Расчёт системы водяного отопления 9-этажного жилого дома

К_усл = К_ок – К_ст           (11);

Определяем  величину: К_усл = 2,03. см. табл. 1 .

Расчёт теплопотерь сводится в  таблицу.

Табл.19.

Расчёт теплопотерь отдельных  помещений рекомендуется производить  по вертикали: 101, 102, 103.

3.2.Определение потерь  теплоты на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха через ограждающие конструкции помещений.

1.Расход теплоты Q, Вт, на нагревание инфильтрующегося воздуха определяют дважды: Q_и - расход теплоты на нагревание наружного воздуха, проникающего через щели и неплотности в ограждающих конструкциях, и Q_в - расход теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха в помещениях жилых и общественных зданий при естественной вытяжной вентиляции, не компенсируемого подогретым приточным воздухом, В таблицу расчёта теплопотерь заносится большая из двух величин, полученных по расчету

Q_в = 0,278*L_n*r*c*(t_p-t_i)*k ,       (12);

где L_n — расход удаляемого воздуха, м³/ч, не компенсируемый подогретым приточным воздухом; для жилых зданий — удельный нормативный расход 3 м³/ч на 1 м² жилых помещений;

r—плотность воздуха в помещении, кг/м³.

с—удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кг*⁰С);

с—удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кг*⁰С);

t_p,t_i — расчетные температуры воздуха, ⁰С, соответственно в помещении (средняя с учетом повышения для помещений высотой более 4 м) и наружного воздуха в холодный период года (параметры Б);

k — коэффициент учета влияния встречного теплового потока в конструкциях, равный 0,7 для стыков панелей стен и окон с тройными переплетами, 0,8 —для окон и балконных дверей с раздельными переплетами и 1,0 — для одинарных окон, окон и балконных дверей со спаренными переплетами и открытых проемов. 

Определяем  величину: см. табл. 3.

2.Расход теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха в помещениях жилых и общественных зданий при естественной вытяжной вентиляции, не компенсируемого подогретым приточным воздухом:

Q_i = 0,278*SG_i*c*(t_p-t_i)*k,           (13);

где SG_i — расход инфильтрующегося воздуха, кг/ч, через ограждающие конструкции помещения, определяемый в соответствии с п. 3 настоящего приложения;

Определяем  величину: см. табл. 4 – 12; – суммируем итоги этих таблиц .

3. Расход инфильтрующегося воздуха в помещении кг/ч, через неплотности наружных ограждений следует определять по формуле:

 

G_i=0,216*SA₁*Dp_i^0,67/R_u+SA₂*G_H*(Dp_i/Dp₁)^0,67+

3456*SA₃*Dp_i^0,5+0,5S*l*Dp_i/Dp₁ ,      (14);

где A₁, A₂ - площади наружных ограждающих конструкций, м² соответственно световых проемов (окон, балконных дверей, фонарей) и других ограждений;

A₃—площадь щелей, неплотностей и проемов в наружных ограждающих конструкциях;

Dp_i, Dp₁ -расчетная разность между давлениями на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций соответственно на расчетном этаже при Dp₁=10 Па;

R_u-сопротивление воздухопроницанию, м²*ч*Па/кг, принимаемое по СНиП ll-3-79^xx;

G_h -нормативная воздухопроницаемость наружных ограждающих конструкций, кг/(м²*ч), принимаемая по СНиП ll-3-79^xx;

l—длина стыков стеновых панелей, м.

 Расчетная разность между  давлениями на наружной и внутренней  поверхностях каждой ограждающей конструкции Dp_i ,Па, принимается после определения условно-постоянного давления воздуха в здании Dp_int, Па (отождествляется с давлениями на внутренних поверхностях наружных ограждающих конструкций), на основе равенства расхода воздуха, поступающего в здание SG_i , кг/ч, и удаляемого из него SG_ext, кг/ч, за счет теплового и ветрового давлений и дисбаланса расходов между подаваемым и удаляемым воздухом системами вентиляции с искусственным побуждением и расходуемого на технологические нужды.

