Отопление вентиляция жилого дома курсовой проект
III. Задание к курсовому проекту
V. Гидравлический расчет системы водяного отопления
VI. Тепловой расчет отопительных приборов системы водяного отопления
VII. Подбор нерегулируемого водоструйного элеватора типа ВТИ Мосэнерго
VIII. Расчет естественной вентиляции
Список использованных источников
Таблица 1 Гидравлический расчёт
Таблица 2 Расчёт отопительных приборов
Таблица 3 Расчёт системы естественной вентиляции
Отоплением называют искусственное обогревание помещений здания с возмещением теплопотерь для поддержания в них температуры на заданном уровне, определенном условиями теплового комфорта для находящихся людей и требованиями протекающего технологического процесса.
Монтаж стационарной отопительной установки производится в процессе возведения здания, её элементы при проектировании увязываются со строительными конструкциями и сочетаются с планировкой и интерьером помещений. Вместе с тем отопление — один из видов технологического оборудования зданий.
Функционирование отопления характеризуется определенной периодичностью в течении года и изменчивостью использований мощности установки, зависящей, прежде всего, от метеорологических условий в холодное время года.
Состояние воздушной среды в помещениях в холодное время года определяется действием не только отопления, но и вентиляции. Отопление и вентиляция предназначены для поддержания в помещениях помимо необходимой температуру определенной влажности, подвижностью, давления, газового состава и чистоты воздуха. Отопление, вентиляция неотделимы, они совместно создают требуемые санитарно-гигенические условия, что способствует снижению числа заболеваний людей, улучшения их самочувствия, повышение производительности труда и качества.
При проектирование систем отопления необходимо обеспечить расчетную температуру и равномерное нагревание воздуха помещений, гидравлическую и тепловую устойчивость, взрывопожарную безопасность и доступность очистки и ремонта. Для жилых зданий необходимо принимать при температуре теплоносителя 950С двухтрубные и при 1050С однотрубные системы отопления с радиаторами и конвекторами. Для других зданий и помещений выбор систем отопления, отопительных приборов, вида теплоносителя и его температуры регламентируется [3, прил.11].
Системы отопления проектируются, как правило, однотрубные из унифицированных узлов и деталей. Вертикальные однотрубные системы обладают лучшей тепловой и гидравлической устойчивостью, чем двухтрубные.
Системы водяного отопления жилых многоэтажных зданий, как правило, присоединяют к тепловой сети ТЭЦ с устройством элеваторного узла или по нe-зависимой схеме с установкой водоподогревателя.
Стояки прокладывают открыто и располагают преимущественно у наружных стен на расстоянии 35мм от внутренней поверхности до оси труб при диаметре ≤35мм.
Конструкция стояков должна обеспечивать унификацию узлов и деталей. Для индустриализации процесса заготовки и уменьшения трудоемкости монтажных работ рекомендуется проектировать однотрубные стояки с односторонним присоединением отопительных приборов и подводками одинаковой длины (l≤500мм). При этом стояк однотрубной системы размещают на расстоянии 150мм от откоса оконного проема, а не по оси простенка, как при двухсторонних подводках и в двухтрубных системах отопления.
В угловых помещениях стояки рекомендуется размещать в углах наружных стен во избежание конденсации влаги на внутренней поверхности.
Тип стояка выбирается в зависимости от архитектурно-планировочного решений, разводки магистралей и требований к тепловому режиму помещений здания.
В зданиях 4 и более этажей однотрубные стояки изгибают в местах присоединения к подающей и обратной магистрали для компенсации линейный удлинений.
Конструкцию отопительных приборов необходимо выбирать в соответствии с характером и назначением отапливаемого помещений, здания и сооружений.
Отопительные приборы следует размещать, как правило, под световыми проемами в местах, доступных для осмотра, ремонта и очистки. Длина отопительного прибора должна быть не менее 75% длины светового поема, особенно в больницах, детских дошкольных учреждениях, школах. Если приборы под окнами разместись нельзя, то допускается их установка у наружных или внутренних стен, ближе к наружным. В угловых помещениях приборы необходимо размещать на обеих наружных стенах. При таком размещении движение восходящего теплового воздуха отопительных приборов препятствует образование ниспадающих холодных потоков от окон и холодных поверхностей стен и попаданию их в рабочую зону.
III. Задание к курсовому проекту
Рассчитать систему водяного отопления и вентиляции жилого 9-ти этажного здания.
