Автор работы: Пользователь скрыл имя, 20 Сентября 2013 в 08:19, курсовая работа
Отопление необходимо для поддержания благоприятной и работоспособной температуры в помещении, а также компенсировать теплопотери ограждающих конструкций. Вентиляция же позволяет обеспечивать необходимый объем воздуха в помещении, выводить из воздуха вредные вещества, образующиеся в результате жизнедеятельности человека
Расчет систем отопления заключается в определении соответственно диаметров трубопроводов, их размещении и необходимого количества устанавливаемых отопительных приборов. Расчет вентиляции, заключается в определении сечения каналов воздуховодов и жалюзийных решеток.
Введение 3
1. Расчет наружных ограждений 4
1.1. Теплотехнический расчет наружных ограждений 4
1.1.1. Наружная стена 6
1.1.2. Бесчердачное перекрытие 7
1.1.3. Подвальное перекрытие 9
1.1.4 Расчет термического сопротивления многопустотной железобетонной плиты подвального и чердачного перекрытия 10
1.2. Проверка конструкций ограждений на конденсацию 12
водяных паров на их внутренней поверхности 12
1.2.1. Проверка наружной стены на конденсацию водяных паров в углу помещения 13
2. Расчет тепловой мощности системы отопления. 13
2.1. Уравнение теплового баланса 14
2.1.1. Расход теплоты на нагревание воздуха, инфильтрующегося через окна трехэтажного здания 16
2.1.2. Определение потери теплоты для жилой угловой комнаты № 101 17
2.1.3 Определение потерь теплоты для лестничной клетки 18
2.1.4 Определение удельной тепловой характеристики здания 26
3. Гидравлический расчет системы отопления 27
3.1. Гидравлический расчет системы отопления 27
3.1.1. Гидравлический расчет трубопроводов методом
удельной потери давления на трение 29
3.2. Расчет индивидуального теплового пункта 30
3.2.1. Расчет и подбор индивидуального теплового пункта 31
4. Определение площади поверхности и числа элементов
отопительных приборов 32
4.1. Определение площади поверхности и числа элементов
отопительных приборов 33
5. Проектирование и расчет вентиляции. 35
5.1. Определение сечения каналов и жалюзийных решеток системы естественной вентиляции, обслуживающих кухни, секции трехэтажного жилого дома 35
Заключение 39
Библиографический список 40
Система отопления присоединена к тепловой сети через элеватор. Располагаемое давление в тепловой сети на вводе в здание = 67 кПа. Температура воды в подающей магистрали - = 150 °С , в обратной - = 70 °С.
Определим коэффициент смешения по формуле (31)
2,2.
Определим давление, создаваемое элеватором по формуле (30)
7593 Па.
Определим естественное циркуляционное давление по формуле (32)
265 Па.
Определим расчетное располагаемое давление для системы отопления по формуле (29)
7858 Па.
Определим среднее значение удельной линейной потери давления на трение в основном циркуляционном кольце по формуле (33)
66,2 Па/м.
Дальнейший расчет сводится в табл.2.
Таблица 2
Гидравлический расчет трубопроводов системы водяного отопления
Номер участка |
Тепловая нагрузка Q,Вт |
Расход теплонос ителя G,кг/ч |
Длина участка l,мм |
Диаметр, d, мм |
Скорость воды V, м/с |
Удельные потери на трение R, Па/м |
Потери давления на трение Rl,Па |
Сумма коэф. Местных сопротивлений, ∑ζ |
Динамическое давление Рдин,Па |
Потери давления в местных сопротивлениях Z, Па |
Сумарные потнри Rl+Z,Па |
1 |
52958,6 |
1891 |
3,8 |
40 |
0,38 |
56 |
213 |
2,5 |
70 |
175 |
388 |
2 |
28574,8 |
1020 |
6,8 |
25 |
0,5 |
150 |
1020 |
1,5 |
121,3 |
182 |
1202 |
3 |
18890,1 |
674 |
1,0 |
25 |
0,31 |
65 |
65 |
1,5 |
466 |
70 |
135 |
4 |
12959,9 |
463 |
7,2 |
25 |
0,21 |
32 |
230 |
1 |
21,4 |
21 |
251 |
5 |
7530,2 |
269 |
6,5 |
20 |
0,2 |
40 |
260 |
1 |
19,4 |
19 |
279 |
6 |
