Отопление гражданского здания

 

Министерство Образования Российской Федерации

Московский Государственный Строительный Университет

 

Кафедра отопления и вентиляции

 

 

 

 

 

Курсовой проект

«Отопление гражданского здания»

 

 

 

 

 

Выполнил: студент ТГВ-IV-1

             Проверил:                     к. т. н

 

 

 

 

 

 

Москва 2010

 

Содержание

 

1. Исходные данные ________________________________________3

 

2. Выбор и обоснование системы отопления_____________________3

 

     3.  Тепловой пункт__________________________________________3

  3.1.Тепловая потребность на отопление здания____________________________3

   3.2.   Общий расход воды в системе  отопления _____________________________3

  3.3.   Конструкция  и состав теплового пункта ______________________________4

3.4.Расчет кожухотрубного  теплообменника._____________________________4

3.5.   Расчет  мембранного расширительного бака ____________________________5

3.6. Расчет грязевика ___________________________________________________5

3.7.   Гидравлический  расчет труб ИТП____________________________________ 5

   3.8.Расчет циркуляционного насоса _____________________________________6

 

4Центральное отопление _____________________________________6

   4.1Гидравлический расчет  труб системы отопления ________________________6

   4.2Тепловой расчет отопительных  приборов______________________________14

 

Список литературы _____________________________________________________16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Исходные данные

 

Объект строительства: Столовая для санаториев и домов отдыха на 500 мест

Район строительства: г.Владивосток

Число этажей: 2 этажа

Бесчердачное покрытие

Ориентация главного фасада - западная

Подвал отапливаемый

Пол неутепленный по грунту

Расчетная температура внутреннего воздуха в помещениях здания 160С

Средняя температура наиболее холодного месяца: t=-240С

Относительная влажность наружного воздуха для самого холодного месяца: jн=61%

Расчетная скорость ветра для холодного периода года: u=7,6 м/с

Барометрическое давление 1010 ГПа

 

2.Описание и обоснование системы  отопления.

 

Принимаем независимое присоединение системы отопления к тепловой сети, так как оно обладает наибольшей гидравлической и тепловой устойчивостью.

Для двухэтажного магазина бытовой химии выбираем двухтрубную систему отопления. В связи с тем, что у нас есть торговые залы, разбиваем систему отопления на две самостоятельные системы. Из-за отсутствия чердака выбираем систему с нижней разводкой. Для отопления торгового зала с ленточным остеклением применяем конвекторы с низкой высотой. Система отопления, проходящая через подсобные помещения и склады,  выбрана с попутным движением воды для снижения потерь давления из-за большого количества стояков.

Магистральные трубы проходят в подвале под потолком. Отопление подвального помещения происходит за счет обратной магистрали. Подающая магистраль изолирована по всей длине трубной изоляцией «Энергофлекс» толщиной 9мм. Уклон магистрального трубопровода составляет 0,003. Удаление воздуха производится автоматическимвоздухоотводчиком, устанавливаемом на верхней точке каждого стояка. Слив системы производится через спускные краны, расположенные в основаниях стояков и на коллекторах ИТП. Заполнение системы производится из обратной магистрали теплосети. В качестве запорной арматуры применяем кран шаровой Бологовского арматурного завода.

3.Тепловой пункт

 

3.1Тепловая потребность на отопление здания

 

Qзд=56495 Вт- из курсовой работы «Расчет микроклимата в помещении»

 

Qс=к* Qзд*β1*β2, где

 

К=1,03 – поправочный коэффициент, учитывающий (при определении тепловой мощности системы отопления в целом) дополнительные теплопотери, связанные с охлаждением теплоносителя в магистралях, проходящих в не отапливаемых помещениях при прокладке обоих магистралей в техподполье или подвале.

β1=1,04 – коэффициент учета дополнительного теплового потока устанавливаемых отопительных приборов за счет округления сверх расчетной величины, принимаемый по табл. 1, прил. 12 [2];

 

β2=1,02 – коэффициент учета расположения отопительных приборов около наружных ограждений по табл. 2, прил. 12 [2];

.

Qс=1,03*56495*1,04*1,02=61727,792 Вт

 

3.2 Общий расход воды в системе отопления

 

Gот=Qс/(с*(tг-tо)), где

 

tг=900С – температура воды в подающей трубе системы отопления;

 

tо=650С – температураводы в обратной трубе системы отопления;

 

с=4189 кДж/кг0С – удельная теплоемкость воды.