1. Произвести гидравлический расчет системы отопления.
2. Произвести расчет отопительных приборов.
3. Рассчитать элеваторный узел ввода.
4. Рассчитать естественную вентиляцию.
- Температура наружного воздуха по параметрам Б= -36 [С].
- Отопительный период суток 280 [сут.].
- Средняя температура отопительного периода -9,5 [С].
- Располагаемая разность давления на вводе ∆pв=16900 [Па].
- Параметры те
ст. гр. СТ-01-2 Камалетдинов С. В.
ст. преподаватель кафедры ГиА Потапова Т. А.
1. Теплотехнический расчет наружных ограждений
2. Расчет потерь теплоты отапливаемых помещений
3. Описание системы отопления
4. Расчет элеваторного ввода
5. Гидравлический расчет трубопроводов системы отопления
6. Теплотехнический расчет отопительных приборов
7. Описание системы вентиляции
8. Аэродинамический расчет каналов естественной вытяжной вентиляции
Список использованных источников
В закрытых помещениях человек проводит до 80% времени. Поэтому для создания нормальных условий его жизнедеятельности необходимо поддерживать в этих помещениях строго определенный тепловой режим.
Тепловой режим в помещении, обеспечиваемый системой отопления, вентиляцией и кондиционирования воздуха, определяется в первую очередь теплотехническими и теплофизическими свойствами ограждающих конструкций. В связи с этим высокие требования предъявляются к выбору конструкции наружных ограждений, защищающих помещения от сложных климатических воздействий: резкого переохлаждения или перегрева, увлажнения, промерзания, паро — воздухопроницания.
В данном проекте необходимо изучить устройство и принципы расчета систем инженерного обеспечения зданий, ознакомиться с принципом действия и устройством основного технологического оборудования санитарно-технических систем. Кроме того нужно научиться увязывать системы теплоснабжения и вентиляции с архитектурно-планировочным и конструктивными решениями здания.
Теплотехнический расчет выполнен для наружной стены здания в соответствии со СНиП-3–-79*.
Внутренняя температура воздуха (tв)
Температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 (tн)
Температура отопительного периода (tот.пер.)
Продолжительность отопительного периода (zот.пер.)
Влажностный режим помещения
Максимальная скорость ветра за январь
Коэффициент теплопроводности λ, Вт/м 20 С
Коэффициент теплоусвоения S, Вт/м 20 С
Кирпич керамический пустотный
Утеплитель – жесткие и полужесткие минераловатные плиты
Кирпич сплошной глиняный обыкновенный
Требуемое термическое сопротивление ограждения, м 2 °С/Вт, определяем по формуле:
где tв — расчетная температура внутреннего воздуха в жилой комнате, С
tн — расчетная зимняя температура., °С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки
п. — коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху
∆t н — нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, 0 С
αв — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения, Вт/(м 2 °С)
Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП), 0 С·сут, определяем по формуле
zоп – продолжительность отопительного периода, сут
tоп – средняя температура отопительного периода, °С
ГСОП = (20+8,3)*219=6197,7 0 Ссут. (1.4)
Определяем приведённое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, , (м 20 С)/Вт, в зависимости от полученного значения ГСОП и типа здания или помещения.
Промежуточные значения определяем интерполяцией.
> — для дальнейших расчётов принимаем .
Толщина утепляющего слоя равна
Принимаем толщину утеплителя = 0,12 м
Находим фактическое термическое сопротивление наружной стены
> R : 4,22>3,56 , то стена удовлетворяет требованиям сопротивления теплопередаче.
Коэффициент теплопроводности принятого наружного ограждения стены k, Вт/(м 20 С), определяем из уравнения:
где — общее фактическое сопротивление теплопередаче, принимаемое по уравнению (4), (м 20 С)/Вт.
Находим требуемое термическое и фактическое сопротивление окон в зависимости от ГСОП:
Требуемое термическое сопротивление ограждения, м 2 °С/Вт, определяем по формуле:
где tв — расчетная температура внутреннего воздуха в жилой комнате, С
tн — расчетная зимняя температура., °С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки
Принимаем тип остекления: обычное стекло и однокамерный стеклопакет в раздельных переплетах из стекла с твердым селективным покрытием.