Расчетная разность давлений Dp_i определяется по формуле

Dp_i=(H-h)*(g_i-g_p) + 0,5*r_i*v²*(c_e,n-c_e,p)*k₁-p_int,   (15);

Определяем  величину: см. табл. 4 – 12;

где Н — высота здания, м, от уровня средней планировочной отметки земли до верха карниза, центра вытяжных отверстий фонаря или устья шахты;

h_i — расчетная высота, м, от уровня земли до верха окон, балконных дверей, дверей, ворот, проемов или до оси горизонтальных и середины вертикальных стыков стеновых панелей;

g_i,g_p -удельный вес, Н/м³ соответственно наружного воздуха и воздуха в помещении, определяемый по формуле

g_i =3463/(273+t)   (16);

r₁ — плотность наружного воздуха, кг/м³;

v  — скорость ветра, м/с, принимаемая по обязательному приложению 8 и в соответствии с п.3.2;

c_e,n,c_e,p — аэродинамические коэффициенты соответственно для наветренной и подветренной поверхностей ограждений здания, принимаемые по СНиП 2.01.07-85;

k₁ - коэффициент учета изменения скоростного давления ветра в зависимости от высоты здания, принимаемый по СНиП 2.01.07-85;

p_int- условно-постоянное давление воздуха в здании, Па.

Примечания: 1 Максимальный расход теплоты на нагревание наружного воздуха следует учитывать для каждого помещения при наиболее неблагоприятном для него направлении ветра. При расчете тепловой нагрузки здания с автоматическим регулированием расход теплоты на инфильтрацию следует принимать при наиболее неблагоприятном направлении ветра для всего здания.

2. Инфильтрацию воздуха в помещение через стыки стеновых панелей следует учитывать только для жилых зданий.

3.3 Потери теплоты помещением  по балансовым уравнениям.

В помещении жилого дома в холодный период года тепловой баланс может  быть представлен в виде:

Q_от +Q_быт -Q_тп -Q_инф= 0 ,               (17);

Где Q_от – теплопоступления , Вт , от системы отопления;

Q_быт – бытовые тепловыделения, Вт , связанные с жизнедеятельностью людей, которые принято определять в зависимости от площади жилого помещения, м²,

Q_быт =21*А_пл ,    (18);

Где  А_пл – площадь пола помещения, м²,

Q_тп – трансмиссионные потери теплоты через наружные ограждения, Вт , в соответствии с разделом 3.1;

Q_инф- потери теплоты на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха, Q_в или Q_и, определяемые согласно разделу 3.2.

Определяем  величину: см. табл. 13;

Согласно уравнению (17) общие потери теплоты помещением, которые должны компенсироваться теплоотдачей системы отопления,

Q_от = Q_тп + Q_инф -Q_быт ,         (19);

Табл.19.

Полученные результаты заносятся  в таблицу теплопотерь,

3.4. Определение удельной тепловой  характеристики.

Удельная тепловая характеристика здания – расход теплоты, Вт , теряемой 1м³ здания при разности температур внутреннего и наружного воздуха, равной 1⁰С, используется для теплотехнической оценки объёмно-планировочных решений и для ориентнровочного расчёта теплопотерь здания.

При известных теплопотерях удельную тепловую характеристику q, Вт/ м³*⁰С, можно определить по формуле:

                                                                  

               (20);

 

 

Определяем  величину: q = 0,21 Вт/ м³*⁰С;

где  Q_зд – расчётные теплопотери через наружные ограждения всеми помещениями здания, Вт;

V– объём отапливаемого здания по внешнему обмеру, м³;

t_п– температура помещения , которая может быть принята равной расчётной температуре внутреннего воздуха, ⁰С.

Величина q определяется по зависимости:

q = q₀*b_t                    (21);

q₀- эталонная тепловая характеристика, соответствующая разности температур Dt₀ = 18-(-30) = 48 ⁰С;

b_t – температурный коэффициент, учитывающий отклонение фактической расчётной разности температур от Dt₀

Его рассчитывают по уравнению:

          (22);

 

 

Эталонная удельная тепловая характеристика может быть определена по формуле:

 

(23);

 

 

где R₀ – сопротивленние теплопередаче наружной стены, м²*⁰С/Вт;

h_ок – коэффициент, учитывающий увеличение теплопотерь через окна по сравнению с наружными стенами;

h_пт  и  h_пл – коэффициенты, учитывающие уменьшение по сравнению с наружными стенами теплопотерь через потолок и пол;

А_с – площадь наружных стен, м²;

А_с – площадь здания в плане, м²;

Коэффициенты в формуле (23) определяются по формулам:

(24);

 

 

          (25);

 

 

(26); (27);

 

 

Используя результаты расчёта теплопотерь, определяют по формуле (20) удельную тепловую характеристику и сравнивают её с  величиной, полученной по формуле (21). Сделать  вывод о совпадении или различии результатов и их причинах.

Определяем  величину: q = 0,4 Вт/ м³*⁰С;

Вывод: Эти величины почему-то вместо совпадения отличаются в 2 раза.Отсюда возникает вопрос вывода формул (24) – (27).

4.Выбор и  конструирование системы отопления.

4.1.Выбор схемы  отопления.

