Проектирование систем отопления и вентиляции

 

Коэффициенты местных сопротивлений.

№ участка	Элемент системы отопления	Кол-во	ξ	Ʃξ
Дальнее кольцо циркуляции
1	Отвод под углом 90°	2	0,3	2,6
	Крестовина на прямой проход	1	2
2	Тройник на прямой проход	1	1	1,5
	Задвижка	1	0,5
3	Отвод под углом 90°	1	0,3	1,8
	Задвижка	1	0,5
	Тройник на прямой проход	1	1
4	Тройник на прямой проход	1	1	1
5-5’	Отвод под углом 90°	6	0,5	54,3
	Вентиль прямоточный с косым шпинделем	1	3
	Тройник с вывертываемой пробкой	1	1,5
	Радиатор	9	1,2
	Тройник на прямой проход	18	1
	Кран двойной регулировки с цилиндрической пробкой	9	2
4’	Тройник на прямой проход	1	1	1
3’	Тройник на прямой проход	1	1	1,3
	Отвод под углом 90°	1	0,3
2’	Тройник на прямой проход	1	1	1
1’	Крестовина на прямой проход	1	2	2,6
	Отвод под углом 90°
Ближнее кольцо циркуляции
1	Отвод под углом 90°	2	0,3	3,6
	Крестовина на проход с поворотом	1	3
6	Тройник на проход с поворотом	1	1,5	2
	Задвижка	1	0,5
7-7’	Отвод под углом 90°	2	0,3	29,1
	Вентиль прямоточный с косым шпинделем	1	1
	Тройник с вывертываемой пробкой	1	1,5
	Радиатор	5	1,2
	Тройник на прямой проход	10	1
	Кран двойной регулировки	5	2
6’	Тройник на проход с поворотом	1	1,5	1,5
1’	Крестовина на проход с поворотом	1	3	3,6

 

Проверка правильности гидравлического расчета:

- дальнее кольцо циркуляции:

- ближнее кольцо циркуляции:

 

 

                             

                                                                                                                                    

 

 

 

 

 

 

5.  Расчет индивидуального теплового  пункта

Присоединение системы отопления к тепловой сети через элеватор имеет большое применение. Промышленность выпускает водоструйные элеваторы чугунные и стальные.

Коэффициент смешения:

где  t1 – температура воды, поступающей в элеватор из тепловой сети;

        t2 – температура воды после элеватора, поступающей в системы отопления;

    t3 – температура охлажденной воды, поступающей из системы отопления.

    В расчетах применяется коэффициент смешения с запасом 15%, т.е.

Определить величину коэффициента смешения необходимо для выявления основного размера элеватора – диаметра горловины dг, см:

где  Gсм – количество воды, циркулирующей в системе отопления, т/ч;

        рсист – гидравлическое сопротивление системы отопления, кПа.

Количество воды, циркулирующей в системе отопления Gсм, т/ч, определяется по формуле:

По табл. 2 [2] выбираем элеватор №3 с dг = 25мм.

Тогда диаметр сопла:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.  Расчет поверхности нагревательных  приборов

Расчет нагревательных приборов сводится к определению поверхности нагрева и количества секций радиаторов, присоединенных к двум последним стоякам расчетных циркуляционных колец. Тепловая мощность радиаторов определяется величиной теплопотерь отапливаемых помещений.

Расчет рекомендуется вести в следующем порядке:

1. Вычертить в пояснительной  записке расчетную схему двух  стояков с радиаторами.

2. По тепловой мощности  всех подключенных приборов определить  тепловую нагрузку стояка (Qст, Вт).

3. Весовое количество  теплоносителя, поступающего в стояк, определяется по формуле:

где t2 и t0 – расчетные температуры воды в начале и конце стояка.

4. Определить среднюю  температуру воды в каждом  приборе рассчитываемого стояка:

где tвх – температура воды, входящей в прибор, °С;

      ƩQ – теплоотдача нагревательных приборов, расположенных ниже рассчитываемого, Вт;

      Δtпр – перепад температур в приборе, °С;

      Qпр – теплоотдача нагревательного прибора, Вт;

      α – коэффициент затекания воды в приборы, принимаемый в зависимости от диаметров труб радиаторного узла и скорости воды в стояке.

