Теплогазоснабжение

Содержание

 

 

Приложение

Тепловые потери через  ограждения. Таблица 1

Сводная таблица теплопотерь. Таблица 2

Гидравлический расчет магистралей. Таблица 3

Расчет числа секций отопительных приборов. Таблица 4

Аэродинамический расчет системы вентиляции. Таблица 5

 

Введение

 

Целью данного курсового  проекта является формирование и  развитие практических навыков разработки и расчета систем отопления и  вентиляции гражданского здания.

Системы отопления состоят  из трех основных элементов: генератора для получения тепла; теплопроводов или каналов для транспорта от места выработки к отапливаемому помещению; нагревательных приборов для передачи тепла последнему.

Системы, в которых  тепло получается и используется в едином помещении, - местные. К ним относятся печное и отчасти газовое и электрическое отопления. Системы, отапливающие несколько помещений от общего генератора, – центральные. В их числе домовые системы (генератор – котельная в отапливаемом здании) и районные (отапливающие группу зданий от районной котельной). Централизация теплоснабжения обеспечивает: снижение расхода топлива, оздоровление воздушного бассейна и санитарного состояния городов, снижение пожаро- и взрывоопасности в городах, повышение качества теплоснабжения.

Создание необходимого воздухообмена в помещении, отвечающего санитарно-гигиеническим требованиям и условиям технологии, - основная задача вентиляционных систем.

По способу перемещения  воздуха последние делятся на гравитационные, работающие за счет разности плотностей наружного и внутреннего воздуха, и с механическим побуждением. Обе системы могут использовать и давление ветра.

Вентиляционные системы  делятся на приточные и вытяжные. Первые нагнетают чистый воздух в  помещения, вторые удаляют загрязненный в атмосферу.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обоснование выбранной  системы

 

В здании проектируется  водяная двухтрубная тупиковая  система отопления с нижней разводкой магистралей с попутным движением теплоносителя. Система состоит двух ветвей, каждая из которых обслуживает половину здания. Для выпуска воздуха из системы предусматривают краны Маевского, которыми оснащают приборы верхнего этажа.

Для регулирования или  отключения отдельных ветвей системы  в случае ремонта предусматривают  установку задвижек и устройств  для выпуска воды из ветви. Для проведения монтажной регулировки системы отопления и изменения теплоотдачи приборов в процессе эксплуатации на подводках к радиаторам предусматривают установку кранов двойной регулировки – вентилей. Для опорожнения (при ремонте или промывке) стояков или поэтажных веток, отключаемых кранами или вентилями от системы, служат тройники с пробкой.

Система отопления питается теплоносителем от тепловой сети. Для  получения требуемой температуры теплоносителя в системе отопления последняя присоединяется через элеватор, который устанавливается в помещении теплового ввода в подвале здания.

Основное достоинство  двухтрубной системы – поступление  воды с наивысшей температурой к каждому нагревательному прибору, однако при двухтрубной системе значителен расход труб и фасонных частей.

Для прокладки системы  отопления используем электросварные трубы. На вводе в здание трубы  помещаются в гильзу, и выполняется  набивка для предотвращения проникновения газа и влаги. Магистральные трубопроводы  располагаются  в подвале. Трубы, проходящие через перекрытия, внутренние стены прокладывают в гильзах из обрезков труб с зазором 1 – 1,5 мм, чтобы обеспечить их свободное перемещение при температурном расширении и ремонте системы отопления. В подвале трубы изолируются минераловатными плитами на синтетическом вяжущем с покровным слоем из стеклоткани.

Отопительными приборами являются чугунные секционные радиаторы М-140 АО, которые присоединяются через  верхние и нижние пробки. Секция имеет размеры: полная высота h_п= 582 мм, ширина a= 96 мм, глубина b= 140 мм, толщина стенки δ= 6 мм. Приборы размещаются под окном и крепятся на кронштейнах. Радиаторы и участки системы отопления покрашены масляной краской за два раза в целях защиты от коррозии.

