Проектирование систем отопления и вентиляции

 

                                                         Содержание:

 

                                                                                                                                   Стр

 

Введение.................................................................................................................

1. Исходные данные для проектирования систем отопления и вентиляции............................................................................................................
2. Теплотехнический расчет наружных ограждений .....................................
3. Расчет теплопотерь и определение удельной тепловой характеристики здания.....................................................................................................................
4. Гидравлический расчет системы отопления................................................
5. Расчет индивидуального теплового пункта.................................................
6. Расчет поверхности нагревательных приборов...........................................
7. Расчет естественной вентиляции...................................................................
8. Приложения.....................................................................................................
9. Библиографический список использованной литературы............................................................................................................

 

 

 

                                     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                            Введение

 

Системы отопления – это совокупность технических элементов, предназначенных для получения, переноса и передачи во все обогреваемые помещения количества теплоты, необходимого для поддержания температуры на заданном уровне. Системы отопления подразделяются на местные и центральные.

Центральными называют системы, предназначенные для отопления многих помещений из одного теплового центра. Тепловой центр может обслуживать одно обогреваемое сооружение и группу сооружений (в этом случае систему отопления именуют районной).

Теплоперенос в системах отопления осуществляется теплоносителем – жидкой средой (вода) или газообразной (пар, воздух, газ). В зависимости от вида теплоносителя системы отопления подразделяют на водяные, паровые, воздушные и газовые.

Центральные системы водяного и воздушного отопления устраивают с естественной циркуляцией теплоносителя или с механическим побуждением циркуляции насосом или вентиляторами.

Водяное отопление применяют при местном и центральном теплоснабжении. Система отопления состоит из теплового пункта, магистрали, отдельных стояков и ветвей с приборными узлами.

Системы водяного отопления различают:

а) по схеме соединения труб с отопительными приборами – однотрубную с последовательным соединением приборов, двухтрубную 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 прокладки подающей магистрали выше отопительных приборов; с нижней разводкой при расположении и подающей и обратной магистрали ниже приборов; 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 движением воды в магистралях.

 

 

 

 

1. Исходные данные для проектирования систем отопления и вентиляции

 

№	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Наименование	Вариант типового этажа	Район строительства	Наружная стена	Конструкция перекрытия	Конструкция пола	Количество этажей	Высота этажа (м)	Тип разводки	Высота подвала
шифр	6	г. Одесса	14	21	22	9	3,0		2,5

 

 

Общие климатические условия :

        г. Одесса

• наиболее холодной пятидневки минус 18оС, при обеспеченности 0,92;
• -наиболее холодных суток минус минус 21 оС, при обеспеченности 0,92;
• средняя температура отопительного периода  tht= -1,7 оС со средней суточной температурой ≤8 0С (СНиП 23-01-99* «Строительная климатология»)
• продолжительность отопительного периода  zht= 158 суток со средней суточной температурой ≤8 0С (СНиП 23-01-99* «Строительная климатология»)
• внутренняя температура tint= +20 оС

 

 

 

 

 

                2.   Теплотехнический расчет наружных ограждений

 

В целях сокращения потерь тепла в зимний период и поступлений тепла в летний период при проектировании здания производится теплотехнический расчет стеновых ограждений и перекрытий.

1) По Приложению  В СНиП 23-02-2003 определяем зону влажности.

Для г. Одесса – сухая  зона влажности.

2) По таблице 1 определяем влажностный режим  помещений – нормальный режим.

3) По таблице 2 определяем условия эксплуатации  ограждающих конструкций в зависимости  от влажностного режима помещений и зоны влажности района строительства – А.

4) Определяем  градусо-сутки отопительного периода  по формуле:

Dd=( tint - tht)* zht= (20 - (-1,7 ))*158 = 3428,6 °С-сут  

 

Наружная стена

Требуемое сопротивление теплопередаче стеновых ограждающих конструкций, отвечающее санитарно-гигиеническим и комфортным условиям, определяют по таблице 4 СНиП 23-02-2003.

R0 = 2,5 м2 * оС/Вт.

 

где d - толщина слоя, м;

l - расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м °С),

aв = 8,7 - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций.

aн = 23 Вт/(м °С) - коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции.

 

 

Ограждающая конструкция состоит из следующих слоёв:

• камни керамические семищелевые γ=1400кг/м3  (ГОСТ 530-2007) с коэффициентом теплопроводности = 0,50 Вт/(м °С);
• известково-песчаная штукатурка γ=1800кг/м3  толщиной = 15 мм и с коэффициентом теплопроводности = 0,70 Вт/(м °С);

                        Ro =1/αint+∑δi/λi+1/ αext (м2 °С/Вт)

Ro = 1/8,7 +х/0,50+0,015/0,70+ 1/23 = 2,64 м2 °С/Вт.

х=0,504м принимаем толщину кирпичной кладки 510мм

Ro = 1/8,7 +0,51/0,70+0,015/0,70+ 1/23 = 0,77 м2 °С/Вт.

 

Перекрытие над верхним этажом

Требуемое сопротивление теплопередаче R0 = 2,5 м2 * оС/Вт.

