Теплоснабжение и вентиляция гражданского здания

 

 

 

Ro = 0,584 м² ºС/Вт

2. Расчет теплопотерь здания.

 

Расчет теплопотерь  здания или теплопритока производится через ограждения, разность температур воздуха по обе стороны которых  более 3 ºС. Теплопотери разделяются  на основные и дополнительные. Основные теплопотери находятся по формуле:

                                                                        А

Qосн= — ∙(tв-tн)∙n, Вт

                                                                        R

А-площадь ограждающих конструкций, м;

R- термическое сопротивление данной ограждающей конструкций ;

   tв- расчетная температура воздуха внутри помещения,

tн- расчетная температура наружного воздуха при расчете потерь теплоты через наружные ограждения ( температура наиболее холодной пятидневки –(-34ºС)) или температура воздуха более холодного помещения при расчете теплопотерь через внутренние ограждения, ºС    

n- поправочный коэффициент ( по табл. 3* СНиП I I-3-79*);

 

Полные теплопотери  определяются :

 Qполн= Qосн*(1+ΣВ) ,Вт

 

ΣВ- добавочные потери теплоты в долях от основных теплопотерь.

К добавочным потерям теплоты относятся следующие:

1. на ориентацию по сторонам света;
2. на продуваемость помещения с двумя наружными стенами и более;
3. на подогрев врывающегося воздуха.

Ограждающие конструкции обозначаются:

СН - стена  наружная;

СВ - стена  внутренняя;

ОО - окно с  одинарным остеклением;

ОД – окно с двойным остеклением;

ДД - дверь  двойная;

ДО – дверь  одинарная;

ПТ –потолок;

ПЛ – пол(перегородка)

. Результаты расчета заносятся в таблицу № 1.

 

При разности давления воздуха с одной и  с другой стороны ограждения через него может проникать воздух в направлении от большего давления к меньшему, т.е. в направлении от наружного воздуха в помещение. Такое явление называется инфильтрацией, и оно вызывает дополнительные теплопотери помещения.

Расход теплоты  для нагревания инфильтрующегося воздуха в помещениях жилых и общественных зданий при естественной вытяжной вентиляции находится так:

                           Qинф=0.28∙Ln∙g∙c∙ (tв-tн)

где Ln-расход удаляемого воздуха не компенсируемый прогретым приточным   воздухом, м/час; Ln=L∙F

L-удельный нормативный расход (3м/час на 1 м² пола);

F-площадь пола помещения ,  м²;

с- удельная теплоемкость воздуха , равная 1 кДж/кгºС;

g- плотность наружного воздуха, кг/м g=353/(273+ tн) = 1,49

tн- температура наружного воздуха, равная температуре наиболее холодной пятидневки 

(-34ºС);

     tв- расчетная температура воздуха в помещении , ºС

      Все расчеты сведены в таблицу  №2. 

3. Определение нагревательной поверхности отопительных приборов.

 

Принимается система отопления двухтрубная с нижней разводкой и искусственной циркуляцией теплоносителя от элеваторного узла. Теплоноситель - подогретая вода с параметрами в подающем теплопроводе t=145°C , в обратном t =70°C. . Подающий трубопровод располагается в помещении. Уклон труб не менее 2мм на погонный метр . Уклоны устраиваются в сторону сливных кранов . Отопительные стояки , подающий и отводящий трубопроводы расположены у наружных стен , вдоль внутренних стен . Расстояние до стен - 3 см . Для прокладки груб через стену применяем металлические гильзы . Нагревательные приборы устанавливаются под окнами , в исключительных случаях - у внутренних стен . Применяется односторонняя схема присоединения приборов к стояку. В качестве нагревательных приборов применяют радиаторы чугунные типа МС-140-108  4-секционные.

    1.Определяем Qтр –суммарную теплоотдачу открыто проложенных в пределах помещения стояков, подводок, к которым непосредственно присоединен прибор, а также трубопроводов:

                                            Qтр=gвlв+gгlг, Вт

    

    Где  gв ,gг – теплоотдача одного погонного метра вертикально и горизонтально проложенных труб ,Вт/м   

              lг,lв- длины вертикальных и горизонтальных трубопроводов в пределах помещения, м    

 gв= 75 Вт/м, gг=95 Вт/м ; lг=0.5 м, lв=Hпом-0.8 м=3,5-0.8=2.7 м

 

     2.Теплоотдача отопительного прибора  определяется по формуле:

Qпр= Q-0.9 Qтр, Вт

    Где Q-теплопотребность помещения, Вт (принимается по таблице №2 для рассчитываемого помещения).

 

     3.Действительный расход воды  в отопительном приборе:

Gпр=Qпр/(С(tr-to)), кг/с

 где С=4.190 Дж/кгºС – теплоемкость воды;

 tr,tо- температура воды на входе и выходе отопительного прибора, ºС;

tr= 145ºС    tо=70ºС

 

     4.Расчетная плотность теплового  потока отопительного прибора: 

    

qпр=qном(Δtср/70)¹⁺ⁿ (Gпр/0.1)^р∙ Спр ,Вт/м²

 

  где qном - номинальная плотность теплового потока отопительного прибора при стандартных условиях работы, Вт/м² (принимается по табл. 8 учебника Тихомирова)

Δtср=0.5(tr+to)-tв , ºС- температурный напор;

    n,р- экспериментальные значения показателей степени (принимается по табл. 8.1 учебника Тихомирова);

  Спр- коэффициент, учитывающий схему присоединения отопительного прибора и изменение показателя степени р в различных диапазонах расхода теплоносителя .