 

Gот= 61727,792/ 4189*(90-65)=0,59 кг/с

 

3.3.Конструкция и состав теплового  пункта

Конструкцией теплового пункта предусмотрены распределительный и сборный коллекторы теплосети (РКТС и СКТС) через которые греющая вода из теплосети подается наводоводянойкожухотрубный теплообменник.

Циркуляция теплоносителя в системе отопления здания осуществляется циркуляционным насосом (один рабочий и один резервный).Для экономии электроэнергии рационально применить насос с электронным регулированием частоты вращения электродвигателя.

 

3.4.Расчет кожухотрубного теплообменника.

 

Расход воды для системы отопления из теплосети

 

Gтс=Qс/(с*(Т1-Т2)), где

 

Т1- температура воды в подающей трубе тепловой сети;

 

Т2- температура воды в обратной трубе тепловой сети.

 

Gтс=61727,792/4189*(150-70)=0,18 кг/с

 

Gот > Gтс

 

Площадь трубок теплообменника

 

fтр.ор.=Gтс/(ρтс*Wтр.ор.), где

 

ρ – плотность жидкости;

Wтр.ор=1 м/с – скорость жидкости

 

fтр=0,18/(920*1)=0,00019 м2

 

Площадь межтрубочная

 

fтр.м=Gот/(ρ*Wм.тр.ор)=0,59/(970*1)=0,000608 м2

 

По «Справочнику проектировщика монтаж внутренних сантехсистем»  под ред.             Староверова выбираем теплообменник ОСТ 34-588-68  Z-26 при:

fтр= 0,00062 м2

fтр.м= 0,00116 м2

Площадь трубки длиной 2 м

Fо=0,37 м2

Эквивалентный диаметр dэкв.= 0,0161 м

Коэффициент А=0,926

Число трубок z = 4.

 

Уточняем скорости по формуле

 

Wтр=Gтс/(ρ*fтр)=0,18/(920*0,00019)=1,029 м/с

 

Wм.тр=Gот/(ρ*fтр.м)=0,59/(970*0,000608)=1,001 м/с

 

Коэффициент теплообмена для трубного пространства

 

αтр=(1630+21Тср-0,048Тср2)*Wтр0,8/dтр0,2, где

 

Тср=(Т1+ Т2)/2=(150+70)/2=1100С

 

dтр=0,014 м – внутренний диаметр трубок

 

αтр=(1630+21*110-0,048*1102)*1,0290,8/0,0140,2=3359,2*1,023/0,425 = 8085,792

 

Коэффициент теплообмена для межтрубного пространства

 

αтр.м=(1630+21tср-0,048tср2)*Wтр.м0,8/dэкв0,2, где

 

tср=(tп+tо)/2=(90+65)/2=77,50С

 

αтр.м=(1630+21*77,5-0,048*77,52)*1,0010,8/0,01610,2=2969,2*1,0007/0,437 = 6799,264

 

Действительный коэффициент теплопередачи

 

К=μ/(1/αтр.м+1/αтр.), где

 

μ=0,85 – коэффициент , учитывающий накипь и загрязнение.

 

К=0,85/(1/8085,792+1/6799,264)= 3269,23 Вт/м2К

 

Площадь поверхности теплообменника

 

F= Qс/К ∆tср, где

 

∆tср ==((150 – 90) – (70 – 65))/lg((150 - 90)/(70 – 65)) = 50,97 0С

 

F = 61727,792/3269,23*50,97=0,370 м2

 

Количество трубок в теплообменнике

n= F/ Fо = 0,370/0,37 = 1 шт.

 

Потери давления в теплообменнике

 

∆Рто=104А Wтр.м2n=104*0,926*1,0012*1=9278,52 Па

 

3.5 Расчет открытого расширительного  бака

 

Расширительный бак предназначен для компенсации изменений объема воды и ограничения гидравлического давлений в системе водяного отопления при тепловой мощности системы до 6 МВт.

 

Полезный объем расширительного бака определяем по формуле:

 

Vпол = k*Vc, где

 

k – коэффициент зависящий от расчетной температуры горячей воды в системе отопления, принимаем k = 24;

 

Vc – объем воды в системе отопления.

