Отопление и вентиляция жилого дома

На каждом приборе необходимо поставить его тепловую нагрузку. После этого необходимо определить и поставить нагрузку у стояков, предварительно их пронумеровав. Затем по схеме в системе отопления выявляют циркуляционные кольца и выделяют среди них основное и второстепенное кольца. Эти кольца разбивают на расчетные участки. Расчетные участки нумеруют, начиная от теплового пункта до удаленного стояка подающей магистрали и затем от расчетного стояка по обратной магистрали до теплового пункта. Расчетный участок – это отрезок трубопровода постоянного диаметра, в пределах которого расход теплоносителя не изменяется.

На схеме системы отопления выявляют ее основное и второстепенное циркуляционные кольца. В качестве основного циркуляционного кольца в вертикальной однотрубной системе с попутным движением воды в магистралях принимается кольцо через один из средних наиболее нагруженных стояков и наиболее удаленных от теплового пункта. Второстепенные циркуляционные кольца - это те кольца, которые проходят через промежуточные (нехарактерные) стояки системы отопления.

Гидравлический расчет системы водяного отопления начинают с вычисления расчетного циркуляционного давления по формуле:

, Па                                            (23)

где: – расчетное циркуляционное давление, Па;

 – давление, создаваемое  циркуляционным насосом, Па;

 – естественное циркуляционное давление, Па;

 

Давление, создаваемое циркуляционным насосом определяем по формуле:

 Па                                           (24)

где: - длина всего циркуляционного кольца, м;

Естественное давление определяем по формуле:

, Па                                       (25)

где:   - естественное циркуляционное давление, возникающее в расчетном кольце системы вследствие охлаждение воды в отопительных приборах, Па;

 – естественное циркуляционное  давление, возникающее в расчетном  кольце вследствие охлаждения  воды в трубах, Па;

Значение величины  определяется по формуле:

 

где: - среднее приращение плотности при понижении ее температуры на 1 ,   (при );

- ускорение свободного  падения, ;

- тепловая нагрузка стояка, Вт;

 – тепловая нагрузка i-го прибора, Вт;

- вертикальное расстояние  от условного центра охлаждение  воды в приборе до центра  его нагревание в системе, м;

 – расчетная температура, соответственно, горячей и обратной  воды, ;

Значение величины  определяется по формуле:

 

где: – температура воды, соответственно, в начале и конце i-того участка, ;

В насосных системах допустимо не учитывать давление, если оно составляет менее 0,10∙ .

6.1 Гидравлический  расчет системы водяного отопление  по удельной линейной потери  давления

1. На расчетных участках основного циркуляционного кольца определяют расход воды по формуле:

где:  - тепловая нагрузка участка, определяется путем суммирования тепловых нагрузок последующих участков, Вт;

2. Вычисляют среднее ориентировочное значение удельной линейной потери на трение:

 

где: - длина всего циркуляционного кольца, м;

- расчетное циркуляционное  давление, Па;

3. По полученным значениям и , используя таблицы приложения определяем условный диаметр труб на участках и по значению расходов воды определяем скорость движения воды в них . Внутренний диаметр труб на участках основного циркуляционного кольца и скорость движения воды в них также можно найти по формулам:

где: - средняя плотность воды на участке, ;

 – коэффициент гидравлического  трения;

Далее по полученным данным также по приложениям или по формуле (29) определяем удельную линейную потерю давления и вычисляют произведение , где - длина расчетного участка.

При подборе диаметра труб необходимо иметь ввиду, что скорость движения воды в вертикальных трубопроводах рекомендуется принимать не менее 0,2-0,25 м/с, а в наклонных и горизонтальных - не менее 0,10-0,15 м/с и не более 1,2 м/с.

4. Потери давления в местных сопротивлениях участка определяются по формуле:

где: - сумма коэффициентов потерь давления в местных сопротивлений на участках (крестовинах, тройниках, отводах, задвижках и т.д.)