5. Определить необходимую  поверхность нагрева радиатора  Fтр, экм, по формуле:

где qэкм – теплоотдача 1 экм (Вт/экм);

      β1 – коэффициент, учитывающий охлаждение воды в трубах;

      β2 – коэффициент, учитывающий способ установки прибора;

      Fтр – поверхность нагрева открыто проложенных трубопроводов, экм.

Теплоотдача 1 экм (qэкм) определяется по формуле:

где z – поправочный коэффициент, зависящий от схемы подачи воды в прибор;

      β3 – коэффициент, учитывающий способ подводки теплоносителя к нагревательному прибору и относительный расход воды через прибор.

Относительный расход воды G, кг/ч·экм, определяется по формуле:

где Δtt – разность средних температур теплоносителя в нагревательном приборе и окружающего воздуха, °С:

Поверхность нагрева открыто расположенных трубопроводов определяется по формуле:

для труб d ≤ 32мм                    

для труб d > 32мм                               

где dн – наружный диаметр трубопровода, м;

       l – длина трубы, м;

      b – поправочный коэффициент, учитывающий месторасположение труб, равный 1 – для подводок к прибору и «сцепки»; 0,5 – для вертикальных труб (стояков); 0,75 – для обратных горизонтальных труб у пола помещения; 0,25 – для подающих труб под потолком.

6. определить число  секций в радиаторе, шт., по формуле:

где fc – площадь нагрева одной секции радиатора, экм;

      β4 – коэффициент, учитывающий число секций в приборе и принимаемый равным при числе секций до пяти – 0,95; от 5 до 10 – 1; от 11 до 20 – 1,05; более 20 – 1,1.

 

 

№  помещения	Температура помещения,t	Теплова нагрузка на прибор,Qпр, Вт	Средняя температур а в приборе, tпр, С	Расчётная разностьтемператур    tт=tпр-tв	Поправочные коэхффициенты			Относительный расход воды, G	Теплопередача с 1 экм прибоам	Площадь поверхности трубы Fптр, экм	Площадь поверхности прибора  F	β4	Площадь поверхности нагрева одной секции	Число секций
					β1	β2	β3
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
110, 7	18	622,6	99,1	81,1	1	0,91	1,03	2,75	680	0,23	0,60	0,95	0,31	2
6	18	622,6	93,3	75,3	1	0,91	1,03	2,53	624	0,23	0,68	0,95	0,31	2
5	18	622,6	87,5	69,5	1	0,91	1,03	2,30	569	0,23	0,77	0,95	0,31	2
4	18	622,6	81,7	63,7	1	0,91	1,03	2,08	513	0,23	0,87	0,95	0,31	3
3	18	622,6	75,9	57,9	1,03	0,91	1,02	1,86	453	0,23	1,06	0,95	0,31	3
2	18	622,6	70,1	52,1	1,04	0,91	1,02	1,63	399	0,23	1,25	0,95	0,31	4
1	18	622,6	64,3	46,3	1,05	0,91	1,02	1,41	344	0,23	1,50	0,95	0,31	5
109,  7	20	622,6	100,2	80,2	1	0,91	1,04	3,33	678	0,23	0,61	0,95	0,31	2
6	20	622,6	94,4	74,4	1	0,91	1,03	3,05	616	0,23	0,69	0,95	0,31	2
5	20	622,6	88,6	68,6	1	0,91	1,03	2,78	560	0,23	0,78	0,95	0,31	2
4	20	622,6	82,7	62,7	1	0,91	1,03	2,50	504	0,23	0,89	0,95	0,31	3
3	20	622,6	76,9	56,9	1,03	0,91	1,03	2,22	448	0,23	1,07	0,95	0,31	3
2	20	622,6	71,1	51,1	1,04	0,91	1,02	1,95	389	0,23	1,28	0,95	0,31	4
1	20	622,6	65,3	45,3	1,05	0,91	1,02	1,67	334	0,23	1,55	0,95	0,31	5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.  Расчет естественной вентиляции

В жилых зданиях проектируют вытяжную естественную вентиляцию с устройством каналов во внутренних стенах или специальных ветблоков. При количестве жилых комнат в квартире до четырех вытяжка устраивается только из помещений кухонь, туалетов, объединенных санузлов и ванных комнат. Приток воздуха в жилые комнаты может осуществляться через форточки. Допускается объединение вентиляционных каналов из ванной и туалета той же квартиры с устройством горизонтальных подшивных коробок или без нее.