 

Vc = ( Vтр. + Vт/о + Vпр. )*Qсо., где

 

Vтр. – объем воды в трубах

Vт/о – объем воды в теплообменнике

Vпр. - объем воды в приборах

Qсо. – тепловая нагрузка системы отопления, Qco. = 0,5 MВт

 

Vc = (6,9 + 0,21 + 0,69)*0,5 = 3,9 л.

 

Vпол = 24*3,9 = 93,6 л.

 

По табл. 33.5 [ ] принимаем расширительный бак А16В041.000- 01  с полезным объемом 102 л. И вместимостью до переливного патрубка 150 л.

 

Технические характеристики бака:

 

Диаметр – 570 мм.

Высота – 765 мм.

Масса – 40 кг.

 

 

 

 

3.6. Расчет грязевика

Выбор грязевика производится по диаметру  магистрального трубопровода системы отопления, выходящего из теплообменника. Принимаем грязевик по данным СантехМонтажПроект dу=40, высотой H=159 мм, диаметром корпуса D=270 мм.

Скорость жидкости в грязевике

Wгр=G/ρ *H*D=0,59/920*0,159*0,27=0,014 м/с < 0,05м/с

 

3.7 Гидравлический расчет труб  ИТП

Таблица 2.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.2

 

 

 

3.8 Расчет циркуляционного насоса

∆Рцн=1,1(∆Ритп+∆Роцк+∆Рто),  где

∆Ритп=2280 Па – потери давления в трубах ИТП;

∆Роцк=16358 Па – потери давления в трубах ГЦК;

∆Рто=8508 Па – потери давления в теплообменнике.

∆Рцн=1,1(2280+17168+8508)=30733 Па

Выбираем циркуляционный насос«Грундфосс» тип UPS 32-50 с электродвигателем мощностью N=0,07 кВт.

 

 

4.Гидравлический расчет центрального  отопления.

 

4.1 Гидравлический расчет по  методу удельных линейных потерь  давления ГЦК и ВЦК.

