• RU
  • icon На проверке: 15
Меню

Курсовой проект - Разработка двухтрубной системы отопления жилого двухэтажного дома площадью 243,3 м2 в с. Кош-Агач

  • Добавлен: 19.02.2023
  • Размер: 1 MB
  • Закачек: 2
Узнать, как скачать этот материал

Описание

Курсовой проект - Разработка двухтрубной системы отопления жилого двухэтажного дома площадью 243,3 м2 в с. Кош-Агач.

 

Состав проекта

icon
icon полы 2.cdw
icon Приложение 1.docx
icon Приложение 2.docx
icon Приложение 3.docx
icon Приложение 4.docx
icon Приложение 5.docx
icon Приложение 6.docx
icon Записка.docx

Дополнительная информация

Контент чертежей

icon полы 2.cdw

полы 2.cdw
Двухквартирный жилой дом
Пеноплекс С-31 (утеплитель) - 200 мм
Линокром (пароизоляция) - 3
Брус(сосна-поперек волокон) -1 00 мм
Пустотные железобетонные
плиты 1 ПК 24 - 220 мм
Цементно-песчанная стяжка - 40 мм
Плиты древесно-стружечные - 16 мм
Плиты минераловатные из
каменного волокна - 200 мм
Полипропиленовая пленка
Слой рубероида с напуском
Бнтонное покрытие - 100 мм
Линолеум на тепло-звукоизолирующей
ДВП-М-12 на битумной
Плиты минераловатные из каменного
Слой полимерцемента - 8 мм
Сборное жб перекрытие - 220
Линолеум на холодной водостойкой
ДВП-Т-4 на горячей битумной
Сборное жб перекрытие - 220 мм
Плитка керамическая - 10 мм
Тип прокладываемого
Ведомость подпольных участков
Плиты минераловатные
из каменного волокна
Штукатурка перлитовая
Разработка двухтрубной системы
отопления для жилого двухэтажного
Экспликация помещений

icon Приложение 1.docx

Площади ограждающих конструкций
Наименование помещения
Продолжение приложения 1

icon Приложение 2.docx

Таблица расчета теплопотерь через ограждающие конструкции
Продолжение приложения 2
Итого по 0 этажу: 346
Итого по 1 этажу: 3292
Итого по 2 этажу: 4258

icon Приложение 4.docx

Таблица гидравлического расчета системы отопления
Главное циркуляционное кольцо (ГЦК)
Продолжение приложения 4

icon Приложение 5.docx

Дополнительное гравитационное давление ΔPтр от охлаждения воды в трубопроводах системы водяного отопления

icon Приложение 6.docx

Список использованных источников для определения теплопроводности материалов ограждающих конструкций