 

По табл. 8.1 учебника Тихомирова принимаем для МС-140-108:

 

qном=758 Вт/м²;n=0.3; р=0.02 ; Спр=1.039;

 

 

 

5.Расчетная  площадь отопительного прибора  определяется по формуле:

 

                                              Qпр

                                       Fp= —— β1∙β2 , м²

                                               qпр

 

где β1- коэффициент учета дополнительного теплового потока устанавливаемых отопительных приборов за счет округления сверх расчетной величины (по табл. 8.2 учебника Тихомирова);

      β2- коэффициент учета дополнительных потерь теплоты отопительными приборами у наружных ограждений (по табл. 8.3 учебника Тихомирова); 

 

 

3.1  Число  секций радиаторов.

 

Расчетное число секций чугунных радиаторов определяется по формуле:

                                                Fp∙ β4

                                       Np= ——— , шт

                                                ƒ1∙ β3

 

ƒ1- площадь поверхности одной секции, м²(по табл. 8.1 учебника Тихомирова);

для МС-140-108 ƒ1=0.244 м².

β3- коэффициент, учитывающий число секций в одном радиаторе и принимаемый для радиаторов типа МС-140 равным 1 при числе секций от 3 до 15

 β4- коэффициент, учитывающий способ установки радиатора в помещении по рис.8.13 учебник Тихомирова ); β4=1

Поскольку расчетное  число секций Np редко получается целым, то к установке принимаем ближайшее большее число секций радиатора.

Все вычисления заносятся в таблицу №3.

 

     

   

 

 3.2  Подбор элеватора.              

      

Водоструйный элеватор применяется  в местной системе отопления для понижения температуры воды в подающем трубопроводе до температуры, допустимой в системе. Понижение температуры происходит при смешении высокотемпературной воды с охлаждённой водой местной системы отопления.

Находим коэффициент смешения:

 

U=(τ₁-τ₀₁)/(τ₀₁-τ₂) , где:

 

U – коэффициент смешения;

τ₁ – температура воды в подающем трубопроводе при расчётной наружной температуре воздуха для проектного отопления, τ₁=145^оС;

τ₀₁–температура воды после смешения в элеваторе, поступившей в систему отопления, τ₀₁=95^оС;

τ₂ – температура воды в обратном теплопроводе, от системы отопления, τ₂=70^оС.

U =2.

 

Расход воды в системе отопления  рассчитываем по формуле:

G^U_do=3,6∙Q_omax/((τ₀₁-τ₂)∙c) , где:

G^U_do – расход воды в системе отопления, кг/ч;

с – удельная теплоёмкость воды:

с=4,187 кДж/кг ^оС ;

Qomax – тепловая мощность системы  отопления, Q_omax=28331,3 Вт;

τ₀₁ – температура воды после смешения в элеваторе, поступившей в систему отопления, τ₀₁=95^оС;

τ₂ – температура воды в обратном теплопроводе, от системы отопления, τ₂=70^оС.

     G^U_do=974,4 кг/ч .

 

 

Расход воды на отопление:

G_do=3,6∙Q_{o max}/((τ₁-τ₂)∙c) , где:

G_do – расход воды на отоплание, кг/ч;

с – удельная теплоёмкость воды:

с=4,187 кДж/кг ^оС ;

Q_omax – тепловая мощность системы отопления, Q_omax=28331,3 Вт;

τ₁ – температура воды в подающем трубопроводе при расчётной наружной температуре воздуха для проектного отопления, τ₁=145^оС;

τ₂ – температура воды в обратном теплопроводе, от системы отопления, τ₂=70^оС.

G_do=324,8 кг/ч .

 

Расход подмешиваемой воды в  элеваторе:

G^U=G^U_do-G_do ;

     G^U=649,6  кг/ч .

 

Диаметр горловины элеватора:

 

d_r=8,5∙⁴√((G_do/1000)²(1+U)²/H_o) ,где:

 

d_r – диаметр горловины элеватора, мм;

G_do – расход воды на отопление, кг/ч;

U – коэффициент смешения;

H_o–гидравлическое сопротивление системы отопления водяного сопла:

H_o=5 м;

 

d_r=5,6 мм .

 

 

Диаметр сопла элеватора:

d_c=9,6*⁴√((G_do/1000)²/H₁) , где:

d_c – диаметр сопла элеватора, мм;

G_do – расход воды на отопление, кг/ч;

H₁ – напор воды перед элеватором = 60 м.

 

d_c=1,96 мм.

 

В соответствии с высчитанными параметрами принимаем элеватор с параметрами:

№ элеватора	Диаметр смешивания dr, мм	Размеры, мм					Диаметр сопла dc, мм	Масса, кг
		L	I	D1	D2	h
1	15	360	70	145	145	130	3-8	8,3

 

 

 

4. Расчет вентиляции.

 

Количество удаляемого воздуха  из помещения определяется покак формуле:

 

Q_выт= N_выт∙V_пом , где:

 

N_выт – кратность, воздухообмена помещения. Принимается согласно нормам проектирования;

V_{пом –} внутренний объём помещения, м^З.

 

Площадь сечения воздуховодов находится  из выражения :

 

F = Q_выт/3600∙W, м² , где:

 

W - скорость движения воздуха в канале, принимаем равным 1м/с.

 

Определяем количество жалюзийных решёток и результаты сводим в таблицу №4