Таблица 3.1

Ведомость КМС
№ участка	Наименование и характеристика КМС	ζ
1	выход из РК	1,6
	шаровой кран Ду 32	0,11
	отвод 90 Ду 32	0,5
	отвод 90 Ду 32	0,5
	∑ζ	2,71
2	шаровой кран Ду 25	0,12
	тройник на разделение потока G=675/1291=0,52	6
	отвод 90 Ду 25	0,5
	∑ζ	6,62
3	отвод 90 Ду 20	0,6
	тройник проходной G=500/675=0,74	0,93
	∑ζ	1,53
4	тройник но ответвл. Разд. Потока G=227/626=0,36	1,6
	шаровой кран Ду 20	0,13
	∑ζ	1,73
5	конвектор	7,5
	шаровой кран Ду 15	0,26
	шаровой кран Ду 15	0,26
	тройник но ответвл. Разд. Потока G=44/192=0,23	1,6
	тройник но ответвл. соед. Потока G=44/192=0,23	1,5
	∑ζ	11,12
6	шаровой кран Ду 15	0,26
	тройник но ответвл. соед. Потока G=192/368=0,52	1,5
	∑ζ	1,76
7	тройник проходной G=368/446=0,82	0,84
	∑ζ	0,84
8	отвод 90 Ду 20	0,6
	тройник проходной G=446/465=0,96	0,7
	отвод 90 Ду 20	0,6
	отвод 90 Ду 20	0,6
	∑ζ	2,5
9	тройник проходной G=465/572=0,81	0,87
	отвод 90 Ду 20	0,6
	∑ζ	1,47
10	тройник проходной G=572/675=0,85	0,81
	∑ζ	0,81
11	шаровой кран Ду25	0,12
	тройник на соед. Потока G=675/1291=0,53	4,9
	∑ζ	5,02
12	вход в СК	1,5
	отвод 90 Ду 32	0,5
	отвод 90 Ду 32	0,5
	∑ζ	2,5
13	тройник проходной G=149/192=0,78	0,9
	∑ζ	0,9
14	конвектор	7,5
	шаровой кран Ду 15	0,26
	шаровой кран Ду 15	0,26
	тройник но ответвл. Разд. Потока G=57/149=0,38	1,6
	тройник но ответвл. соед. Потока G=57/149=0,38	1,5
	∑ζ	11,12
15	тройник проходной G=149/192=0,78	0,9
	∑ζ	0,9
16	тройник проходной G=91/149=0,61	1,61
	конвектор	7,5
	шаровой кран Ду 15	0,26
	шаровой кран Ду 15	0,26
	отвод 90 Ду 15	0,8
	отвод 90 Ду 15	0,8
	тройник проходной G=91/149=0,61	1,61
	∑ζ	12,84
17	тройник на ответвление  разд потока G=175/675=0,3	1,6
	отвод 90 Ду 15	0,8
	∑ζ	2,4
18	конвектор	7,5
	шаровой кран Ду 15	0,26
	шаровой кран Ду 15	0,26
	тройник но ответвл. Разд. Потока G=39/175=0,22	1,6
	тройник на ответвл. соед. Потока G=39/175=0,22	1,5
	∑ζ	11,12
19	тройник но ответвл. соед. Потока G=175/675=0,26	1,5
	отвод 90 Ду 15	0,8
	∑ζ	2,3
20	конвектор	7,5
	шаровой кран Ду 15	0,26
	отвод 90 Ду 15	0,8
	тройник проходной G=137/175=0,78	0,9
	∑ζ	9,46
20а	шаровой кран Ду 15	0,26
	отвод 90 Ду 15	0,8
	тройник проходной G=137/175=0,78	0,9
	∑ζ	1,96
21	тройник проходной G=307/500=0,61	1,61
	∑ζ	1,61
22	тройник проходной G=229/307=0,74	0,93
	отвод 90 Ду 15	0,8
	отвод 90 Ду 15	0,8
	отвод 90 Ду 15	0,8
	∑ζ	3,33
23	тройник проходной G=210/229=0,91	0,76
	отвод 90 Ду 15	0,8
	∑ζ	1,56
24	тройник проходной G=102/210=0,48	2
	отвод 90 Ду 15	0,8
	∑ζ	2,8
25	тройник на  разд потока G=51/102=0,5	6,3
	тройник на соед. потока G=51/102=0,5	5
	конвектор	7,5
	шаровой кран Ду 15	0,26
	шаровой кран Ду 15	0,26
	∑ζ	19,32
26	тройник но ответвл. соед. Потока G=102/572=0,2	1,5
	∑ζ	1,5
	ГЦК-2
1	выход из РК	1,6
	шаровой кран Ду 40	0,11
	отвод 90 Ду 40	0,4
	отвод 90 Ду 40	0,4
	∑ζ	2,51
2	тройник проходной G=2519/2589=1	2
	∑ζ	2
3	тройник на разделение потока G=1264/2519=0,5	6,3
	0твод  90 Ду32	0,5
	0твод  90 Ду32	0,5
	0твод 90  Ду32	0,5
	∑ζ	7,8
4	тройник проходной G=744/1264=0,6	4,15
	отвод 90 Ду 25	0,5
	∑ζ	4,65
5	тройник проходной G=209/744=0,3	12,5
	отвод 90 Ду 15	0,8
	отвод 90 Ду 15	0,8
	отвод 90 Ду 15	0,8
	∑ζ	14,9
6	тройник на разделение потока G=98/209=0,5	6,3
	шаровой кран Ду 15	0,26
	∑ζ	6,56
7	конвектор	7,5
	шаровой кран Ду 15	0,26
	шаровой кран Ду 15	0,26
	тройник на Разд. Потока G=49/98=0,5	6,3
	тройник на  соед. Потока G=49/98=0,5	5
	∑ζ	19,32
8	шаровой кран Ду 15	0,26
	крестовина на проходе при слиянии потоков  G=0,5	3,6
	∑ζ	3,86
9	отвод 90 Ду 15	0,8
	отвод 90 Ду 15	0,8
	отвод 90 Ду 15	0,8
	отвод 90 Ду 15	0,8
	тройник проходной G=209/744=0,3	-2,66
	∑ζ	0,54
10	тройник проходной G=744/1264=0,6	2,3
	отвод 90 Ду 25	0,5
	∑ζ	2,8
11	тройник на слияние потока G=1264/2519=0,5	5
	0твод  90 Ду32	0,5
	0твод  90 Ду32	0,5
	0твод 90  Ду32	0,5
	∑ζ	6,5
12	тройник проходной G=2519/2589=1	1
	∑ζ	1
13	вход в СК	1,5
	отвод 90 Ду 40	0,4
	отвод 90 Ду 40	0,4
	∑ζ	2,3