icon Записка.docx

Общие сведения о системах отопления малоэтажных домов
Система водяного отопления
Общие сведения о местном отоплении индивидуальных жилых домов
Принцип действия и устройства системы водяного отопления с естественной циркуляцией теплоносителя
Устройство систем водяного отопления с искусственной циркуляцией теплоносителя
Конструктивные схемы систем водяного отопления
Системы отопления с верхней и нижней разводкой
Однотрубные и двухтрубные системы отопления
Системы отопления с вертикальными и горизонтальными стояками
Системы отопления тупиковые и с попутным движением воды в магистралях
Рекомендации по выбору и эксплуатации систем водяного отопления
Тепловой режим здания
Расчетные параметры наружного воздуха
Расчетные параметры внутреннего воздуха
Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций
Расчет и конструирование системы отопления здания
Расчёт теплопотерь помещений здания
Выбор схемы и конструирование системы отопления
Расчет отопительных приборов
Гидравлический расчет системы отопления
Определение расчетного циркуляционного давления
Разбивка ГЦК на расчетные участки
Определение среднего значения потерь давления
Определение расхода воды на расчетных участках
Подбор диаметров трубопроводов
Суммарные потери на трение
Увязка потерь на трение
Список использованных источников
Приложение 1 Площади ограждающих конструкций
Приложение 2 Таблица расчета теплопотерь через ограждающие конструкции
Приложение 3 Таблица расчета труб
Приложение 4 Таблица гидравлического расчета системы отопления
Приложение 5 Дополнительное гравитационное давление
Приложение 6 Список использованных источников для определения теплопроводности материалов ограждающих конструкций
Отопление - искусственный обогревпомещенийс целью возмещения в нихтеплопотерьи поддержания на заданном уровнетемпературы отвечающей условиям теплового комфорта иили требованиямтехнологического процесса. Под отоплением понимают также устройства и системы (калориферы тёплый пол ИК-обогреви пр.) выполняющие эту функцию
Система отопления — это совокупность технических элементов предназначенных для компенсации температурных потерь через внешние ограждающие конструкции (стены пол крыша) методом получения переноса и передачи во все обогреваемые помещения необходимого количестватеплоты достаточного для поддержаниятемпературына заданном уровне согласно нормам.
Данный курсовой проект разработан для проведения системы отопления в малоэтажном здании. В проекте проектируются провод и расположения систем и приборов отопления с учетом габаритов здания параметров внутреннего воздуха в помещениях района строительства и основных нормативных требований.
1 Общие сведения о системах отопления малоэтажных домов
Для отопления малоэтажных зданий в настоящее время применяют печное водяное электрическое и воздушное отопление.
Система воздушного отопления — так же как и при печном отоплении принцип получения тепла в такой системе основывается на сгорании какого-либо топлива в воздухонагревателе в отличие от печи работающем на природном газе или на дизельном топливе. При этом продукты сгорания выводятся через дымоход а горячий воздух передается в воздушный теплообменник а оттуда по системе воздуховодов — в отапливаемые помещения.
Система водяного отопления — состоящая из котла системы трубопроводов с расширительным баком и приборов отопления. Здесь теплоносителем циркулирующим по контуру замкнутых трубопроводов является жидкость. Это могут быть вода тосол или антифриз передающие тепло из нагревательного котла в отопительные приборы – фанкойлы или радиаторы. Котел который является основным элементом такой системы может быть электрическим газовым – использующим магистральный или баллонный природный газ либо твердотопливным в топке которого сжигаются уголь дрова торфяные брикеты и так далее. Существуют бытовые жидко-топливные котлы предназначенные для сжигания солярки или мазута.
система электрического отопления — при помощи электрообогревателей разных видов преобразующая электрическую энергию в тепловую. В качестве источников тепла могут служить инфракрасные обогреватели мобильные и стационарные электрические конвекторы — масляные радиаторы и плоские экраны пленочные системы «тёплый пол» и т.д.
Наиболее совершенно электрическое отопление характеризующееся рядом достоинств в том числе удобством регулирования тепловой нагрузки отсутствием громоздких отопительных приборов высокой гигиеничностью.
Единственный но часто решающий недостаток электрического отопления — его дороговизна. Стоимость единицы отпущенного тепла при электрическом отоплении в несколько раз выше чем при выработке тепла в печах или котлах.
2 Система водяного отопления
2.1 Общие сведения о местном отоплении индивидуальных жилых домов
К настоящему времени сложились два основных типа индивидуальных жилых зданий: усадьбы для круглогодичного проживания жильцов и дома (дачи) для проживания только в летний период. С технологической точки зрения требования к усадьбам и летним домам заметно различаются. Поскольку в летних домах проживают в основном в летний период разность температур помещения и наружного воздуха относительно невелика. Поэтому наружные стены домиков обычно имеют небольшое термическое сопротивление теплопередаче от воздуха внутреннего помещения к наружному. Как правило стены летних садовых домиков изготавливают из облегченных конструкций. И в этих домиках отопление как правило отсутствует.
Необходимость создания комфортных условий в летнем садовом домике и в зимнее время обязывает хозяев использовать различные варианты отопления причем в качестве теплогенераторов используются в основном печи на твердом топливе. Кроме печей и каминов могут быть рекомендованы также электронагреватели (ТЕНы рефлекторы электрокамины и т. д.). В этих случаях не следует использовать водяные системы отопления поскольку при отрицательных температурах нужно сливать воду из системы а затем вновь заполнять ее водой — занятие связанное с определенными неудобствами. Избежать их можно если использовать в качестве теплоносителя незамерзающую жидкость — антифриз. Однако следует считаться с тем что антифриз достаточно дорог и токсичен.
Что касается теплоснабжения усадебных и дачных домиков с круглогодичным проживанием жильцов то их устройства должны обеспечивать весь комплекс удобств предоставляемых городским жителям: отопление горячее водоснабжение возможность приготовления пищи. В то же время основные теплопотребляющие элементы домов — системы отопления и горячего водоснабжения — имеют некоторые особенности в сравнении с системами отопления и горячего водоснабжения городских жилых зданий. Они состоят в следующем:
) поскольку дома усадебного типа имеют небольшой объем и соответственно небольшие теплопотери их обычно подсоединяют к наружным теплосетям обслуживаемым групповой или индивидуальной котельной с температурой теплоносителя не более 95°С. Присоединение квартирных систем отопления к теплосети в этом случае можно производить без подмешивающих устройств в виде элеваторов;
) ввиду того что усадебные дома имеют один-два этажа в них как правило целесообразно применять наиболее простую однотрубную систему отопления;
) из-за отсутствия регуляторов для небольших расходов сетевой воды для присоединения к теплосети систем горячего водоснабжения следует использовать емкостные водонагреватели в которых вода теплосети нагревает местную воду через поверхность размещенного в нем змеевика (бойлерные котлы).
Наибольшее распространение получили водяные и воздушные системы отопления. При оценке теплотехнических свойств теплоносителей решающими показателями являются весовая и объемная теплоемкость и температура. С точки зрения количества тепла содержащегося в единице объема вода имеет огромные преимущества. Например при обычных для систем отопления температурах воды 80° С и воздуха 70° С объемная теплоемкость составляет:
т. е. теплоемкость воды больше чем теплоемкость воздуха почти в 4000 раз. Соответственно объемный расход ее необходимый для отопления одного и того же помещения в тысячи раз меньше расхода воздуха в силу этого требуется гораздо меньшее сечение соединительных коммуникаций транспортирующих разогретый теплоноситель в отапливаемое помещение. Большие объемы нагретого воздуха затрудняют его транспортировку и распределение по отапливаемым помещениям. Из-за значительных диаметров разделительных воздуховодов вентилятор для передачи нагретого воздуха необходимо располагать вблизи отапливаемого жилого помещения что связано с проникновением в помещение шума от работающего вентилятора.
Вместе с тем воздух как теплоноситель имеет ряд преимуществ по сравнению с водой.
Во-первых он передает тепло в помещение непосредственно т. е. без установки отопительных приборов. Проникающая способность воздуха велика за счет высокой конвенционной способности осуществляется эффективное отопление помещения.
Во-вторых не требуется устройств канализации теплоносителя (воздуха).
Достоинства воздушного отопления оценены человеком давно. Известно что отопление горячими газами было первым способом искусственного отопления жилища.
В местной системе отопления генератор тепла нагревательные приборы и теплоотдающие поверхности конструктивно объединены в одно устройство. Примером местного отопления может служить комнатная печь. К местным системам отопления относят также газовое отопление и электрическое.
На развитие отопительной техники оказывал влияние вид применяемого топлива. В течении многих столетий использовалось твердое топливо (дрова уголь) и отопительные установки приспосабливались к его сгоранию. Известны многочисленные конструкции очагов и жаровен каминов и особенно печей получивших широкое распространение в России. Отопительные печи для сжигания твердого топлива часто применяют и сейчас.
С открытием новых видов топлива (природный газ нефть) создаются отопительные установки и тепловые станции для их сжигания с нагреванием промежуточной среды переносящей теплоту в помещения.
В современных системах воздушного отопления малоэтажных зданий воздух нагревают обычно в калориферах-теплообменниках печах в которых тепло передается воздуху через стенку продуктами сгорания топлива или электрическими нагревателями. Нагретая изнутри металлическая (или кирпичная) поверхность калорифера (печи) охлаждается снаружи отдавая тепло воздуху. Теплоотдача воздуху тем выше чем больше поверхность теплообмена поэтому искусственно увеличивают поверхность теплообмена или увеличивают скорость движения воздуха соприкасающегося с поверхностью теплообменника.
Плотность воздуха при средней температуре +70° С примерно в тысячу раз меньше чем воды поэтому его нагревающая способность (коэффициент теплопередачи) значительно (в 30—50 раз) меньше чем этот показатель для воды. Таким образом в огневоздушных калориферах (теплообменниках) существует опасность перегрева разделяющей стенки теплообменника. Чтобы исключить это негативное явление применяют принудительное движение воздушной среды в теплообменнике с помощью вентиляторов. Промышленностью к сожалению выпускается мало вентиляторов с низкой производительностью и поэтому в большинстве случаев применяются огневоздушные калориферы и теплообменники в которых используется так называемая естественная тяга возникающая при его нагреве. Недостатком калориферов с естественной тягой является незначительная величина возникающего напора воздуха. Это ограничивает протяженность распределительных воздуховодов и создает трудности в распределении нагретого воздуха по помещениям.
Указанный недостаток калориферов с естественной тягой не является определяющим. Главная причина того что воздушное отопление еще мало распространено в малоэтажных зданиях состоит в недостаточном выпуске дешевых и малопроизводительных вентиляторов а также в создаваемом ими шуме. Кроме того конструкции разработанных к настоящему времени калориферов предусмотрены только для сжигания сетевого газа или жидкого топлива. Поэтому наибольшее распространение для отопления малоэтажных зданий получило печное и водяное отопление. Причем движение воды в водяных системах можно осуществить без применения насосов используя естественный напор возникающий в следствии охлаждения воды в нагревательных приборах.
2.2 Принцип действия и устройство системы водяного отопления с естественной циркуляций теплоносителя
Принципиальная схема системы водяного отопления с естественной циркуляцией теплоносителя показана на рисунке 1.2.1 и рисунке 1.2.2. Вода от котла к приборам теплообменника и обратно двигается под действием гидростатического напора возникающего благодаря различной плотности охлажденной и нагретой жидкости (теплоносителя).
Рисунок 1.2.1 Системы водяного отопления с естественной циркуляцией (с верхней разводкой): 1 — котел; 2 — главный стояк; 3 — разводящая линия; 4 — горячие стояки; 5 — обратные стояки; 6 — обратная линия; 7 — расширительный бак; 8 — сигнальная линия
Рисунок 1.2.2 Системы водяного отопления с естественной циркуляцией (с нижней разводкой): 1 — котел; 2 — воздушная линия; 3 — разводящая линия; 4 — горячие стояки; 5 — обратные стояки; 6 — обратная линия; 7 — расширительный бак; 8 — сигнальная линия
Описанный процесс непрерывно повторяется и в результате происходит постоянная циркуляция воды в системе. Сила циркуляции или как принято говорить циркуляционное давление зависит от разности весов столба горячей и столба охлажденной (обратной) воды следовательно она зависит от разности температур горячей и обратной воды.
Кроме того циркуляционное давление обуславливается еще высотой расположения нагревательного прибора над котлом: чем выше расположен прибор тем больше для него циркуляционное давление.
Принцип работы системы водяного отопления с естественной циркуляцией базируется на теплофизических свойствах воды. При нагреве жидкость приобретает меньшую плотность и соответственно – массу. Горячий теплоноситель нагретый в котле поднимается по вертикальному трубопроводу часто называемому разгонным коллектором. Освободившееся пространство естественным образом занимает более холодный теплоноситель имеющий более высокую плотность и массу сосредоточенный в нижней части системы. За счет образования разницы плотностей холодного и горячего теплоносителя возникает постоянный цикл движения воды в системе отопления. Гравитационная составляющая циркуляции улучшается сооружением трубопроводов системы с нормативным уклоном который составляет не менее 2 мм на 1 погонный метр длины. Уклон ориентирован в сторону движения теплоносителя. Вода в процессе работы системы имеет малую скорость движения на качество циркуляции отрицательно влияют любые гидравлические сопротивления. Схема работает без наличия насосного оборудования и потребления электрической энергии.
В системах с естественным побуждением в зданиях небольшой этажности величина циркуляционного давления невелика и поэтому в них нельзя допускать больших скоростей движения воды в трубах; следовательно диаметры труб должны быть большими. Система может оказаться экономически невыгодной. Поэтому применение систем с естественной циркуляцией допускается лишь для небольших зданий.
Перечислим недостатки систем отопления с естественной циркуляцией воды:
сокращен радиус действия (до 30 м по горизонтали) из-за небольшого циркуляционного давления;
повышена стоимость (до 5-7% стоимости здания) в связи с применением труб большого диаметра;
увеличены расход металла и затраты труда на монтаж системы;
замедлено включение системы в действие;
повышена опасность замерзания воды в трубах проложенных в неотапливаемых помещениях.
Вместе с тем отметим преимущества системы с естественной циркуляцией воды определяющие в отдельных случаях ее выбор:
относительная простота устройства и эксплуатации;
независимость действия от снабжения электрической энергией;
отсутствие насоса а соответственно шума и вибраций;
