффициент учитывающий характер омывания ограждения наружным воздухом;
ΔtH - нормируемый перепад температур по таблице 1
Таблица 1. Значение ΔtH
Нормируемый температурный перепад для
Покрытий и чердачных перекрытий
Перекрытий над проезда-ми подвала-ми и подпо-льями
Жилые лечебно-профилактические детские учреждения школя интер-наты
Общественные административные и бытовые за исключением помещений с влажным или мокрым режимом
Производственные с сухим и нормальным режимом
(tB – tP) не более 6
Производственные и другие помещения с влажным или мокрым режимом
tP – температура точки росы при расчетной температуре и относительная влажность внутреннего воздуха.
В связи с уточнением требований к теплозащите ограждений введено изменениями к СНиПу определение требуемого сопротивления теплопередачи по градусо-суткам отопительного периода.
Tоп – средняя температура tоп=290С по таблице 1.3 [1];
zоп - продолжительность отопительного периода zоп =144 по таблице 1.3 [1].
При этом фактическое сопротивление теплопередачи
1 Теплотехнический расчет наружных стен.
Требуемое значение общего сопротивления теплопередачи
Для наружных стен n=1
По таблице 1 находим значение ΔtH
ΔtH = tB – tP = 16-73=87 принимаем ΔtH=7
Находим термическое сопротивление
Требуемое значение общего сопротивления теплопередачи по СНиПу
ГСОП=(tB-tоп)zоп = (16-29)*144=18864 0Ссут
На основе ГСОП по СНиПу находим т.к. 14>0506 принимаем .
По таблице 1.1 [1] подбираем материал наружных стен: стены из крупных шлакобетонных блоков с наружным фактурным слоем (d=20-30мм) g=1000кгм3 толщиной d=480мм термическим сопротивлением .
При этом фактическое сопротивление теплопередачи (1419³14)
2 Теплотехнический расчет покрытия.
ΔtH = 08(tB – tP)= 08*(16-73)=696 принимаем ΔtH=6
На основе ГСОП по СНиПу находим т.к. 2>0687 принимаем .
По таблице 1.1 [1] подбираем материал покрытия: покрытия из армоцементных железобетонных сборных плит с рулонной кровлей и утеплителем – пенобетоном или пеносиликатом со следующими слоями: водоизоляционный ковер выравнивающий слой утеплитель пароизоляция сборные плоские или волнистые плиты. В данном случае: рубероид 5мм (l=015ккалмч0С) бетон 10мм (l=165ккалмч0С) изоляция (пенополиуритан жесткий и самозатухающий ППУ – 3Н l=0036ккалмч0С) рубероид 5мм (l=015ккалмч0С) железобетон 35мм (l=165ккалмч0С). Предварительно приняв R0 = 2.32м2сВт определяем толщину изоляции.
Х=0074мм принимаем толщину изоляции 0080мм. По толщине изоляции определяем фактическое термическое сопротивление.
3 Теплотехнический расчет пола.
Расчет теплопотерь через полы расположенные на грунте ведем по формуле
Для этого разбиваем пол на зоны рисунок 1 сопротивления зон следующие R1З=215м20СВт R2З=43м20СВт R3З=86м20СВт R4З=143м20СВт.
Щекин Р.В. Кореневский С.М. и др. Справочник по теплоснабжению и вентеляции том 1 изд: «Будiвельник» Киев.
Щекин Р.В. Кореневский С.М. и др. Справочник по теплоснабжению и вентеляции том 2 изд: «Будiвельник» Киев.

Курсач ЭСОЖ.doc

Федеральное агентство по образованию РФ
Архангельский государственный технический университет
Факультет промышленной энергетики ФПЭ IV-7
Кафедра промышленной теплоэнергетики
Мерзлый Юрий Владимирович
“Энергетически системы обеспечения жизнедеятельности”
Отопление и вентиляция гражданского здания в г. Мичуринск
Пояснительная записка
Руководитель работы :
Постановление комиссии от
Признать что студент Мерзлый Ю.В. выполнил и защитил курсовой проект с оценкой
Председатель комиссии Л.М. Ржаницына
Задание на курсовую работу .
Назначение объекта : Пансионат .
Географический пункт : Мичуринск.
Материал наружных стен : Глиняный кирпич .
Вид системы отопления : Водяная насосная с верхней разводкой 2-х трубная.
Источник теплоснабжения : Тепловой пункт.
Ориентация ограждений : Север-Юг .
)Теплотехнический расчёт ограждение .
)Расчёт теплопотерь .
)Расчёт нагревательных приборов .
)Гидравлический расчёт .
)Расчет естественной вытяжной вентиляции .
)Выбор расширительного бака .
Теплотехнический расчёт .
Находим требуемое сопротивление теплопередачи для сети .
-коэф-т теплоотдачи от внутреннего воздуха
- расчётная наружная температура
- коэф-т учитывающий характер омывания
-внутренняя расчетная температура
Находим приведенное сопротивление теплоотдачи по ГСПО .
-продолжительность отопительного периода в сутках .
-средняя температура отопительного периода .
Тогда требуемое приведённое сопротивление .
В качестве расчётного принимаем :
Принимаем следующую конструкцию стены.
Рисунок 1. Разрез стены
Внутренняя штукатурка сухая λ=02 Вт(м2ºС); =002 м;
Внутрнений и наружный слои кладки из красного кирпича на цементном песчаном растворе соединённые стальными анкерами λкирпича=0558 Вт(м2ºС); 1=038 м;
=012 м; между слоями кирпичной кладки утеплитель из стекловолокна λ=005 Вт(м2ºС); =Х м.
Рассчитаем толщину утепляющего слоя.