5312,7 |
190 |
5,9 |
15 |
0,25 |
95 |
561 |
6 |
30,3 |
182 |
743 |
7 |
3434,5 |
123 |
3,0 |
15 |
0,16 |
40 |
120 |
2 |
12,4 |
25 |
145 |
8 |
1991,5 |
71 |
3,0 |
15 |
0,096 |
15 |
45 |
2 |
4,5 |
9 |
54 |
9 |
995,75 |
36 |
1,4 |
15 |
0,05 |
3,2 |
4,5 |
6,5 |
1,2 |
8 |
12,5 |
10 |
995,75 |
36 |
1,4 |
15 |
0,05 |
3,2 |
4,5 |
2,5 |
1,2 |
3 |
7,5 |
11 |
1991,5 |
71 |
3,0 |
15 |
0,96 |
15 |
45 |
2 |
4,5 |
9 |
54 |
12 |
3434,5 |
123 |
3,0 |
15 |
0,16 |
40 |
120 |
2 |
12,4 |
25 |
145 |
13 |
5312,7 |
190 |
5,9 |
15 |
0,25 |
95 |
561 |
6 |
30,3 |
182 |
743 |
14 |
7530,2 |
269 |
6,5 |
20 |
0,2 |
40 |
260 |
1 |
19,4 |
19 |
279 |
15 |
12959,9 |
463 |
7,2 |
20 |
0,35 |
112 |
806 |
1 |
59,4 |
59 |
865 |
16 |
18890,1 |
674 |
1,0 |
20 |
0,31 |
240 |
240 |
1,5 |
46,6 |
70 |
310 |
17 |
28574,8 |
1020 |
6,8 |
25 |
0,5 |
150 |
1013 |
1,5 |
111,7 |
168 |
1181 |
18 |
52958,6 |
1891 |
3,8 |
40 |
0,38 |
56 |
213 |
2,5 |
70 |
175 |
388 |
∑l= |
77.2 |
∑(Rl+Z)= |
7182 | ||||||||
Коэффициенты местных сопротивлений (графа 9, табл. 2), принятые по [6, прил. 5], приведены в табл. 3. В графу 10 табл. 2 заносим значение PДИН, принимаемое по [6, прил. 7] при соответствующей скорости движения теплоносителя на каждом участке.
Таблица 3
Местные сопротивления и их коэффициенты на участках
основного циркуляционного кольца
Номер участка |
Диаметр d, мм |
Наименование местных сопротивлений |
Коэффициенты местных сопротивлений |
Сумма Коэффициентов местных сопротивлений |
1 |
32 |
Задвижка, два отвода |
0,5 1 .2=2 |
2,5 |
2 |
32 |
Тройник на ответвлении |
1,5 |
1,5 |
3 |
20 |
Тройник на ответвлении |
1,5 |
1,5 |
4 |
20 |
Тройник на проходе |
1 |
1 |
5 |
20 |
Тройник на проходе |
1 |
1 |
6 |
20 |
Тройник на проходе, 1 отвод, кран проходной |
1 1 4 |
6 |
7 |
Крестовина на проходе |
2 |
2 | |
8 |
15 |
Крестовина на проходе |
2 |
2 |
9 |
15 |
Тройник на ответвлении, кран двойной регулировки, ½ радиатора |
1,5 4 1 |
6,5 |
10 |
15 |
½ радиатора, Тройник на ответвление, |
1 1,5 |
2,5 |
11 |
15 |
Крестовина на проходе |
2 |
2 |
12 |
15 |
Крестовина на проходе |
2 |
2 |
13 |
20 |
1 отвод, кран проходной, Тройник на проходе |
1 4 1 |
6 |
14 |
20 |
Тройник на проходе |
1 |
1 |
15 |
20 |
Тройник на проходе |
1 |
1 |
16 |
20 |
Тройник на ответвлении |
1,5 |
1,5 |
17 |
32 |
Тройник на ответвлении |
1,5 |
1,5 |
18 |
32 |
2 отвода, Задвижка |
2 0,5 |
2,5 |
Определим запас расчетного давления по формуле (36)
8,6 %, что допустимо.
Расчет ИТП сводится к определению диаметра горловины элеватора, в мм, по выражению (37) для его подбора по серийным данным [8, табл. VI.12], вычислению диаметра сопла элеватора, мм, по соотношению (38)
, (37)
где - расход воды в системе отопления, определяемый по формуле (26), кг/ч; - общие потери давления в основном циркуляционном кольце, Па.
, (38)
где u – коэффициент смешения, вычисляемы по формуле (31).
Требуется подобрать элеватор для следующих условий: расчетная тепловая нагрузка системы отопления Вт; температура воды в тепловой сети составляет = 150 °С, = 70 °С; параметры воды в системе отопления - = 95 °С, = 70 °С; разность давления в тепловой сети = 60 кПа; теплоемкость воды c = 4,2 кДж/(кг·°С).
Определим расход воды в
системе отопления и коэффициен
1891 кг/ч;
2,2.
Определим давление, создаваемое элеватором, по формуле (30)
7593 Па.
Определим расход воды, подаваемой в систему отопления из тепловой сети, по формуле (28)
567 кг/ч.
Расход воды, подмешиваемой GПОД из обратной магистрали системы отопления в элеватор, составляет
кг/ч.
Определим диаметр горловины элеватора по формуле (37)
13,05 мм.
По [8, табл. VI.12] принимаем
к установке стандартный
Определим диаметр сопла элеватора по формуле (38)
мм.