сравнительная долговечность (при правильной эксплуатации система может действовать 35-40 лет и более без капитального ремонта);
саморегулирование обусловливающее ровную температуру помещений. В системе при изменении температуры и плотности воды изменяется и расход вследствие возрастания или уменьшения естественного циркуляционного давления. Одновременное изменение температуры и расхода воды обеспечивает теплопередачу приборов необходимую для поддержания заданной температуры помещений т. е. придает системе тепловую устойчивость.
2.3 Устройство систем водяного отопления с искусственной циркуляцией теплоносителя
В системах водяного отопления с естественной циркуляцией циркуляционные давления измеряются всего лишь десятками миллиметров водяного столба. Столь малые давления не позволяют устраивать данные системы в зданиях имеющих большую протяженность кроме того они требуют применения труб значительных диаметров что ведет к большому расходу металла. Перечисленных недостатков лишены системы водяного отопления с искусственной циркуляцией. В них циркуляция воды создается центробежными насосами. Насосы действующие в замкнутых кольцах системы отопления заполненных водой воду не поднимают а только ее перемещают создавая циркуляцию и поэтому называются циркуляционными.
Рисунок 1.2.3 Системы водяного отопления с искусственной циркуляцией (с верхней разводкой): 1 - котел; 2 - главный стояк; 3 - расширительный бак; 4 - сигнальная линия; 5 - подающая; 6 - обратная линия; 7 - расширительный бак; 8 - сигнальная линия; 9 - обратная линия; 10 - насос; 11 - расширительная труба
Рисунок 1.2.4 Системы водяного отопления с искусственной циркуляцией (с нижней разводкой): 1 – котел; 2 – подающая линия; 3 – обратная линия; 4 – подающие стояки; 5 – обратные стояки; 6 – воздушная линия; 7 – воздухосборник; 8 – расширительный бак; 9 – насос; 10 – расширительная труба
Циркуляционный насос включают как правило в обратную магистраль системы отопления для увеличения срока службы деталей взаимодействующих с горячей водой. На рисунках 1.2.3 1.2.4 изображены системы водяного отопления с искусственной циркуляцией. Расширительный бак подсоединяют не к подающей а к обратной магистрали.
Рисунок 1.2.5 Диагональный циркуляционный насос ЦНИПС: 1 - рабочее колесо; 2 - корпус; 3 - сальниковое уплотнение; 4 - вал электродвигателя
Рисунок 1.2.6 Центробежный циркуляционный насос типа ЦВЦ: 1 - корпус; 2 - нагнетательный патрубок; 3 - контрфланец для присоединения трубы; 4 – электродвигатель
Рисунок 1.2.7 Принципиальная схема квартирной системы отопления с насосной циркуляцией теплоносителя и баком-аккумулятором теплоты: 1 - бак-аккумулятор; 2 - пробковый кран; 3 - расширительный бак; 4 - главный стояк; 5 - теплогенератор; 6 - отопительный прибор; 7 - циркуляционный насос типа ЦВЦ; 8 - обратный клапан; Н-Н - центр нагрева котла; 0-0 - центр охлаждения; М-М - центр бака-аккумулятора; ТП - тройник с пробкой
Применение насосных систем отопления позволяет существенно увеличить протяженность трубопровода и уменьшить металлоемкость системы отопления за счет уменьшения диаметров разводящих трубопроводов. Кроме того с установкой циркуляционного насоса появляется возможность применения новых схемных решений системы отопления например отказ от верхней разводки трубопроводов. Однако применение насосных систем отопления возможно только при условии надежного электроснабжения.
При отсутствии теплогенераторов на твердом топливе с топками длительного горения могут найти применение системы водяного отопления с баком-аккумулятором и циркуляционным насосом типа ЦВЦ (рисунок 1.2.6). Такая система позволяет значительно сократить эксплуатационные затраты по обслуживанию генератора теплоты.
2.3.1 Конструктивные схемы систем водяного отопления
Конструктивные системы водяного отопления подразделяются (независимо от того как в системе осуществляется циркуляция теплоносителя - естественным или искусственным путем) по следующим показателям:
- системы с нижней и верхней подводкой - в зависимости от места прокладки стояка подающего горячую воду;
- одно- и двухтрубные системы - по способу присоединения нагревательных приборов к подающим стоякам;
- системы с горизонтальным и вертикальным стояками - по расположению стояков;
- системы с тупиковой схемой и с попутным движение воды в трубопроводах - по схеме прокладки магистрали.
2.3.2 Системы отопления с верхней и нижней разводкой
На рисунках 1.2.8 и 1.2.9 приведены схемы применяемые для систем водяного отопления с естественной циркуляцией воды. Двухтрубными эти системы называются потому что в них горячая вода распределяется параллельно по всем нагревательным приборам с возвратом воды из каждого прибора непосредственно в котел без выхода ее в другие приборы.
При верхней разводке (рисунок 1.2.8)горячая вода поднимается по главному стояку в магистральный трубопровод верхней разводки расположенный обычно в чердачном помещении и направляется в различные стояки а от них поступает к нагревательным приборам (радиаторам).
Системы отопления с верхней разводкой целесообразно применять в одноэтажных индивидуальных домах и коттеджах с подвалом и без подвала с круглой крышей.
Рисунок 1.2.8 Двухтрубная система водяного отопления с естественной циркуляцией (верхнее распределение воды ): 1 - подающий (главный) стояк; 2 - трубопровод обратной воды; 3 - котел; 4 - расширительный бачок; 5 - нагревательные приборы; 6 - перелив; 7 - предохранительный трубопровод
Рисунок 1.2.9 Двухтрубная система водяного отопления с естественной циркуляцией (нижнее распределение воды): 1 - подающий (главный) стояк; 2 - трубопровод обратной воды; 3 - котел; 4 - расширительный бачок; 5 - нагревательные приборы; 6 - воздушная труба; 7 - перелив; 8 - предохранительный трубопровод
При нижней разводке (рисунок 1.2.9)горячая вода из отопительного котла поступает в магистральную трубу горячей воды снизу из подвального помещения а затем распределяется по стоякам и радиаторам. Независимо от типа разводки (верхней или нижней) расширительный бак должен быть расположен в наиболее высокой точке отопительной системы т. е. на чердаке.
2.3.3 Однотрубные и двухтрубные системы отопления
Однотрубные системы водяного отопления не имеют обратных стояков и вода охлажденная в нагревательных приборах возвращается в подающие стояки (рисунки 1.2.10 1.2.11). В однотрубных системах в нижние нагревательные приборы поступает смесь горячей воды и воды охлажденной в верхних приборах. Так как температура этой смеси ниже температуры воды в приборах верхних этажей то поверхность нагрева нижних приборов должна быть несколько увеличена.
Рисунок 1.2.10Однотрубные системы водяного отопления с искусственной циркуляцией (с замыкающими участками): 1 — котел; 2 — главный стояк; 3 — расширительная труба; 4 — расширительный бак; 5 — подающая линия; 6 — воздухосборник; 7 — стояки; 8 — обратная линия; 9 — насос; 10 — тройники с пробками
Рисунок 1.2.11Однотрубные системы водяного отопления с искусственной циркуляцией (проточная система): 1 — котел; 2 — главный стояк; 3 — расширительная труба; 4 — расширительный бак; 5 — подающая линия; 6 — воздухосборник; 7 — стояки; 8 — обратная линия; 9 — насос; 10 — тройники с пробками
В однотрубных системах вода циркулирует в нагревательных приборах и стояках которые их питают вследствие разности температур воды в тех и других. Однотрубные системы можно устраивать по двум схемам. При схеме приведенной на рисунке 1.2.10 в верхние радиаторы поступает из стояка только часть воды остальная вода направляется по стояку к нижерасположенным радиаторам. Количество воды для каждого нагревательного прибора можно регулировать кранами установленными у приборов.
