Система отопления и вентиляции ресторана

 

Расчет  тепловых потерь на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха через ограждающие конструкции помещений произведен при помощи программного продукта Exсel (табл. 18).

 

Таблица 18. Расчет тепловых потерь на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха через ограждающие конструкции помещений

 

В результате расчетов суммарные тепловые потери здания через ограждения составили  14648,2 Вт.

 

 

8. Расчет теплопоступлений в помещениях

 

Основные  тепловые поступления в помещениях определяются как сумма тепловыделений от электрических приборов (освещение) и тепловыделений людей, находящихся  в помещении. В зале используются отдельные светильники над каждым столом (18 штук) и люминисцентные лампы в количестве 4 штук, над баром еще 4 светильника, по одному на каждом стейшене. Люминисцентные лампы используются в таких помещениях как:

 

мойка, заготовочная и кабинет                                                         1 шт;

коридор, кухня                                                                                 4 шт;

служебное помещение                                                                      2 шт.

Т. к. используемые лампы являются энергосберегающими, то их тепловыделением можно принебречь за счет очень маленького значения.

Тепловыделения  человека зависят от тяжести работы, температуры окружающего воздуха  и скорости движения воздуха. В расчете  используется явное тепло, т.е. тепло, воздействующее на изменение температуры воздуха в помещении. Для нормальных условий (20^оС) явные тепловыделения одного человека составляют около 50 Вт, для работы средней тяжести, которую выполняют повара тепловыделения составляют 130 Вт В зале количество посадочных мест равно 70, количество персонала в смене: 6 официантов, 1 управляющий, 1 администратор, 1 бармен, 2 сушиста, 1 уборщица. На кухне: 3 повара, 1 сушист, 3 мойщицы, 1 доставщик. Количество персонала в день 20 человек. Рабочее время ресторана 21 час (1260 минут) в пятницу и субботу, а в остальные дни 16 часов (960 минут), тогда тепловыделения составят:

Q_выд= (513096020)/(3060)=6930 Вт;

                                Q_выд=(213096020)/(3060)=3640 Вт.

В период с пн по чт проходимость за 1 день составляет 120 человек, с пт по вс она достигает значения 200 человек за сутки.

Q_выд=(41209608)/(3060)=20480 Вт;

Q_выд=(220126080)/(3060)=22400 Вт;

Q_выд=(120096080)/(3060)=8533 Вт.

Общие тепловыделения от людей составляют 62 кВт/день.

 

 

 

9. Расчет тепловой нагрузки на  отопление

 

По тепловому  балансу здания имеем:

Q_о + Q_и - Q_пост - Q_с.о.=0,

Q_с.о.= Q_о + Q_и - Q_пост = Q_о + Q_и

где Q_о – тепловые потери через ограждающие конструкции, Вт;

Q_и – тепловые потери на нагревание инфильтрующегося воздуха, Вт;

Q_пост – тепловые поступления от людей и тепловых приборов, Вт;

Q_с.о. – тепловая нагрузка системы отопления, Вт.

                    Зал: Q_о.с.= 1678+6402,6+1175,8+950,8=10207,2 Вт;

                    Кабинет: : Q_о.с.= 755,2+814,9=1570,1 Вт;

                    Склад: : Q_о.с.= 553,2+542,9=1096,1;

      Служебное помещение: : Q_о.с.= 2216,1+1954,8=4170,9 Вт;

В общественных зданиях зимой, когда работает система  центрального отопления, также возможны как теплопоступления от людей, солнечной  радиации, освещения и работающего  электрооборудования, так и дополнительные затраты теплоты на нагревание материалов, одежды и пр. Эти составляющие теплового баланса обычно учитываются при проектировании систем вентиляции и кондиционирования воздуха, без которых в настоящее время не обходится практически ни одно подобное здание.

В результате расчетов суммарная тепловая нагрузка на систему отопления ресторана составляет 17,1 кВт.

 

10. Выбор системы отопления

 

Водяное отопление применяется  при местном и централизованном теплоснабжении. Система отопления  состоит из теплового пункта, магистралей, отдельных стояков и ветвей с  приборными узлами. В данном случае выбрана местная зависимая система отопления.