Системы отопления, вид и параметры  теплоносителя, а также тип основного  отопительного оборудования для  жилых зданий принимаются согласно указаниям СНиП 2.04.05 – 91*. В соответствии с последними требованиями в жилых зданиях следует проектировать двухтрубные системы поквартирного водяного отопления, предусматривая при этом установку приборов регулирования, контроля и учёта расхода теплоты в каждой квартире. Однако большинство ныне действующих жилых зданий оборудовано однотрубными системами водяного отопления.

В данном курсовом проекте следует  запроектировать однотрубную систему  водяного отопления, подключённую к  тепловой  сети ТЭЦ.При выборе схемы  системы водяного отопления следует  руководствоваться конструктивными  особенностями здания: наличием чердака, подвала, этажностью, и т.д.Рекомендуется применять вертикальные однотрубные системы отопления с верхней или нижней разводкой с групповой или индивидуальной регулировкой с односторонним присоединением приборов к стояку с замыкающими участками и трёхходовыми кранами.

В системах с верхней разводкой  распределительная подающая магистраль прокладывается на чердаке, с нижней разводкой – в подвале. При  прокладке подающей магистрали на чердаке  с наклонной кровлей трубопровод  должен быть отнесён от наружных стен на расстояние не менее 1 м. Расстояние от оси магистрали до уровня чердачного перекрытия принимается 0,5 м.

Обратная магистраль, а при нижней разводке и подающая магистраль, размещаются  на стенах подвала на расстоянии 1 м  от потолка перекрытия над подвалом. Уклоны магистральных трубороводов горячей и обратной воды должны быть не менее 0,002. Система отопления, как правило, предусматривается из нескольких отдельных ответвлений, подключённых к общей распределительной магистрали, что позволяет производить регулировку теплоотдачи разных частей системы и отключать их при необходимости ремонтных работ.

Схему разводки магистральных трубопроводов  системы отопления предусматривают , как правило, тупиковой. Применение попутной схемы требует специального обоснования.

Размещение стояков и их количество определяется местом кстановки отопительных приборов, обычно стояки прокладывают на расстоянии 0,15 м от откоса оконного проёма.

Прокладку трубопроводов в помещениях следует предусматривать открытой на расстоянии 0,15 м от откоса оконного проёма.

Прокладку трубопроводов в помещениях следует предусматривать открытой на расстоянии от поверхности штукатурки стен до оси трубы при диаметре до 32 мм – 35 мм, более 32 мм – 50 мм.

Определяем  величину: Выбираем радиатор МС-90- 108;

4.2.Отопительные  приборы и их размещение.

В жилых зданиях применяются  чугунные и стальные радиаторы, конвекторы и, при обосновании, отопительные панели. В данном курсовом проекте рекомендуется  применять чугунные радиаторы.

Отопительные приборы размещают  под окнами, если это невозможно - у наружных или внутренних стен. В лестничных клетках расстояние от пола до нижней части прибора 60 - 100 мм,  а от верхней части прибора до подоконной доски - не менее 50 мм. При установке радиатора в нише ее глубина должна быть не менее 130 мм в кирпичной стене и 100 мм в стенах из другого материала. Такая глубина ниши даёт возможность подключать прибор к стояку напрямую без уток. Присоединение приборов к стояку принимается одностороннее с длиной подводок 0,35 м.

В зависимости от принятой схемы системы отопления присоединение радиаторов к стояках и горизонтальным веткам по ходу движения воды может быть сверху – вниз, снизу - вверх и снизу - вниз. В системах с нижней разводкой с целью обеспечения надежности работы стояка верхние приборы присоединяют по схеме снизу – вниз.

4.5. Запорно-регулировочная  арматура.

Для создания благоприятных температурных  условий в помещениях предусматривается (в отдельных помещениях) местное  количественное регулирование теплоотдачи отопительных приборов. В однотрубных системах отопления для этой цели предусматривается установка на замыкающих участках трехходовых кранов КРТ. При наличии в помещении нескольких отопительных приборов трехходовые краны могут быть установлены на части приборов, суммарная теплоотдача которых не менее 50 % теплоотдачи всех приборов помещения.

В лестничных клетках перед отопительными  приборами регулирующая арматура не устанавливается.

Для отключения, гидравлической регулировки  и возможности пуска или ремонта  отдельных частей системы предусматривается установка запорно-регулирующей арматуры на ответвлениях магистральных трубопроводов и на каждом стояке. В качестве запорной арматуры применяют при температуре вода до 100 °С пробковые краны или вентили, а при более высокой температуре - только вентили. В тепловом пункте для отключения системы устанавливают задвижки.