Другая проточная система показана на рисунке 1.2.11. Здесь вся вода из стояка проходит последовательно через все нагревательные приборы начиная с верхней. В отличии от простой однотрубной системы в проточной системе в нижележащие радиаторы поступает не смесь горячей и охлажденной в верхних приборах воды а только охлажденная вода. В проточных системах нельзя ставить у нагревательных приборов обычные краны двойной регулировки. Если бы были установлены такие краны то перекрыв у того или иного прибора кран уменьшили бы подачу воды во все приборы присоединенные к стояку а полностью закрыв один из кранов можно прекратить циркуляцию воды через все приборы данного стояка. Между тем установка нагревательных приборов без кранов влечет за собой большие неудобства так как тогда становится невозможным регулировать температуру воздуха в помещениях.
Однотрубные системы отопления могут выполняться только с верхней разводкой поэтому их применяют в зданиях где имеются чердаки и где можно располагать подающие магистрали в верхних этажах. Поэтажный пуск данных систем в действие невозможен и в этом их недостаток. Однако по сравнению с двухтрубными системами отопления однотрубные проще в монтаже и кроме того имеют более красивый внешний вид. Достоинство их в том что на устройство однотрубной системы требуется меньше труб чем на устройство двухтрубной. Все эти положительные особенности однотрубных систем весьма существенны и вполне оправдывают их широкое применение.
Двухтрубную систему водяного отопления с вертикальными стояками с верхней или нижней разводкойцелесообразно использовать как водноэтажных так и в двухэтажных (и более) домах и коттеджах с крутой крышей. Возможны и другие варианты устройства двухтрубных систем отопления. При горизонтальной системе отопления невозможно будет полностью обогреть все помещения дома. Система отопления выполняется с естественной циркуляцией поскольку для этого вполне достаточен циркуляционный напор. При установке котла в подвале высота дымовой трубы составит не менее 10 м что позволяет отопительному котлу работать на любом топливе. В домах без подвала котлы устанавливают на первом этаже а система должна быть только с верхней разводкой.
Рисунок 1.2.12 Однотрубные системы водяного отопления с искусственной циркуляцией (горизонтальная проточная система)
2.3.4 Системы отопления с вертикальным и горизонтальными стояками
Система с вертикальными стояками – это когда к единому стояку подключены радиаторы верхнего и нижнего этажей. Схемы подключения рассмотрены в однотрубной системе отопления.
Система с горизонтальными стояками – это когда к единому стояку подключены все радиаторы одного этажа. Преимущество такой системы состоит в том что для ее устройства требуется меньше труб и стоимость монтажа ниже.
Рисунок 1.2.13 Системы отопления с вертикальным и горизонтальными стояками
2.3.5 Системы отопления тупиковые и с попутным движением воды в магистралях
Наиболее распространенной в бытовых сетях является тупиковая схема движения теплоносителя. Ее принцип действия заключается в том что нагретая вода от котла по подающей магистрали поступает в каждый радиатор а на выходе из контура отопительного прибора по обратной магистрали сразу направляется к отопительному котлу. Таким образом потоки воды в «подаче» и «обратке» движутся навстречу друг другу. В данном случае подающая магистраль проходит от котла до последнего прибора а обратная магистраль — в обратном направлении начиная от последней батареи до котла.
Принципиальной особенностью системы попутного типа является то что и в подающей и в обратной трубе теплоноситель движется в одном и том же направлении. Обычно такая схема используется в сетях с нижней разводкой. При этом предусматривается прокладка не двух а трех труб:
подающий трубопровод;
обратный трубопровод;
трубопровод для возврата теплоносителя из обратной магистрали к котлу.
В данном случае «подача» также проходит от котла до последнего отопительного прибора. Обратная магистраль проходит от первого до последнего отопительного прибора. Таким образом теплоноситель движется по ней в том же направлении что и по напорному трубопроводу. От последнего отопительного прибора он возвращается обратно к котлу по отдельной трубе.
Попутная система отопления применяется в тех случаях когда необходимо решить проблему сложной балансировки трубопроводной сети. Такая балансировка требуется для того чтобы обеспечить равномерное распределение тепла между подключенными радиаторами. Чем ближе батарея расположена к котлу тем меньшими будут в ее контуре потери давления по сравнению с контурами других батарей. Соответственно основной поток теплоносителя будет стремиться именно в этот контур. В результате в сети отопления тупикового типа возникает ситуация когда в первом от котла отопительном приборе поддерживается слишком высокая температура а последний радиатор оказывается слишком холодным и не может эффективно обогревать помещение.
Рисунок 1.2.14 Системы отопления тупиковые и с попутным движением воды в магистралях
2.4 Рекомендации по выбору и эксплуатации систем водяного отопления
При проектировании системы отопления зданий необходимо принимать решения обеспечивающие равномерное нагревание воздуха помещений гидравлическую и тепловую устойчивость системы ее взрывопожарную безопасность и доступность для очистки и ремонта.
Чтобы облегчить выбор наиболее целесообразной системы отопления предлагается следующая классификация индивидуальных домов и коттеджей:
тип А — одноэтажные дома с подвалом и без подвала с крутой крышей;
тип Б — одноэтажные дома с плоской крышей с подвалом или без подвала;
тип В — двух- и более этажные дома с плоской или крутой крышей и с подвалом.
Для домов типа А рекомендуется применение систем водяного отопления только с вертикальными стояками. Отопительные системы с горизонтальной разводкой не могут отопить чердачное помещение с крутопадающей крышей. Систему водяного отопления таких домов с подвалом или без него желательно выполнять двухтрубной с естественной циркуляцией с верхней или нижней разводкой. При установке котла в подвале высота дымовой трубы должна быть не менее 10м. В домах без подвала котлы устанавливают на первом этаже а система должна быть только с верхней разводкой.
Для домов типа Б с подвалом следует применять систему водяного отопления с горизонтальной разводкой. Котел желательно установить в подвале. В связи с тем что высота трубы таких домов не превышает 6 метров желательно в качестве топлива применять газ или жидкое топливо.
Для домов типа Б без подвалов также рекомендуется применять систему водяного отопления с горизонтальной разводкой котел устанавливают не заглубленным а в качестве топлива желательно применение газа или жидкого топлива.
Для двух- и более этажных домов типа В целесообразно использовать двухтрубную систему водяного отопления с вертикальными стояками и верхней или нижней разводкой. При горизонтальной системе отопления невозможно полностью обогреть все помещения дома. Система отопления выполняется с естественной циркуляцией поскольку для этого вполне достаточен циркуляционный напор. Так как дымовая труба у этих зданий имеет высоту не менее 10 м то котлы могут работать на любом топливе.
Система водяного отопления:
с вертикальной разводкой:
верхнее распределение
нижнее распределение
с горизонтальной разводкой
Воздушное отопление дома
электрические нагреватели с аккумуляцией тепла
Рисунок 1.2.15 Типы индивидуальных домов и соответствующие им системы отопления
1 Тепловой режим здания
Помещения здания находятся под воздействием внешних и внутренних факторов. Поступающие через наружные ограждения а также от бытового и технологического оборудования потоки теплоты влаги воздуха являются возмущающими воздействиями. Регулирующие потоки от системы отопления вентиляции и кондиционирования воздуха поддерживают в помещениях в течение всего года определенные параметры внутренней среды что позволяет создать в них определенный микроклимат.
Тепловым режимом здания называется совокупность всех факторов и процессов определяющих тепловую обстановку в его помещениях здания.
1.1 Расчетные параметры наружного воздуха