Ограждающая конструкция состоит из следующих слоёв:

• плиты минераловатные с коэффициентом теплопроводности = 0,049 Вт/(м °С) γ=300кг/м3 ;
• железобетонная плита толщиной = 220 мм с коэффициентом теплопроводности = 1,92 Вт/(м °С);
• пароизоляция из пароизоляционной пленки;
• керамзитобетон = 0,72 мм γ=600кг/м3   с коэффициентом теплопроводности

= 0,20 Вт/(м °С);

• цементно-песчаная стяжка толщиной = 30 мм и с коэффициентом теплопроводности = 0,76 Вт/(м °С);
• три слоя рубероида толщиной = 15 мм и с коэффициентом теплопроводности = 0,17 Вт/(м °С)

 

                        Ro =1/αint+∑δi/λi+1/ αext (м2 °С/Вт)

Ro = 1/8,7 +х/0,049+0,22/1,92+0,16/0,20+0,03/0,76+0,015/0,17+ 1/23 = 2,5 м2 °С/Вт

х=2,22 принимаем толщину керамзитобетона 22мм

Ro = 1/8,7 +2,22/0,049+0,22/1,92+0,16/0,20+0,03/0,76+0,015/0,17+ 1/23 = 3,34 м2 °С/Вт

 

Перекрытие над подвалом

Требуемое сопротивление теплопередаче R0 = 3,49 м2 * оС/Вт.

Ограждающая конструкция состоит из следующих слоёв:

• железобетонная плита толщиной = 220 мм с коэффициентом теплопроводности = 1,92 Вт/(м °С);
• керамзит γ=400кг/м3 с коэффициентом теплопроводности

= 0,17 Вт/(м °С);

• воздушная прослойка;
• покрытие пола дощатое сосна вдоль волокон толщиной = 25 мм с коэффициентом теплопроводности = 0,29 Вт/(м °С);

                        Ro =1/αint+∑δi/λi+1/ αext (м2 °С/Вт)

Ro = 1/8,7+0,22/1,92+х/0,17+0,025/0,29+ 1/23 = 3,49 м2 °С/Вт

х=0,534м принимаем толщину керамзита 550мм

Ro = 1/8,7+0,22/1,92+0,55/0,17+0,025/0,29+ 1/23 = 3,58 м2 °С/Вт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Расчет теплопотерь и определение удельной тепловой характеристики здания

 

     Потери тепла отапливаемых  помещений состоят из основных  и добавочных.

     Основные теплопотери  слагаются из теплопотерь через отдельные ограждения помещений, определяемые по формуле.

Q=F к (tв-tн5)n, Вт,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Гидравлический расчет системы отопления

 

Целью гидравлического расчёта является такой подбор диаметров трубопроводов, при котором при заданных тепловых нагрузках и расчётной величине располагаемого циркуляционного давления было бы удовлетворено равенство:

где  Р -  располагаемое циркуляционное давление (из задания);

        R -  удельная потеря давления на трение, Па/м;

        l  -  длинна участков расчётного кольца, м;

        Z – потеря давления в местных сопротивлениях, Па.

Прежде чем приступить к расчёту, следует вычертить в масштабе 1:100 аксонометрическую схему системы отопления (принятую по заданию) с показом всей необходимой арматуры и поворотов. Для отключения стояков в местах присоединения их к горячей и обратной магистрали устанавливаются пробочные краны и вентили. Перед кранами для опорожнения стояков устанавливаются тройники с пробками. Расчёт осуществляется для двух циркуляционных колец: расчётного – самого нагруженного и протяжённого – и кольца с наименьшей нагрузкой – ближнего.

Рассчитываемые кольца разделяют по ходу движения теплоносителя на отдельные расчётные участки с неизменным расходом теплоносителя и постоянным диаметром.

Тепловая нагрузка магистральных участков определяется суммой тепловых нагрузок стояков, обслуживаемых этим участком.

Расчёт диаметров участков трубопровода циркуляционного кольца ведётся с занесением всех исходных данных, промежуточных и конечных результатов в таблицу.

Расчёт рекомендуется вести в такой последовательности:

а) определить необходимый расход теплоносителя на участке, кг/ч:

где t2 и t0 – расчетные температуры воды в начале и конце стояка 0С;

б) зная располагаемое давление Р =15500 Па, определить среднюю величину удельной потери на трение Rср, Па/м, по длине рассчитываемого циркуляционного кольца:                        

где ål – сумма длин участков циркуляционного кольца, м;

      0,6 – доля потерь располагаемого давления на трение;

в) по найденным значениям Rср и G , пользуясь таблицей 15 определить ориентировочный диаметр трубопровода d и по нему принять ближайший по стандарту. Далее по принятому d и известному G следует определить фактическое значение удельного сопротивления R, скорости V и динамического давления R0. Результаты свести в таблицу.

г) используя табличные данные определить сумму коэффициентов местных сопротивлений åx на рассчитываемом участке. При этом нужно всегда иметь в виду, что местные сопротивления тройников и крестовин учитываются только со стороны долевых расходов теплоносителя и не учитываются с суммарной стороны.

д) определив потери давления по длине участка Rl в местных сопротивлениях Z, найти полные потери давления на каждом участке (Rl+Z).

е) проверить правильность гидравлического расчёта дальнего циркуляционного кольца из условия:

После расчета наиболее протяженного кольца переходят к расчету ближнего кольца.