Для расчета площади
поверхности отопительных приборов
прежде всего необходимо определить
номинальную плотность
Значение номинальной плотности теплового потока чугунных секционных радиаторов приводятся в [6, табл. 8.1].
Располагая величиной , можно определить расчетную плотность теплового потока отопительного прибора , Вт/м2, для условий работы, отличных от стандартных, при теплоносителе - воде по формуле
, (39)
где - номинальная плотность теплового потока отопительного прибора при стандартных условиях работы, Вт/м2, принимаемый по [6, табл. 8.1]; - действительный расход воды в отопительном приборе, кг/с; п, р - экспериментальные значения показателей степени по [6, табл. 8.1]; - средний температурный напор, равный
, (40)
где , , – температуры, соответственно, теплоносителя на входе и выходе из отопительного прибора, а так же воздуха, °С.
Расчетная площадь отопительного прибора, в м2, определяется по формуле
,
где - теплопотребность помещения, равная его теплопотерям за вычетом теплопоступлений, Вт; - суммарная теплоотдача открыто проложенных в пределах помещения стояков, подводок, к которым непосредственно присоединен прибор (коэффициент 0,9 учитывает долю теплового тока от теплопроводов, полезную для поддержания температуры воздуха в помещении), Вт.
Суммарную теплоотдачу теплопроводов для практических задач можно найти по упрощенной формуле
,
где и – теплоотдачи 1 м вертикально и горизонтально проложенных труб, Вт/м, определяемые по [7, табл. II.22] исходя из разности температур теплоносителя и воздуха помещения , , – длина вертикальных и горизонтальных открыто проложенных теплопроводов в пределах помещения, м.
Расчетное число секций чугунных радиаторов вычисляют из соотношения
,
где f1 - площадь поверхности нагрева одной секции, м2, зависящая от типа радиатора, принятого к установке в помещении по [6, табл. 8.1]; - коэффициент, учитывающий способ установки радиатора в помещении, при открытой установке = 1,0; - коэффициент, учитывающий число секций в одном радиаторе и принимаемый для радиаторов типа МС-140 равным: при числе секций от 3 до 15 - 1, от 16 до 20 - 0,98, от 21 до 25 - 0,96, а для остальных чугунных радиаторов вычисляется по формуле
,
Поскольку расчетное число секций по формуле (43) редко получается целым, то его приходится округлять для получения числа секций , принимаемых к установке. При этом допускают уменьшение теплового потока более чем на 5 % (но не более чем на 60 Вт). Как правило к установке принимают ближайшее большее число секций радиатора.
Требуется определить число секций чугунного радиатора типа МС-140-108, установленного на первом этаже 101 комнаты (см. приложение 1) у наружной стены без ниши под подоконником на расстоянии от него 50 мм, в помещении высотой 2,7 м при QОТ =1878,2 Вт при tВ = 22 °C.
Радиаторы присоединены к двухтрубному стояку системы отопления с нижней разводкой при = 95 °С и = 70 °С. В помещении установлено два отопительных прибора с тепловой нагрузкой QОТ =1878,2 Вт
Охлаждение воды в подающей магистрали не учитываем.
Температурный напор, т.е. разность средней температуры воды в отопительном приборе и температуры окружающего воздуха, определяемый по формуле (40) составляет
.
Плотность теплового потока радиатора МС-140-108 при = 35,5 кг/ч, вычисленного по формуле (28), находим по формуле (39)
730 Вт/м².
Теплоотдачу трубопроводов определяют по формуле (42): и находят по [7, табл. II.22]; , измеряют по плану.
246,2 Вт.
Определим расчетное число секций радиатора по формуле (41)
= 2,42 м2
Определим расчётное число секций по формуле (43)
9,9 шт.
К установке принимаем прибор, состоящий из 10 секций.
Результаты расчета сводятся таблице 4.
Таблица 4
Расчет чугунных радиаторов МС-140-108
Номер помещения |
Тепловая мощность,Qпот, Вт |
Температуры воздуха; теплоосителя на входе, выходе, и средний температурный напор,0C |
Gпр,кг/ч |
qпр, Вт/м2 |
Поправочные коэффициенты |
Qтр, Вт |
Ар, м2 |
Число секций радиатора | |||||
tв |
tвх |
tвых |
∆tср |
β3 |
β4 |
Np |
Nуст | ||||||
117 |
1878,2 |
22 |
95 |
70 |
60.5 |
33,5 |
730 |
1 |
1 |
472,1 |
1,99 |
8,16 |
9 |
217 |
1443 |
22 |
95 |
70 |
60.5 |
25,7 |
728 |
1 |
1 |
472,1 |
1,39 |
5,7 |
6 |
317 |
1991,5 |
22 |
95 |
70 |
60.5 |
35,5 |
733 |
1 |
1 |
246,2 |
2,42 |
9,9 |
10 |