Климатические параметры холодного периода года района постройки представлены в таблице 1.1
Таблица 1.1 – Климатическая характеристика района постройки
Наименование величины
Температура воздуха наиболее холодной пятидневки C
Средняя температура отопительного периода tот C
Средняя месячная относительная влажность воздуха наиболее холодного месяца %
Расчетная скорость ветра для холодного периода года мс
Продолжительность отопительного периода zот сут.
1.2 Расчетные параметры внутреннего воздуха
Расчетные параметры внутреннего воздуха выбраны в соответствии с СанПиН 2.1.2.2801-10 и параметры в таблице 1.2
Таблица 1.2 – Расчетные параметры внутреннего воздуха жилых помещений
Относительная влажность %
Скорость движения воздуха мс
Продолжение таблицы 1.2
1.3 Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций
Характеристика ограждающих конструкций представлена в таблице 1.3
Таблица 1.3 – Характеристика ограждающих конструкций
Теплопроводность λ Втм2* C
Кладка из красного полнотелого одинарного кирпича
Продолжение таблицы 1.3
Плиты минераловатные из каменного волокна
Штукатурка перлитовая
Раствор известковый песчаный (штукатурка)
Чердачное перекрытие
Пустотная железобетонная плита ПК-24
Линокром (пароизоляция)
Цементно-песчанная стяжка
Брус(сосна-поперек волокон)
Слой рубероида с напуском полотен
Плиты древесно-стружечные
Сборное железобетонное перекрытие
ДВП-М-12 на битумной мастике
Линолеум на тепло-звукоизолирующей подоснове
ДВП-Т-4 на горячей битумной мастике
Линолеум на холодной водостойкой мастике
Сосна вдоль волокон (дверь деревянная)
В оконных проемах устанавливают двухкамерные степлопакеты с расстоянием 12 мм в трехкамерном профиле.
В дверной входной поем установлена следующая конструкция:
- дверь металлическая (металлический лист толщиной 3 мм утеплитель минеральная вата)
Расчет нормируемого значения сопротивления теплопередачи ограждающих конструкций произведен по методике СП 50.13330.2012 «Тепловой защита зданий» результаты расчета приведены в таблице 1.4
Градусосутки отопительного периода C*сутгод:
ГСОП=(tв – tот)*zот (1.1)
Где tот zот – средняя температура наружного воздуха C и продолжительность сутгод отопительного периода принимаемые по СП 131.13330.2012 для жилых и общественных зданий для периода со среднесуточной температурой наружного воздуха не более 8 C а при проектировании лечебно-профилактических детских учреждений и домов интернатов для престарелых не более 10 C.
tв – расчетная температура внутреннего воздуха здания C.
ГСОП= (20+16)*255=9180
Значения для величин ГСОП отличающихся от табличных следует определяет по формуле:
Rо тр=a*ГСОП+b (1.2)
Rо тр=000035*9180+14=461
Rо тр=000045*9180+19=603
Где a b – коэффициенты значения которых следует принимать по данным таблицы 3 СП 50.13330.2012 «Тепловая защита здания»
Таблица 1.4 – Нормируемое значение сопротивления теплопередачи ограждающих конструкций
Ограждающая конструкция
Нормируемое значение сопротивления теплопередачи Rreg (м2* C)Вт
Перекрытия чердачные
Окон и балконных дверей
Дверь наружная входная
Сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций Ro (м2* C)Вт определяется по формуле:
R0 = RB + RS + RH (1.3)
где RB – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций (м2* C)Вт;
RH - коэффициент теплоотдачи наружней поверхности ограждающих конструкций (м2* C)Вт;
RS – термическое сопротивление слоя однородной части фрагмента (м2* C)Вт.
где λS – расчетная теплопроводность материала слоя Вт(м2* C)
ySу.э – коэффициент условий эксплуатации материала слоя доли ед. При отсутствии данных принимается равным 1.
Таблица 1.5 – Термическое сопротивление ограждающих конструкций
Теплопроводность λs Втм2* C
Термическое сопротивление Rs (м2* C)Вт
Продолжение таблицы 1.5
Суммарный коэффициент термического сопротивления
Пеноплекс С-31(утеплитель)
Таблица 1.6 – Нормируемое значение сопротивления теплопередачи ограждающих конструкций
Термическое сопротивление ограждающих конструкций Rs (м2* C)Вт
Расчетное значене сопротивления теплопередачи R0 (м2* C)Вт
Продолжение таблицы 1.6
Окон и балконных дверей
1 Расчет теплопотерь помещений здания
Потери теплоты помещениями через ограждающие конструкции ΣQh рассчитываемые при проектировании систем отопления следует определять суммируя потери теплоты через отдельные ограждающие конструкции с округлением до 10 Вт по формуле (1.8)
где text – температура воздуха наиболее холодной пятидневки при К=092 ºС (text=-42 ºС)
tint – температура воздуха в помещении (таблица 1.2)
Fh – расчётная площадь ограждающей конструкции м2 (определяемая в соответствии с приведёнными ниже правилами обмера);
Rhо –сопротивление теплопередаче рассматриваемой конструкции м2·ºСВт;
n – коэффициент соприкосновения ограждающей конструкции с наружным воздухом принимаем равным 1;
(1+ Σ) – добавочные потери теплоты в долях от основных потерь.
Расчёт производится для ограждающих конструкций которые граничат:
- с наружным воздухом (стены окна входные и балконные двери перекрытия над проездами совмещенные покрытия);
- с неотапливаемыми помещениями (чердачные перекрытия перекрытия над неотапливаемыми подвалами и подпольями);
- с помещениями имеющими температуру внутреннего воздуха на 3ºС и более ниже чем в рассчитываемом помещении.
В случаях когда средняя наружная или внутренняя температура для отдельных помещений отличается от принятых в расчёте базовые значения требуемого сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций определённые по таблице 1.2 умножаются на коэффициент который рассчитывается по формуле:
n = (tint – tc)(tint – text) (1.9)
При определении расчётной площади ограждающих конструкций необходимо руководствоваться следующими правилами обмера их поверхностей:
- высота стен первого этажа если пол находится непосредственно на грунте определяется по расстоянию между уровнями полов первого и второго этажей; если пол на лагах – от уровня подготовки пола на лагах до уровня пола второго этажа; при неотапливаемом подвале или подполье – от уровня низа перекрытия подвала до уровня чистого пола второго этажа; в одноэтажных зданиях – от уровня пола до верха утепляющего слоя перекрытия;
- высота стен промежуточного этажа определяется по расстоянию между уровнями полов данного и вышележащего этажей а высота верхнего этажа – от уровня его чистого пола до верха утепляющего слоя чердачного перекрытия или бесчердачного покрытия;
- длина наружных стен в угловых помещениях принимается от кромки наружного угла до осей внутренних стен а в неугловых помещениях – между осями внутренних стен;
- площади окон дверей фонарей – по наименьшим размерам строительных проёмов в свету;
- площади потолков и полов над подвалами подпольями в угловых помещениях – по размерам от внутренней поверхности наружных стен до осей противоположных стен а в неугловых помещениях – между осями внутренних стен и от внутренней поверхности наружной стены до оси противоположной стены.
Для расчета площадей ограждающих конструкций их линейные размеры принимаются с точностью до 01 м а величины площадей округляются до 01 м2.
Потери теплоты через полы расположенные на грунте или на лагах определяются по зонам – шириной по 2 м параллельным наружным стенам. Причем поверхность угловых участков пола (в первой двухметровой зоне) учитывается дважды то есть по направлению обеих стен составляющих угол.
Добавочные потери теплоты определяются в долях от основных потерь и учитываются в формуле (1.8) членом (1+Σ).
Добавочные потери теплоты учитываются на:
- ориентацию помещений по отношению к сторонам света;
- нагревание холодного воздуха поступаемого в помещение через наружные двери;
- дополнительные потери тепла через ограждающие конструкции с низкими расчётными температурами наружного воздуха.
Величина для жилых зданий принимается равной:
- для наружных вертикальных и наклонных стен дверей и окон обращённых на север восток северо-восток и северо-запад =01 на юго-восток запад =005 на юг и юго-запад=0;