5. Общие потери давления в основном циркуляционном кольце равны:

 

При расчете основного кольца необходимо предусматривать запас давления на неучтенные потери в размере до 10% расчетного циркуляционного давления:

 

Запас (невязка) циркуляционного давления вычисляется по формуле:

Расчет основного циркуляционного кольца:

 

 

 

 

 

   Q главного стояка определяется как сумма Qст. всех стояков.

Q=207935 Па;

Расход воды на главном стояке определяется:

Расчет второстепенного циркуляционного кольца:

   Рассчитываем второстепенное  циркуляционное кольцо до наиболее  загруженного стояка.

   Вычисляем циркуляционное  давление для рассматриваемого  стояка.

 

Запас (невязка) циркуляционного давления:

В результате расчета должно выполняться:

Все условия выполняются.

Результаты гидравлических расчетов основного и второстепенного циркуляционных колец заносим в таблицу 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Проектирование системы вентиляции

7.1 Классификация систем вентиляции

Вентиляция предназначена для поддержания в помещениях требуемого состояния воздушной среды путем удаления из них вредных выделений. Система вентиляции в общем случае включает в себя устройства для забора и подачи воздуха, воздухопроводы (каналы), оборудованные для очистки и обработки воздуха, регулирующие устройства, вентилятор. Системы вентиляции классифицируют по следующим признакам:

а) по виду вентиляции – общеобменные и местные;

б) по функциональному назначению – приточные и вытяжные;

в) по способу побуждения движения воздуха – естественные и искусственные.

По сочетанию этих признаков возможны 16 видов вентиляционных систем.

 

7.2 Выбор системы вентиляции и ее конструирование.

В жилых зданиях устраивается вытяжная естественная канальная вентиляция. В общем случае естественная канальная вентиляция включает в себя следующие элементы:

- вытяжные вентиляционные каналы  с отверстиями, закрытыми жалюзийными  решетками;

- сборные горизонтальные воздуховоды;

- вытяжную шахту, для усиления  вытяжки воздуха из помещений  на шахте часто устанавливают  специальную насадку-дефлектор

В жилых зданиях вытяжные каналы, как правило, размещают в помещениях кухонь, уборных, ванных или совмещенных санитарных узлах. Удаление воздуха из жилых комнат квартир осуществляется через вытяжные каналы кухонь, ванных или других подсобных помещений. Притоки свежего воздуха в помещениях осуществляется неорганизованным путем в основном через неплотности в притворах оконных переплетов и балконных дверей.

Конструирование системы вентиляции начинают с нанесения на планы здания ее отдельных каналов. На плане типового этажа, как правило, показывают сечения вытяжных вертикальных каналов, на плане чердака изображают сечения вытяжных вертикальных каналов, сборный горизонтальный воздуховод, сечение вытяжной шахты. При этом на планах здания указывают размеры сечений каналов и шахты; в пределах каждого помещения нумеруют вертикальные каналы и показывают расстояния между нами и т.д.

Разместив на планах здания воздуховоды системы вентиляции, вычерчивают ее схему в аксонометрической проекции.

Вытяжные вертикальные каналы могут выполняться внутри степенными или приставными.

Во внутренних кирпичных стенах вентиляционные каналы устраивают в их толще или виде борозд, заделываемых гипсошлаковыми плитами. При этом размеры сечений каналов принимают кратными размерам полкирпича (140×140 мм, 140×270 мм и т.д.). В наружных стенах вентиляционные каналы не устраиваются.

Приставные вентиляционные каналы в помещениях, не имеющих внутренних капитальных стен, могут выполняться из гипсоволокнистых, шлакобетонных, бетонных, асбестоцементных плит толщиной 35-40 мм. Минимальный размер этих каналов составляет 100×150 мм.

В современных крупнопанельных зданиях вентиляционные каналы устраивают в специальных однорядных или двухрядных вентиляционных панелях.    Вентиляционные   блоки    для   зданий   с числом этажей   до   5

изготавливают с индивидуальными каналами для каждого этажа. Вентиляционные блоки зданий с числом этажей 5 и более имеют один сборный канал большого сечения, к которому подключается по схеме с перепуском через один или несколько этажей.