Результаты вычислений различных типов ограждений сводим в таблицу 3:
Теплофизические показатели ограждений
Основные потери теплоты Q, Вт, через ограждающие конструкции зданий определяем по формуле
k – коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м 20 С);
F – расчётная поверхность ограждающей конструкции,м 2 ;
tв – расчётная температура воздуха помещения, 0 С
tн – расчётная температура наружного воздуха, 0 С
n – коэффициент зависящий от положения наружной поверхности по отношению к наружному воздуху
Вычисление теплопотерь производим для каждого помещения здания отдельно.
Коэффициент добавок для наружных стен, окон, дверей, обращённых на:
для угловых помещений, имеющих две и более наружных стены, на каждую наружную стену, окно и наружную дверь добавляются β =0,05;
для двойных наружных дверей с тамбуром между ними β =0,27Н, где Н – высота от уровня земли до верха карниза вытяжной шахты.
Результаты вычислений заносим в таблицу 4
Ведомость расчёта тепло потерь через ограждающие конструкции
Расчёт потерь теплоты на нагрев инфильтрующегося воздуха проводим дифференцированно по этажам и для наружной двери по формулам:
где: С = 1 – удельная теплоёмкость воздуха;
А – коэффициент, учитывающий влияние встречного теплового потока; для окон с раздельными переплётами А=0,8; со спаренными переплётами А=1;
G – количество воздуха, поступающего путём инфильтрации через 1 м 2 окна, кг/м 2 ч, определяется по формуле 8
где: Ru – сопротивление воздухопроницания, м 2 (Па) 2/3 /кг
∆Р – разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхности окна, Па, определяется по формуле 9:
где: Н – высота устья вентиляционной шахты над поверхностью земли, м;
h – высота центра окна от поверхности земли, м;
рн,рв – плотность наружного и внутреннего воздуха, кг/м 3 , соответственно при tв и tн рассчитывается по формуле 10:
v – расчётная скорость ветра в январе, м/с
k=1 – коэффициент, учитывающий изменение скоростного потока в зависимости от высоты местности.
Для данного здания: рн = 353/273+(-39) = 1,51 кг/м 3
Для жилых комнат: рв = 353/273+20 = 1,2 кг/м 3 ;
Для кухонь: рв = 353/273+15 = 1,23 кг/м 3 ;
Для лестничной клетки: рв = 353/273+12 = 1,24 кг/м 3 .
∆Р=9,8(8,9-1,95)(1,5-1,20)+0,7·(5,9) 2 ·1,5·1 = 58,22 Па;
∆Р=9,8 (8,9-1,95)(1,5-1,23)+0,7· (5,9) 2 ·1,5·1 = 54,07 Па;
∆Р=9,8· 4,05 ·0,31+0,7 · (5,9) 2 · 1,5 ·1= 49,1 Па;
∆Р=9,8 ·4,05 ·0,25+0,7·(5,9) 2 ·1,5·1 = 46,72 Па;
∆Р=9,8 ·(8,9-1,15) · 0,27+36,8 =57,31 Па.
G = (58,22) 2/3 /0,38 = 39,52 кг/м 2 ч;
G = (54,07) 2/3 /0,38 = 37,6 кг/м 2 ч;
G = (49,1) 2/3 /0,38 = 35,3 кг/м 2 ч;
G = (46,72) 2/3 /0,38 = 34,1 кг/м 2 ч;
для окна: G = (51,485) 2/3 /0,38 = 36,42 кг/м 2 ч;
для наружной двери: G = (57,31) 2/3 /0,38 =39,1 кг/м 2 ч.
Бытовые теплопоступления определяем для помещений жилых комнат и кухонь в размере 21 Вт на 1 м 2 площади пола:
где: Fп – площадь пола помещения, м 2 .
Тепловые нагрузки на отопительные приборы определяем следующим образом:
для жилых комнат и кухонь:
Полученные данные заносим в таблицу 5
Ведомость потерь теплоты помещениями
Удельная тепловая характеристика здания определяем по формуле 15:
где: ∑Q – отопительная нагрузка на всё здание, Вт;
Vн – объём здания по наружному обмеру, без чердака, м 3 ;
tв – усреднённая температура внутреннего воздуха по помещениям здания, 0 С;
α – коэффициент, учитывающий влияние внешних климатических условий
По виду теплоносителя система отопления – водяная; по способу циркуляции – насосная; по месту расположения генератора – центральная. По способу создания циркуляции – система с искусственной циркуляцией; по схеме включения отопительного прибора в стояк – однотрубная; по направлению объединения отопительных приборов – вертикальная; по месту расположения подающей и обратной магистралей – система с верхней разводкой; по направлению движения теплоносителя в магистралях – тупиковая; по параметрам теплоносителя – высокотемпературная;
Система отопления состоит из следующих основных элементов: нагревательных приборов, магистральных теплопроводов, стояков, подводок, запорно-регулирующей арматуры.