- для необогреваемых полов первого этажа над холодными подпольями зданий в местностях с расчётной температурой наружного воздуха – 40ºС и ниже =005;
- для наружных дверей не оборудованных воздушными или воздушно-тепловыми завесами при высоте зданий H: =02·H – для тройных дверей с двумя тамбурами между ними; =027·H – для двойных дверей с тамбуром между ними;=034·H – для двойных дверей без тамбура;=022·H– для одинарных дверей (для входных наружных дверей лестничных клеток величина H определяется по разрезу здания от отметки пола в тамбуре лестничной клетки до отметки верха утеплителя).
При расчёте теплопотерь через ограждающие конструкции исходные и получаемые фактические данные вписывают в специальный формуляр (бланк) для лучшей организации техники расчёта. Теплопотери лестничных клеток записываются в конце бланка после всех остальных помещений. Пример заполнения формуляра расчёта теплопотерь через ограждающие конструкции приведён в прил.4. Для сокращения записи ограждающие конструкции зданий условно обозначаются: НС – наружные стены ВС – внутренние стены ПТ – потолок ПЛ – пол ТО – тройное остекление ДД – двойные двери.
Затраты теплоты на подогрев приточного воздуха Qinf в помещение рассчитываются по формуле
Qinf = 028·cv·Ln·Fc·γext·(tint – text) (1.10)
Qinf = 028*1*3*86*15*(20+42)=672 Вт
где Ln – нормативный воздухообмен принимаемый:
- 3 м3ч на 1 м2 жилой площади для жилых помещений общей площадью квартиры на 1 человека менее 20 м2;
Fс– площадь пола м2;
сv– удельная теплоёмкость воздуха [принимается равной 10 кДж(кг·ºС)];
γext–удельный вес наружного воздуха кгм3
γ=353(273+text) (1.11)
Бытовые теплопоступления Qint в жилых зданиях рассчитываются для помещений кухонь и жилых комнат по формуле
Qint = qint·Fc (1.12)
где qint – величина бытовых тепловыделений на 1 м2 площади жилых помещений Втм2 принимаемая для:
- других жилых зданий – в зависимости от расчетной заселенности квартиры по интерполяции величины qint между 17 и 10 Втм2 принимаем 15.
Требуемая мощность системы отопленияопределяется на основе уравнения теплового баланса для каждого из отапливаемых помещений:
Qhy= ΣQh + Qinf – Qint (1.13)
Qhy=453+672-129=996 Вт
где ΣQh – суммарные теплопотери через ограждающие конструкции рассчитываемого помещения Вт;
Qint – бытовые теплопоступления Вт
Таблица 1.7 – Сводные результаты расчетов
Продолжение таблицы 1.7
2 Выбор схемы и конструирование системы отопления
Конструирование системы отопления включает:
- размещение отопительных приборов;
- размещение стояков системы отопления;
- трассировку магистральных трубопроводов и присоединение их к индивидуальному тепловому пункту (ИТП).
Тип системы отопления и отопительных приборов схема движения теплоносителя и магистральных трубопроводов принимаются в соответствии с заданием.
Отопительные приборы рекомендуется устанавливать открыто у наружных стен в первую очередь под оконными проёмами на расстоянии не менее 60 мм от чистого пола и 25 мм от поверхности стены. На лестничных клетках отопительные приборы устанавливаются в нижней части лестничной клетки около входной двери за тамбуром. Не допускается устанавливать отопительные приборы в отсеках входных тамбуров имеющих одинарные входные двери. Подводки к отопительным приборам прокладываются открыто горизонтально при длине до 1 м и с уклоном при большей длине (не рекомендуется устраивать подводки длиной более 15 м). Уклон подающей подводки – в сторону прибора обратной – в сторону стояка.
У каждого отопительного прибора следует предусматривать терморегулятор на подающей подводке и шаровый кран на обратной подводке.
Отопительные приборы верхнего этажа в системах с нижней разводкой следует оборудовать краном Маевского (для удаления воздуха). У отопительных приборов лестничной клетки регулирующие краны допускается не устанавливать.
Стояки системы отопления (для вертикальных систем отопления) располагаются открыто на расстоянии 15–20 мм от поверхности стены. Рекомендуется размещать стояки в углах образуемых наружными стенами. На лестничных клетках устанавливаются отдельные стояки с присоединением отопительных приборов по проточной нерегулируемой схеме. При числе этажей в здании более трёх на каждом стояке в верхней и нижней его части (на расстоянии 100 мм от магистрального трубопровода) устанавливаются проходные краны (или вентили) и тройники со сливными кранами (для отключения и спуска воды из стояка). На стояках лестничных клеток отключающие устройства устанавливаются независимо от числа этажей.
Результатом данного раздела курсовой работы является разработка планов чердака подвала (при необходимости плана подпольных каналов) пространственной схемы системы отопления.
Магистральные трубопроводы прокладываются открыто по стенам здания на кронштейнах на расстоянии не менее 100 мм от стены. Участки магистральных трубопроводов и стояков проходящих в неотапливаемых помещениях покрываются тепловой изоляцией. На чердаках при скатной кровле магистральные трубопроводы прокладываются с отступом от наружных стен на 1400–1500 мм. Главный стояк системы отопления при верхней разводке прокладывается на лестничной клетке.
Трассировка магистральных трубопроводов показывается на плане подвала (или плане подпольных каналов при полах по грунту) и плане чердака.
Подающие и обратные магистральные трубопроводы прокладываются с учётом принятой схемы движения теплоносителя. При этом каждая из ветвей системы отопления должна иметь примерно одинаковую тепловую нагрузку. Каждая ветвь оборудуется задвижками или вентилями (для возможности его отключения) и спускными кранами в нижних точках системы отопления вблизи ИТП (для слива воды). Магистральные трубопроводы прокладываются с уклоном не менее 0003 обеспечивающим удаление воздуха и опорожнение системы. При верхнем расположении подающей магистрали в конце каждой ветви перед последним стояком устанавливаются проточные воздухосборники для удаления воздуха из системы.
Индивидуальный тепловой пункт (ИТП) располагается в подвале или на первом этаже здания. Узел управления системой отопления размещается таким образом чтобы обеспечивалось минимальное число поворотов трубопроводов. Отдельные элементы узла управления включая котел могут крепиться на кронштейнах к несущим стенам подвала на высоте удобной для обслуживания запорно-регулирующей арматуры.
После решения задачи размещения основных элементов системы отопления прорабатываются планы этажей чердака подвала (или подпольных каналов) здания пространственная схема системы отопления.
3 Расчет отопительных приборов
- расчётные параметры теплоносителя (tгор и tох – соответственно температура теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах);
Для расчета оптимальных показателей могут быть использованы специальные графики и таблицы в которых определены нормы в зависимости от сезона:
- при -40 °С за окном для всех приборов отопления ставят максимально допустимые значения. На подаче это – 95 °С а на обратке – 70 °С.
- тип проектируемой системы отопления
- теплотехнические отопительных приборов и труб отопления.
Расчет отопительных приборов заключается в определении площади поверхности и соответствующего типоразмера отопительных приборов в каждом из отапливаемых помещений. Требуемая площадь поверхности отопительных приборов рассчитывается по формуле:
где Qhy – требуемое от системы отопления количество теплоты подаваемой в отапливаемое помещение Вт (принимается по результатам расчета сводных теплопотерь для каждого помещения);
Qтр – количество теплоты поступающей в помещение от открыто проложенных трубопроводов Вт;
2 – коэффициенты принимаемые (1=102; 2=102);
qпр – расчетная плотность теплового потока Втм2.
Величина Qтр рассчитывается по формуле:
Qтр= q ггор · l ггор + q вгор · l вгор (2.2)
Qтр=4145*84+287*65=55741 Вт