Проектирование систем вентиляции начинают с определения необходимого воздухообмена из каждого помещения. Воздухообмен в квартире жилого дома определяется из расчета 3м3 воздуха в час на 1м2 жилой площади. Количество воздуха, которое необходимо удалять вентиляционные каналы кухни, Lк зависит от жилой площади квартиры и определяется из следующего выражения:

Lк = 3SFn - 50,    м3/ч,

Если полученное значение меньше минимального, требующегося для вентиляции кухни, тогда количество воздуха принимается по таблице. Воздухообмен в ванной комнате, туалете или объединенном санузле принимается по таблице.

Для 2-х комнатной квартиры:

Lк =2×44,16 - 50 = 38,32  м3/ч, это значение меньше табличного – Lк берем из      

   Таблицы.

                      Расчетные температуры и воздухообмен.                                    

                                                                                                       Таблица 3

Название помещения	Расчетная температура	Воздухообмен
Жилая комната а) угловая б) неугловая		Определяется из расчета 3 м3/ч на 1 м2 жилой комнаты
	20 18
Кухня	15	Не менее: 60 м3/ч в 1-крмнатной кв-ре 75 м3/ч в 2-комнатной кв-ре 90 м3/ч в 3-комнатной кв-ре
Ванная комната	25	Не менее: 25 м3/ч
Уборная	16	25 м3/ч
Объединенный санузел	25	50 м3/ч
Лестничная клетка	16	-

 

Расчет вентиляционных каналов производят в следующем порядке:

1. Находят расчетное гравитационное давление при температуре наружного воздуха, равной 5о С, по формуле:

Ргр = h×(rн - rв)×q,    Па,

 

Плотность воздуха при любой температуре определяется из выражения:

 

rt = 353/(273 + t),    кг/м3.

2-х комнатная квартира (кухня)

rн = 353/(273 + 5)=1,27 кг/м3.

rв = 353/(273 + 15)=1,226 кг/м3.

Ргр = 16,780×(1,27 - 1,226)×9,81=11,65Па

 

2. Задаются скорости воздуха в воздуховоде: в воздуховоде верхнего этажа принимают V=0.5 м/с, для воздуховодов нижестоящего этажа скорость принимают на 0,1 м/с вышестоящего этажа.

3. 1 этаж            V=0,13 м/с
4. 2 этаж            V=0,12 м/с
5. 3 этаж            V=0,11 м/с
6. 4 этаж            V=0,10 м/с
7. 5 этаж            V=0,9 м/с
8. 6 этаж            V=0,8 м/с
9. 7 этаж            V=0,7 м/с
10. 8 этаж            V=0,6 м/с
11. 9 этаж            V=0,5 м/с

 

 

3. Определяют площадь сечения канала:

F = L/3600×V=0,038 м2,

 

Полученную площадь сечения канала F округляют до стандартных размеров каналов и определяют фактическую скорость воздуха:

Vфакт = L/3600× Fфакт=0,5 м/с.

 

4. По эквивалентному диаметру и скорости найти удельную потерю давления на трение, а по скорости найти динамическое давление Рд потока воздуха; данные даны для стальных воздуховодов круглого сечения, для каналов из других материалов потеря давления R принимается с коэффициентом шероховатости β 

 

5. Определить сумму коэффициента местных сопротивлений ∑ζ;

 

6. Определив потери давления по длине канала Rlβ и в местных сопротивлениях  Z=∑ζPд, найти полные потери давления в канале.

 

7. Сравнить с аэродинамическим сопротивлением канала с располагаемым гравитационным давлением, последнее должно быть выше или равно; если  =∑Rlβ+z>Pгр следует поменять сечение канала и вновь повторить расчет.