Системы водяного отопления  различают:

а) по схеме соединения труб с отопительными приборами - однотрубные  с последовательным соединением  приборов, двухтрубные с параллельным соединением приборов;

б) по положению труб, объединяющих отопительные приборы по вертикали или по горизонтали - вертикальные и горизонтальные;

в) по расположению магистралей - с верхней разводкой при прокладке  подающей магистрали выше отопительных приборов, с нижней разводкой при  расположении и подающей и обратной магистралей ниже приборов и с  «опрокинутой» циркуляцией воды при прокладке обратной магистрали выше приборов;

г) по направлению движения воды в подающей и обратной магистралях - с тупиковым (встречным) и попутным (в одном направлении) движением воды в магистралях.

В общественных зданиях по СНиП 2.04.05-91 допускаются следующие виды отопления:

1. Водяное с радиаторами, панелями и конвекторами при температуре теплоносителя для систем: 95°С — двухтрубных и 105°С — однотрубных;
2. Водяное с нагревательными элементами, встроенными в наружные стены, перекрытия и полы;
3. Воздушное;
4. Местное водяное с радиаторами или конвекторами при температуре теплоносителя 95°С.
5. Электрическое или газовое с температурой на теплоотдающей поверхности 95°С

Для ресторана выбираю двухтрубную систему с радиаторами при температуре 95°С. Температура теплоносителя в прямых трубопроводах принимается не выше 95°С, а в обратных трубопроводах - 70°С.

 

 

11. Гидравлический расчет тепловой сети

 

Расчетный расход теплоносителя G_ст, кг/ч, в стояках (ветвях) системы отопления определяется по формуле:

_{Gст=Qст ·3600/(cв*Δt),}

где  Q_ст — суммарные теплопотери помещений, обслуживаемых стояком (ветвью) системы отопления, кВт;

 с_в — удельная теплоемкость воды, равняется 4,2 кДж/(кг×К);

Dt — разность температур теплоносителя на входе и выходе из стояка (ветви), К.

Гидравлический  расчет системы отопления производится на расчетный расход G_ст. Диаметры трубопроводов d, м, выбираются по расчетной скорости w, м/с, воды в трубе, которая определяется по формуле:

 

с учетом поддержания скорости в  пределах 0,5 – 1,5 м/с.

Потеря напора на участках трубопровода считается  из суммы потерь по длине трубы и потерь на местные сопротивления:

 

Потери  напора по длине трубы определяются по формуле:

,

где  ξ_l – коэффициент потерь по длине;

ρ – плотность  воды, равняется 968,6 кг/м³;

d_э – эквивалентный диаметр проходного сечения, в данном случае внутренний диаметр трубы, м;

w – скорость потока жидкости, м/с;

l – протяженность трубопровода, м.

Местные потери напора, т.е. потери напора на поворотах  и сужениях определяются по формуле:

,

где  ξ_м – коэффициент местных потерь.

При выборе диаметров труб следует придерживаться следующих соображений:

1. Чем  больше диаметр, тем меньше  скорость в трубе, а значит могут происходить застои на поворотах и будут увеличиваться тепловые потери в трубопроводе.

2.   Чем больше диаметр, тем выше стоимость трубы.

3. Чем  меньше диаметр трубы, тем больше  потери напора (скорость увеличивается,  а потери напора эквивалентны  квадрату скорости), следовательно  растут затраты на транспортировку теплоносителя.

Из этого  следует, что оптимальной является ситуация, при которой диаметр  трубы и потери минимальны.

Трубы и фитинги выбираю металлопластиковые фирмы MULTIPEX по сортаменту на сайте производителя. Секционные радиаторы выбираю марки Dia NORM.

Расчетный расход теплоносителя для зала:

           _{Gст = (10207 · 3600)/(4200 · 25) = 350 кг/ч;}

             Расчетный расход теплоносителя для кабинета:

           _{Gст = (1570 · 3600)/(4200 · 25) = 54 кг/ч;}

           Расчетный расход теплоносителя для склада:

           _{Gст = (1096 · 3600)/(4200 · 25) = 38кг/ч;}

           Расчетный расход теплоносителя для служебного помещения: 

             _{Gст = (4171 · 3600)/(4200 · 25) = 143 кг/ч.}

          _{Общий расход теплоносителя на систему отопления здания ( с учетом расхода на мойку и служебное помещение первого этажа)}

           _{Gст = 350+54+38+149+(38·2) = 660 кг/ч}

           _{Количество секционных  радиаторов определяется  по величине тепловых  потерь помещения:}