где q ггор q вгор – удельная теплоотдача 1 пог.м горизонтальных и вертикальных участков трубопроводов системы отопления (для подающих трубопроводов) Втм; l ггор l вгор – соответственно длины различных участков трубопроводов м.
где qном – номинальная плотность теплового потока отопительного прибора Втм2 определяется по справочным данным отопительных приборов соответствующего производства; n p c – коэффициенты равные n=05; p=002; c=093;
tср – температурный напор определяемый по формуле
здесь tгор и tох – соответственно температура теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах (по заданию) ºС;
G – расход воды через отопительный период кгч определяемый по формуле:
где сw – удельная теплоемкость воды принимаемая равной 4187 кДж(кг·ºС).
По расчетной площади Fпр подбирается соответствующий типоразмер отопительного прибора (конвектора или панельного радиатора).
Если к установке приняты чугунные или алюминиевые секционные радиаторы то количество секций N определяется по формуле
где f1с – площадь одной секции радиатора м2 принимается по справочным или паспортным данным на соответствующий отопительный прибор равна 05; 3 – коэффициент учета числа секций в одном приборе равен 1; 4 – коэффициент учета способа установки радиатора в помещении равен 102. Округление полученного значения всегда осуществляется в большую сторону.
Результаты расчета отопительных приборов сводятся в таблицу 1.8.
Таблица 1.8 - Таблица расчета отопительных приборов
Общее количество секций по зданию
4 Гидравлический расчет системы отопления
Целью гидравлического расчета системы водяного отопления является определение диаметров трубопроводов на всех участках системы отопления обеспечивающих подвод к каждому отопительному прибору требуемого количества теплоносителя. При этом гидравлическое сопротивление системы отопления должно быть согласовано с располагаемым циркуляционным давлением.
Гидравлический расчет системы отопления выполняется по пространственной схеме системы отопления (рекомендуется фронтальная изометрия в масштабе 1:100) на которой показываются:
- расположение отопительных приборов магистральных трубопроводов стояков ИТП запорно-регулировочной арматуры;
- тепловая нагрузка каждого отопительного прибора каждого стояка ответвления и всей системы отопления в целом Qот.
По схеме определяется положение главного циркуляционного кольца (ГЦК). В двухтрубных системах водяного отопления с тупиковой схемой движения теплоносителя ГЦК располагается в наиболее нагруженной ветви системы отопления и проходит через нижний отопительный прибор наиболее удаленного стояка. В системах с попутной схемой движения теплоносителя ГЦК проходит через нижний отопительный прибор одного из средних наиболее нагруженных стояков.
Гидравлический расчет выполняется в следующей последовательности:
4.1 Определение расчетного циркуляционного давления:
ΔPрц=ΔPсо+Е(ΔPе+ΔPтр) (2.15)
ΔPрц=101325+04*(1303+25)=1018562 Па
где ΔPсо – насосное давление Па;
ΔPсо=101325 Па (насосная станция ESPA Tecnoself 15 3M Pressdrive R)
Е – коэффициент учета естественного циркуляционного давления (в двухтрубных системах водяного отопления Е=04 в однотрубных Е=10);
ΔPе – естественное циркуляционное давление возникающее в результате охлаждения воды в отопительных приборах Па
ΔPе = h g (ρо – ρг) (2.16)
ΔPе=8852*981*(978-963)=1303 Па
здесь h – расстояние от центра отопительного прибора до центра элеватора в тепловом пункте м;
ρо ρг – плотность воды в обратном и подающем трубопроводах соответственно кгм3 (в расчетах принимается ρг=963 кгм3 при tг=95 ºС и ρо=978 кгм3 при tо=70 ºС);
ΔPтр – естественное циркуляционное давление возникающее в результате охлаждения воды в трубопроводах системы отопления.
4.2 Разбивка ГЦК на расчетные участки
Производится разбивка ГЦК на расчетные участки (за расчетный участок принимается отрезок трубопровода с неизменным расходом теплоносителя). При этом на полках-выносках указываются номер участка его тепловая нагрузка Qуч и длина lуч.
Рассчитывается суммарная длина всех участков Σlгцк.
4.3 Определение среднего значения потерь давления
где k – коэффициент учитывающий долю потерь давления на местные сопротивления от общей величины циркуляционного давления (k= 035 для систем с искусственной циркуляцией k = 05 для систем с естественной циркуляцией).
4.4 Определение расхода воды на расчетных участках
где 1 2 – коэффициенты 1=102;2=102.
На основании полученных значений Qуч Gуч lуч заполняются соответствующие графы таблицы гидравлического расчета (прил. 4).
4.5 Подбор диаметров трубопроводов
Для каждого участка подбираются диаметры трубопроводов по таблицам гидравлического расчета трубопроводов систем водяного отопления ориентируясь по Rср и Gуч. При этом в расчетную таблицу записываются соответствующие значения скорости движения воды на участке W и удельные потери давления на трение R. Подбор диаметров трубопроводов осуществляется в соответствии с выпускаемым сортаментом труб. В соответствии с полученными значениями R W рассчитываются потери давления на трение Rl и в местных сопротивлениях Z.
где Σ – сумма коэффициентов местных сопротивлений на данном расчетном участке;
ρ – плотность теплоносителя на данном участке кгм3.
4.6 Суммарные потери на трение
Определяются суммарные потери давления на трение и в местных сопротивлениях по каждому участку и в целом по ГЦК Σ(Rl + Z).
(Rl + Z)=38*7015+211=47757 Па
Если выполняется условие
Σ(Rl + Z)ГЦК = (09 095)ΔPрц (2.20)
то подбор диаметров трубопроводов по ГЦК считается выполненным правильно. Если условие не выполняется то изменяют диаметры трубопроводов на отдельных участках (в первую очередь на тех участках где Rсущественно отличается от Rср) добиваясь выполнения условия.
4.7 Увязка потерь на трение
Производится увязка потерь давлений всех остальных циркуляционных колец системы отопления (ответвлений стояков) с ГЦК.
Для этого каждое из «увязываемых» циркуляционных колец разбивается на отдельные участки для которых в соответствии с вышеизложенными положениями рассчитываются Gуч d W Rl Z. Подбором диаметров трубопроводов добиваются равенства потерь давления Σ(Rl+Z) между общими участками ГЦК и рассчитываемого циркуляционного кольца. При этом допускается невязка в размере 15% – при тупиковой схеме движения воды 5% – при попутной схеме движения теплоносителя. Результаты расчетов всех циркуляционных колец заносятся в таблицу.
В ходе курсового проекта была выбрана и спроектирована двухтрубная система отопления с искусственной циркуляцией двухэтажного жилого дома площадью 2343 м2.
При выборе системы отопления были учтены архитектурно-строительные (конструкции полов наружных стен чердачного перекрытия наружных дверей и окон) монтажные санитарно-гигиенические эксплуатационные требования. Также были выбраны отопительные приборы – радиаторы алюминиевые со схемой присоединения снизу-вниз и произведен их расчет. По итогам расчета общее количество секций по зданию составило 170. В результате можно сказать что запроектированная система отопления обеспечивает нормируемые условия микроклимата в здании в соответствии с ГОСТ 30494-2011.
Соснин Ю.П. Отопление и горячее водоснабжение индивидуального дома Ю.П. Соснин Е.Н. Бухаркин; Стройиздат 1981. – 385с.
Артюшенко Н.М. Водяное отопление индивидуальных домов Н.М. Артюшенко; Издательство «Будiвельник» 1980.- 64с.
Михайлов Ф.С. Отопление и основы вентиляции Ф.С. Михайлов; Стройиздат 1972. – 416с.
Сибикин Ю.Д. Отопление вентиляция и кондиционирование воздуха Ю.Д. Сибикин; Издательский центр «Академия» 2015. – 327с.
ГОСТ 34059-2017. Инженерные сети зданий и сооружений внутренние. Устройство систем отопления горячего и холодного водоснабжения. - Москва: Стандартинформ 2018.-30с.
СП 60.13330.2016. Отопление вентиляция и кондиционирование воздуха. Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003 (с Изменением N 1). - Москва: Стандартинформ 2017. - 95с. Список используемых источников
Легаев А.И. Методические рекомендации по выполнению курсового проекта А.И. Легаев; Издательство АлтГТУ 2018.- 61с.
up Наверх