Принятая толщина утеплителя Х1= 007 м.
Фактическое сопротивления теплопередаче Rф будет
Определяем коэф-т теплопередачи .
Рассчитаем толщину утеплителя для чердачного и надподвального перекрытий. Принимаем следующую конструкцию ограждений:
Рисунок 2 Чердачное перекрытие Рисунок 3 Надподвальное перекрытие
Рассчитываем требуемое значение сопротивления теплопередаче для чердачного перекрытия Rо.тр.
Чердачное перекрытие состоит из:
Сплошная панель из каралезибетона λ=026 Вт(м2°С); =022 м;
Пароизоляционный слой пергамента λ=017 Вт(м2°С); =0002 м;
Стекловата λ=005 Вт(м2°С); =Х м;
Шлакоизвестковая стешка λ=018 Вт(м2°С); =004 м.
Принятая толщина утеплителя Х1= 008 м.
Рассчитываем требуемое значение сопротивления теплопередаче для надподвального перекрытия Rо.тр.
Перекрытия над холодными подпольями расположенных выше уровня земли n=075.
Перекрытие над техническим подпольем:
Шлакоизвестковая стешка λ=018 Вт(м2°С); =003 м.
Линолеум поливенил хлоридный на тканевой основе λ=035 Вт(м2°С); =001 м;
Принятая толщина утеплителя 008 м.
Проверка на отсутствие конденсата стенок:
Т.к. больше точки росы (=6 ºС.) то выпадение конденсата не будет.
Находим требуемое приведённое сопротивление для окон .
Принимаем конструкцию окон с двойным остеклением и
Умывальная индивидуальная tв=18
Общий сан узел tв=16
Аналогично комнате № 203
Аналогично комнате № 208
Аналогично комнате № 2213
Аналогично комнате № 213
Расчёт теплопотерь для второго этажа .
Расчёт теплопотерь для первого этажа .
Общий сан .узел tв=16
Удельная тепловая характеристика .
- удельная тепловая характеристика .
- теплопотери отапливаемой части здания .
- объем здания по наружному объёму .
Расчёт нагревательных приборов .
) Определяем поверхность НП .
- требуемая теплоотдача НП .
- коэ-т теплопередачи прибора .
Значения для прибора М-140 .
- внутренняя расчетная температура воздуха .
- коэф-т учитывающий остывание воды в трубах .
- коэф-т учитывает способ установки НП.
- коэф-т учитывающий число секций в радиаторе .
)Определяем число секций .
- число одной секций .
) Устанавливается количество радиаторов установленных в комнате .
Минимальное количество секций в радиаторе 5 шт.
) Определяем фактическую теплопередачу прибора .
) Определяем расхождение .
Допустимое расхождение 5%
Гидравлический расчёт .
)Зная тепловую нагрузку участка определяют расход .
) Потери давления на трение .
Местное сопротивление .
- удельные потери давления на трение .
- длина тр. провода ;- диаметр ;- коэффициент трения ; - плотность среды ;
-сумма коэффициентов местных сопротивлений ; -скорость среды .
)По таблице определяем зная .
Для насосных систем R=50100 Пам;
) Определяется потери давления на трение на участке .
)Определяется местное сопротивление по участкам .
) Рассчитываются потери давления на местное сопротивление .
) Определяется общие потери давления по участкам .
) Определяются общие потери давления в циркуляционном кольце .
Полученные общие потери сравниваются с располагаемым .
)Расчёт произведён правильно если потери составляют .
) Допустимая величина невязки составляет для насосных систем 15% .
Расчет естественной вытяжной вентиляции .
Определяем воздухообмен .
Кратность воздухообмена в 1ч. =5
Естественное давление в системе вентиляции .
Возможно удельная потеря давления для участков 1-2 при общей их длине.
Определяем площадь сечения .
Принимаем размеры поперечного сечения прямоугольного канала .
Определяем эквивалентный диаметр .
Находим при скорости 07 мс и воздуховоде диаметром 170 мм удельную потерю давления на трение .
Принимаем значения абсолютной шероховатости :
Для шлакобетонных плит принимаем .
Для деревянных труб принимаем .
Принимаем поправочный коэффициент :
Для шлакобетонных плит .
Для деревянных труб .
На всём участке с учётом коэ-та шероховатости потери давления на трение составляют .
Определяем потери давления на местные сопротивления .
Находим динамическое давление .
Потери давления на местные сопротивления .
Общие потери давления на участке .
Расчёт вентиляционных воздуховодов .
Соотношение потерь с располагаемым давлением .
Суммарная поверхность нагрева котлов .
- Расчетное количество тепла .
-тепловое напряжение поверхности нагрева .
- Коэ-т запаса на производительные потери тепла .
Чугунный секционный котёл .
Наименование показателей
Поверхность нагрева
Тепло-производительность
Расширительный бак .
Ёмкость расширительного бака в (л) определяют по формуле .
Объём воды в элементах отопительной системы .
Трубопроводы местных систем с естественной системой циркуляцией: 16
Чугунные радиаторы : 10
Сварной цилиндрический Р.Б.
Диаметр подводящих труб мм
) Щекин Р.В. Кореновский С.М. Беем Е.Ф. Справочник по теплоснабжению и вентиляции . (Отопление и теплоснабжение) .: Издательство “Будiвельник” 1976г.
)Щекин Р.В. Кореновский С.М. Беем Е.Ф. Справочник по теплоснабжению и вентиляции .(Вентиляция и кондиционирование воздуха ).: Издательство “Будiвельник” 1976г.
)Полушкин В. И. Отопление вентиляция и кондиционирование воздуха .:Издательство
“Профессия” С-Петербург 191002ая