           _{Зал (10207 Вт ) :– Compact Ventil 33 (300×700) 1275 Вт требуется 10 шт;}

           _{Кабинет (1570 Вт): - Compact 33 (300 × 400) 0,790 Вт требуется 2 шт;}

           _{Склад (1096 Вт): - Compact 33 (300 × 600) 1098 Вт требуется 1 шт;}

           _{Служебное (4171 Вт): - Compact 33 (300 × 600) 1098 Вт требуется 4 шт;}

           _{Туалет, мойка, служебное - Compact 33 (300 × 400) 0,790 Вт по 1 шт.}

В результате расчетов суммарный расход теплоносителя для всего здания составляет 660 кг/ч, а общее количество секционных радиаторов 20 шт.

Для удобства расчета принимаю второй этаж как  один участок, включающий все местные  потери, а первый этаж как второй участок. Соответственно обратная линия  будет обозначена как третий участок  на первом этаже и четвертый участок  на втором этаже.

 

Таблица 19. Гидравлический расчет системы отопления здания

Участок	Температура теплоносителя t, оС	Протяженность l, м	Наружный диаметр трубы Dн и толщина стенки δ, мм	Внутренний диаметр трубы Dвн, м	Расход теплоносителя на участке G, кг/ч	Скорость теплоносителя в трубе v, м/с	Коэффициент гидравлического трения λ	Потери напора на трение Pт, Па	Суммарный коэффициент местных потерь Σζм	Местные потери напора Pм, Па	Суммарные потери напора P, Па
1	95	21	32×3	0,026	238	0,13	0,174	1127	21	168	1295
2	95	41,5	32×3	0,026	426	0,23	0,151	6169	37,4	960	7129
3	70	41,5	32×3	0,026	426	0,23	0,162	6633	0,8	21	6654
4	70	21	32×3	0,026	238	0,13	0,187	1212	1	8	1220

 

 

 

12. Подбор оборудования

Выбор котла

Выбор котла  целесообразно вести по следующим  критериям:

1. Номинальная мощность свыше 18 кВт (т.к. максимальная нагрузка на систему отопления 17,1 кВт);
2. Теплоноситель вода с температурами прямой и обратной подачи 95 и 70 ^оС соответственно;
3. Источник тепла – природный газ.

На основе перечисленных требований выбран аппарат SIBERIA 29K АОГВК-29-1 Ростов модель 2216-132. Подробное описание котла в приложении Б.

 

 

Выбор расширительного  бака

Для подбора  бака необходимы следующие исходные данные:

- общий  объем воды в системе; 

- максимальная  рабочая температура воды;

- максимальное  рабочее давление (давление срабатывания  предохранительных клапанов);

- статическая  высота (высота от места расположения  бака до высшей точки системы);

- тепловая  нагрузка системы.

Выбор расширительного  бака осуществлен на основе тепловой мощности и емкости системы при  помощи расчетной программы на сайте www.riset.ru. Тепловая мощность 16 кВт, объем системы 150 л, необходимый объем бака расширителя 25-50 л.

Расширительный  бак выбран фирмы Reflex марки 4N. Основные характеристики:

1. Резьбовое подсоединение – 1''.

2. Максимально допустимая рабочая температура 100°C.

3. Мембрана незаменяемая.

4. Полимерное покрытие.

5. Предварительное давление 0,7 бар.

6. Максимально допустимое давление бака — 2 бар.

7. Диаметр  бака – 360 мм.

8. Высота  – 210 мм.

 

 

 

 

 

 

 

Вывод

По результатам  проведенных расчетов было подобрано  оборудование для системы отопления  котел SIBERIA 29K АОГВК-29-1 Ростов модель 2216-132, расширительный бак фирмы Reflex марки 4N, трубы металлопластиковые MULTIPEX 32×3,0. Для каждого помещения подобраны секционные радиаторы Compact Ventil 33 фирмы DIA NORM. Построена энергетическая  принципиальная схема представленная на чертеже 140106.ДП11.168.04.00.РЗ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

140106.ДП11.168.00.00ПЗ

Лит.

Лист

Листов

Изм.

К.уч

Лист

№ док

Подп.

Дата

Разраб.

Купреенко И.

Пров.

Т. контр.

Группа ЭнФ 5-7

ЮРГТУ (НПИ) Кафедра «ТОТ»

Н. контр.

Утв.