 

 

 

 

Исходные данные

 

Географический  район строительства – г. Владивосток

Климатические данные района:

1. минимальная температура t_min= -30 ^оС
2. температура наиболее холодных суток t₁= -26 ^оС
3. расчетная зимняя температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки t₅= -24 ^оС
4. расчетная температура наружного воздуха для проектирования системы вентиляции t^вент= -18 ^оС
5. расчетная скорость ветра в январе V=9,0 м/с
6. влажностная климатическая зона – влажная
7. влажностный режим помещения – нормальный
8. вариант планировки - 4

Основные  характеристики здания:

1. наружные  стены – кирпич силикатный  на цементно-песчаном растворе  с внутренней известково-песчаной  штукатуркой толщиной δ₁= 0,02м                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      

2. характеристики материалов кирпичной кладки:

коэффициент теплопроводности силикатного кирпича l=0,87 Вт/м ^оС;

коэффициент теплопроводности штукатурки l₁=0,81 Вт/м ^оС;

коэффициент теплоусвоения силикатного  кирпича S=10,90 Вт/м^{2 о}С;

коэффициент теплоусвоения штукатурки S₁=9,76 Вт/м^{2 о}С.

Подвал под  полом 1-го этажа неотапливаемый без  окон.

Окна –  с двойным спаренным остеклением  в деревянных переплетах.

Размер всех окон 1,5 x 1,8м

Входная дверь: двойная с тамбуром

Наружные двери  размером 1,2 x 2,0 м

Высота 1-го этажа – 3,3 м

Высота 2-го этажа  – 3,1 м

Высота устья  вентиляционной шахты над чердачным перекрытием – 3,5 м

Ориентация  здания: восток

Расчетные температуры воздуха внутри помещений:

1. в угловых комнатах – 20 ⁰С
2. в жилых комнатах – 18 ⁰С
3. в кухне – 15 ⁰С
4. в с/у – 25
5. на лестничной клетке – 16 ⁰С

Система отопления  – двухтрубная, с верхней разводкой

Источник теплоснабжения – водяная тепловая сеть с параметрами 130x70 ^оС

Присоединение к внешним тепловым сетям - через  элеватор

Располагаемый перепад давлений ввода в жилой дом – 15 м

Расчетная температура  воды в системе отопления:

1. горячей t_г=95 ⁰С              2. обратной t_о=70 ⁰С

Отопительный  прибор - чугунный секционный радиатор М-140 АО.

 

Теплотехнический расчет наружных ограждений

 

1. Требуемое термическое сопротивление наружной стены R_о^тр (м^{2 о}С/Вт) определяют по формуле:

R_о^тр = (t_в – t_н)·n/ a_в·Dt^н

где:  t_в=18 ^оС – расчетная средняя температура внутреннего воздуха всего здания;

t_н= (t₁+ t₅)/2=(-26-24)/2=-25 ^оС – зависит от степени тепловой инерции ограждения и предварительно принимается средней между температурами самых холодных суток и самой холодной пятидневки;

n=1 – коэффициент принимаемый в зависимости от наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху;

a_в=8,7 Вт/ м^{2 о}С – коэффициент тепловосприятия внутренней поверхности;

Dt_n=6 ^оС – нормируемый температурный перепад между температурой воздуха внутри помещения и температурой внутренней поверхности ограждения.

R_о^тр= ((18-(-25))·1)/8,7·6=0,82 (м^{2 о}С/Вт)

2. Требуемое термическое сопротивление утепляющего слоя кирпича                   R_ус (м^{2 о}С/Вт) определяется по формуле:

R_ус = R_о^тр – (1/a_в+d₁/l₁+1/a_н),

где    d₁ и l₁ – соответственно толщина и коэффициент теплопроводности штукатурки;

a_н=23,2 Вт/ м^{2 о}С – коэффициент теплопередачи наружной поверхности ограждения.

R_ус = 0,82 – (1/8,7+0,02/0,81+1/23,2)=0,64(м^{2 о}С/Вт)

3. Степень тепловой инерции D ограждения вычисляется по формуле:

D= R_ус·S_ус+(d₁/l₁)·S₁

где   S – коэффициенты теплоусвоения материала.

D=0,64·9,7+(0,02/0,81)·9,76=6,45

4,01 ≤ D ≤ 7 – условие выполнено, следовательно расчет выполнен правильно

4. Минимальную толщину утепляющего слоя определяют:

dус = lус·Rус =0,87·0,64=0,56 (м)

Принимаем ближайшее  большее стандартное значение толщины:

d^факт_ус=0,64(м)

Фактическое термическое сопротивление наружной стены R_о^факт (м^{2 о}С/Вт) определяется по формуле:

R_о^факт = 1/a_в + d₁/l₁ + 1/a_н + d^факт_ус/l_ус

R_о^факт = 1/8,7+0,02/0,81+1/23,2+0,64/0,87=0,92(м^{2 о}С/Вт)

5. Коэффициент теплопередачи наружной стены К определяется:

К=1/ Rофакт= 1/0,92=1,09 (Вт/ м2 оС)

 

 

6. В зависимости от разности температур (t_в – t₅)=18-(-24)=42 (^оС) требуемое термическое сопротивление окна будет равно:

 R_о^тр =0,345(м^{2 о}С/Вт)

Коэффициент теплопередачи окна: 

К=1/ R_о^тр=1/0,345=2,9 Вт/ м^{2 о}С

7. Требуемое термическое сопротивление пола:

R_о^тр = (t_в – t_н)·n/ a_в·Dt_n = (18+25)·0,6/8,7·2=5,93(м^{2 о}С/Вт)

Коэффициент теплопередачи пола:

К=1/ R_о^тр=1/5,93=0,17 Вт/ м^{2 о}С

8. Требуемое термическое сопротивление потолка:

R_о^тр = (t_в – t_н)·n/ a_в·Dt_n = (18+25)·0,9/8,7·4=17,79(м^{2 о}С/Вт)

Коэффициент теплопередачи потолка:

К=1/ R_о^тр =1/17,79=0,06 Вт/ м^{2 о}С

9. Коэффициент теплопередачи двери: К=2,3 Вт/ м^{2 о}С

 

Теплотехнические  характеристики

 

Ограждение	Нормируе-мый перепад температур, ,	Коэффи-циент, n	Коэффициент теплопередачи,
			Внутри помещения	Снаружи помещения
Наружная стена	6	1	8,7	23,2
Чердачное перекрытие с кровлей из рулонного материала	4	0,9	8,7	11,6
Перекрытие  выше уровня земли над подвалом без окон	2	0,6	8,7	5,8

 

 

 

Расчет тепловой нагрузки на систему отопления

 

Расчет тепловых потерь через наружные ограждения Qт.п, (Вт) проводят по формуле:

Q_т.п = К·F·(t_в – t_н)·n·η

где    К – коэффициент теплопередачи  ограждения, Вт/м^{2 о}С

        F – площадь ограждения, м²;

        η – коэффициент, учитывающий добавочные теплопотери

Теплопотери подсчитываются для наружных стен, перекрытий над подвалом, окон дверей, чердачных перекрытий.

Добавочные  теплопотери на ориентацию по сторонам света учитываются только для наружных стен, окон и дверей в % от основных теплопотерь

С,СЗ,СВ,В – 10%

З,ЮВ - 5%

Ю,ЮЗ – 0%

Добавочные теплопотери  на двойные наружные двери с тамбуром составляют величину (80N)%, где N – число этажей.

Теплопотери для ограждения суммируются для каждого помещения. Существуют помещения, в которых отопительные приборы не устанавливаются (коридоры, санузлы, кладовые), но теплопотери в них через пол и потолок имеются. В этих случаях теплопотери данных помещений (или часть их) добавляются к теплопотерям ближайших помещений, имеющих отопительные приборы.

Все расчеты заносятся  в Таблицу 1.

 

Расчет  тепла на нагревание инфильтрующего воздуха

 

Q_и = 0,28· ΣG_o·с·(t_в – t_н)·β

 

0,28 - числовой коэффициент, приводящий  в соответствие принятые размерности расходов воздуха, кг/ч и теплового потока, Вт (0,28 = 1005/3600).

с =1 кДж/кг,^оС – массовая теплоемкость наружного воздуха

t_н= -25 ^оС; - расчетная температура наружного воздуха

t_в= – расчетная средняя температура внутреннего воздуха помещения

β - коэффициент, учитывающий нагревание инфильтрующегося воздуха     в     ограждении      встречным     тепловым      потоком (коэффициент экономайзерного эффекта), равный:

0,7 - для стыков панелей стен и  окон с тройными переплётами;

0,8 - для окон и балконных дверей  с раздельными переплётами;

1,0 - для окон с одинарными и  спаренными переплётами; 

 

ΣG_o = 0,21 Σ (Δр₁^2/3А₁)/Rи₁+ Σ (Δр₂^1/2А2)/Rи₂ – расход  инфильтрующего воздуха через отдельные ограждающие конструкции помещения (кг/м²ч)

где: обозначения  с индексом 1 относятся к окнам, балконным дверям,

    с  индексом 2 относятся к наружным  дверям

    с  индексом 3 — к стыкам стеновых панелей (эта составляющая учитывается только для жилых зданий)

А,R_и - площадь м² и сопротивление воздухопроницаемости ограждений