Сборные горизонтальные воздуховоды, прокладываемые на чердаках или в неотапливаемых помещениях, выполняют из двойных гипсошлаковых или шлакобетонных плит толщиной 50-50 мм с воздушной прослойкой 40мм. Для устройства этих воздуховодов могут применяться также и многопустотные гипсошлаковые или шлакобетонные плиты толщиной 100 мм. Размер сечения воздуховодов, расположенных на чердаках, следует принимать не иене 200×200 мм.

В бесчердачных зданиях сборные горизонтальные воздуховоды устраивают под потолком коридора, лестничных площадок и других вспомогательных помещений.

В бесчердачных жилых зданиях вентиляционные каналы часто выводят без объединения в сборный воздуховод.

В жилых зданиях высотой до 5 этажей запрещается присоединять к одному вытяжному каналу помещения, расположенные в различных этажах здания.

В зданиях же с числом этажей более 5 допускается объединение отдельных вертикальных вытяжных каналов из каждых 4-5 этажей в один сборный магистральный канал.

Вытяжные шахты системы  вентиляции жилых зданий рекомендуется устраивать с обособленными объединенными каналами. Они должны быть выше конька крыши  не менее чем на 500 мм.

Вытяжные отверстия внутри помещений жилых зданий размещают на расстоянии 590 м и ниже от поверхности потолка.

 

 

 

8. Расчёт воздухообмена в помещении 
Аэродинамический расчёт каналов системы вентиляции .

1. Определим требуемый  воздухообмен : 
Для кухонь 3 кратный воздухообмен  (ноне менее 90 м3/ч.)

                                        

  м3/ч ;                                                     (38)

  м3/ч ;

 
   При установке 4-х конфорочной  плиты не менее  м3/ч.

   Ванная индивидуальная   
   Санузел раздельный  
   Определим распологаемое естественное давление для систем ВЕ-1:

                                  

, Па ;                             (39)

   h - расcтояние по вертикали от центра вытяжного отверстия до устья вытяжной шахты ,

   g = 9,81 м/с2 ;

   ρн+5=1,27 кг/м3;

   ρв+18=1,213 кг/м3; 
Располагаемое давление для первого этажа

, Па;

   Для 9 – го этажа:

, Па;

   Для 10 – го этажа:

, Па; 
   Расчёт начинаем с наиболее неблагоприятного расположенного канала. Таким каналом является канал кухни 10-го этажа .При рекомендуемой скорости воздуха v=0,8 м/с определим сечение жалюзийной решетки участок 1 и канала участок по которым перемещается 90м3/ч воздуха.

, м2; 
Принимаем жалюзийную решётку по приложению размером 250х250 мм,

0,250х0,250 м с площадью  живого сечения fж.р.=0,0361 м2 и канал размером 140х270 мм, fк=0,14х0,27=0,0378 м2.                                       
   Определяем скорость на участках 1и 2:

 

   По приложению  коэффициент местного сопротивления  вытяжной жалюзийной решётки  ζ=1,2. Динамическое давление при скорости v=0,69 м/с 
 
При этом потери давления в жалюзийной решётки составят :

 
   Канал на участке 2 имеет прямоугольное сечение и поэтому для определения потерь на трение находим равновеликий по трению диаметр канала круглого сечения (эквивалентный диаметр).

 
По приложению при скорости в канале 0,66 м/с потери давления на трение в стальном воздуховоде R=0,05 Па/м. В кирпичном канале на участке 2 имеющем большую шероховатость, чем стальные воздуховоды ,потери на трение, согласно приложению, где Кэ=4 (кирпич )значение n=1,35 составят :

   Далее по приложению  местных сопротивлений два участка 2, имеющего два колена по 90°  и тройник на ответвлении. Так  как коэффициент местного сопротивления  в тройнике зависит от соотношений  сечений воздуховодов и расходов воздуха, то предварительно определим сечение канала на участке 3.