Магистрали рекомендуется проектировать тупиковыми, как более экономичные по расходу труб, чем магистрали с попутным движением воды.
Уклоны магистральных трубопроводов предусматривают не менее 0,002.
Стояки прокладывают открыто и располагают преимущественно у наружных стен на расстоянии 35 мм от внутренней поверхности до оси труб при диаметре ≤ 32 мм. В угловых помещениях стояки размещают в углах наружных стен во избежание конденсации влаги на внутренней поверхности.
Проточные стояки без кранов для регулирования теплоотдачи отопительных приборов применяются в помещениях лестничных клеток.
Отопительные приборы размещают под световыми проёмами в местах, доступных для осмотра, ремонта и очистки. Длина отопительного прибора должна быть не менее 75% длины светового проёма.
Отопительные приборы в лестничных клетках размещают на первом этаже. Отопительные приборы нельзя размещать в отсеках тамбуров, имеющих наружные двери. Отопительные приборы лестничных клеток присоединяют к отдельным магистралям и стоякам систем отопления по однотрубной проточной схеме.
Присоединение труб к отопительным приборам – разностороннее.
Подача теплоносителя в отопительные приборы осуществляется сверху вниз.
Для подводок к приборам в однотрубных стояках применяют проходные краны .
В лестничных клетках краны у нагревательных приборов не устанавливают.
Для обеспечения пуска системы по частям и для отключения отдельных веток на ремонт на последних устанавливается запорная арматура – краны или вентили.
Тепловой ввод располагается обычно в подвале в центре его.
Количество воды, подаваемое элеватором в систему отопления определяют по формуле:
где: 3,6 – переводной коэффициент Вт в кДж;
Св = 4,2 кДж/кг 0 С – теплоёмкость воды;
t1, t2 – то же, что и в уравнении (17).
где: Т1 – температура воды на вводе теплосети, 0 С;
t1 – температура горячей воды в подающей магистрали системы отопления, 0 С;
t2 – температура воды в обратной магистрали системы отопления, 0 С.
Расчётное насосное давление в системе отопления составит:
где: Р1-Р2–перепад давления в подающей и обратной магистралях наружной тепловой сети, для небольших зданий принимаем Р1-Р2 = кПа.
Диаметр горловины элеватора:
диаметр горловины элеватора принимаем равным ближайшему стандартному значению d2=15
Целью гидравлического расчета является определение диаметров трубопроводов при заданной тепловой нагрузке и расчетном циркуляционном давлении, установленном для данной системы.
В двухтрубных системах водяного отопления главное циркуляционное кольцо проходит при тупиковой разводке магистралей – через нижний отопительный прибор наиболее нагруженного и удалённого от теплового центра стояка.
Определяем вспомогательную величину – среднее значение удельной потери давления от трения Rср, Па/м, на 1 м трубы:
где: β – коэффициент, учитывающий долю потери давления на местные сопротивления от общей величины расчётного циркуляционного давления; β=0,65 – для систем с искусственной циркуляцией;
∆рр –располагаемое давление в принятой системе отопления, Па;
∑l – общая длина расчётного циркуляционного кольца, м.
Определяем расход теплоносителя на участке:
где: Qуч – тепловая нагрузка участка, составленная из тепловых нагрузок отопительных приборов, обслуживаемых протекающей по участку водой, Вт;
С – теплоёмкость воды, кДж/(кг 0 К), С=4,2 кДж/(кг 0 К);
t2-t – перепад температур воды в системе, 0 С.
Определяем потери на преодоление трения:
где: R – удельные потери давления, Па/м;
l – длина участка трубопровода, м.
Потери давления на преодоление местных сопротивлений определяем по формуле:
где: ∑ξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений на данном участке трубопровода;
— динамическое давление воды на данном участке трубопровода, Па
Расчёт главного циркуляционного кольца заканчивается определением запаса давления ∆рзап, величина которого должна быть в пределах 5-10% от ∆рр.
Все данные, полученные при расчёте, заносим в таблицу 6
Ведомость гидравлического расчёта системы отопления
01 Апр 2019 admin 16