Теплогазоснабжение

       м² *ч*Па/кг

Rи₂ – для наружных дверей при входе в здание через тамбур – 0,3

0,21-числовой  коэффициент, учитывающий перепад  давлений ∆p_о =10Па, при котором определены расчётные значения R_и (0,21 =1/10^м)

∆р_i - перепад    давления    на    поверхности    соответствующих

ограждений  в зоне расположения воздухопроницаемого  элемента

 

Dр_i = 9,8·(Н-h)·(r_н – r_в)+0,5·V²·r_н·k-Р - разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях окна, Па

где Н = 10,5 м – высота устья вентиляционной шахты над поверхностью земли; 

h= 2,6 м – высота центра окна от поверхности земли

r_н, r_в – плотности наружного и внутреннего воздуха, кг/м³, соответственно при t_в и t_н, рассчитываются по формуле: r = 353/(273+t)

V= 9,0 м/с – расчетная скорость ветра в январе

k – коэффициент, учитывающий изменение скоростного (динамического) давления ветра в зависимости от высоты и местности (принимаем к =1)

Р - потеря давления воздуха в вытяжной системе, Па

 

Р=h₁q(p₊₅-p_в)

h₁ - расстояние от центра вытяжной решетки до устья вентиляционной шахты, м

p₊₅ – плотность наружного воздуха при t = +5 °С, кг/м³

 

Расход теплоты на нагрев воздуха, поступающего для компенсации естественной вытяжки из квартиры Qв, (Вт) определяется по формуле:

Qв = (t_в – t_н^вент)·Ап

где Ап – площадь пола, м2;

t_н^вент= -18 ^оС – температура наружного воздуха для расчета вентиляции.

 

Бытовые теплопоступления Qб, (Вт) определяются для всех помещений, кроме лестничной клетки

Q_б=21·Ап(1-δ)                                   
Ап - площадь пола рассматриваемого помещения, м2;

δ – коэффициент, применяемый в зависимости от способа регулирования системы отопления (водяное отопление с местным регулированием – 0,6; водяное отопление без регулирования – 0,2)  

 

Тепловые нагрузки на отопительные приборы Q_от для жилых комнат:

Q_от.ж= Q_тп+ Q_и,в – Q_б

где Q_и,в – наибольшая величина из расходов теплоты на инфильтрацию или вентиляцию:

для кухонь: Q_от.к= Q_тп+ Q_и – Q_б

для лестничных клеток: Q_от.л= Q_тп+ Q_и

 

Расчет тепловой нагрузки приводится в Таблице 2.

 

Рассмотрим  помещение 101:

Окно с двойным  остеклением в раздельных переплетах

t_н^вент= -18 ^oС

t_н= -25^oС; t_в= 20^oС

r_н= 353/(273-25)= 1,42 (кг/м³)

r_в= 353/(273+20)= 1,20 (кг/м³)

Q_и = 0,28·  ΣG_o·1·(20+25)·0,8= 10,08 ΣG_o (Вт)

ΣG_o = 0,21 Σ (Δр₁^2/317,36)/2,84

Dр₁= 9,8·(10,5-3,6)·(1,42–1,20)+0,5·9,0²·1,42·1-Р= 15.484+57.51-Р =73-Р(Па)

Р=7,3·9,8(1,27-1,2)=5 (Па)

Dр₁= 73-5= 68 (Па)

ΣG_o = (0,21·16,6·17,36)/2,84=21,31 кг/м²ч

Q_и = 10,08 ΣG_o =10,08· 21,31 = 215 (Вт)

А_п= 17,36 м²

Q_в = 20-(-18)·17,36=660 (Вт)

Q_б=21·17,36(1-0,2) = 292 (Вт)

Q_от.ж= Q_тп+ Q_и,в – Q_б

Q_от.ж= = 2442+660-292= 2810 (Вт)

 

Рассмотрим  помещение 102

Окно с двойным  остеклением в раздельных переплетах

t_н^вент= -18 ^oС

t_н= -25^oС; t_в= 18^oС

r_н= 353/(273-25)= 1,42 (кг/м³)

r_в= 353/(273+18)= 1,21 (кг/м³)

Q_и = 0,28· ΣG_o·1·(18+25)·0,8= 9,6 ΣG_o (Вт)

ΣG_o = 0,21 Σ (Δр₁^2/315,12)/2,84

Dр₁= 9,8·(10,5-3,6)·(1,42–1,21)+0,5·9,0²·1,42·1-Р= 16,25 +57.51-Р =71,7-Р(Па)

Р=7,3·9,8(1,27-1,21)=4,3 (Па)

Dр₁= 71,7-4,3= 67,4 (Па)

ΣG_o = (0,21·16,6·15,12)/2,84=18,6 кг/м²ч

Q_и = 9,6 ΣG_o =9,6· 18,6 = 179 (Вт)

А_п= 15,12 м²

Q_в = 18-(-18)·15,12=544 (Вт)

Q_б=21·15,12(1-0,2) = 254 (Вт)

Q_от.ж= Q_тп+ Q_и,в – Q_б

Q_от.ж= = 913+544-254= 1203 (Вт)

 

Рассмотрим  помещение 103:

Лестничная  клетка с дверью

t_н^вент= -18 ^oС

t_н= -25^oС; t_в= 16^oС

r_н= 353/(273-25)= 1,42 (кг/м³)

r_в= 353/(273+16)= 1,22 (кг/м³)

Q_и = 0,28· ΣG_o·1·(16+25)·0,8= 9,18 ΣG_o (Вт)

ΣG_o = 0,21 Σ (Δр₁^1/216,24)/0,3

Dр₁= 9,8·(10,5-3,6)·(1,42–1,22)+0,5·9,0²·1,42·1-Р= 15,48 +57.51-Р =73-Р(Па)

Р=7,3·9,8(1,27-1,22)=3,58 (Па)

Dр₁= 73-3,58=69,42 (Па)

ΣG_o = (0,21·8,33·16,24)/0,3=94,7 кг/м²ч

Q_и = 9,18 ΣG_o =9,18· 96 = 881 (Вт)

Q_от= Q_тп+ Q_и

Q_от= = 1177+881= 2058 (Вт)

 

Рассмотрим  помещение 112

Кухня

t_н^вент= -18 ^oС

t_н= -25^oС; t_в= 15^oС

r_н= 353/(273-25)= 1,42 (кг/м³)

r_в= 353/(273+15)= 1,23 (кг/м³)

Q_и = 0,28· ΣG_o·1·(15+25)·0,8= 8,96 ΣG_o (Вт)

ΣG_o = 0,21 Σ (Δр₁^2/315,12)/2,84

Dр₁= 9,8·(10,5-3,6)·(1,42–1,23)+0,5·9,0²·1,42·1-Р= 12,8+57,5-Р =70,3-Р(Па)

Р=7,3·9,8(1,27-1,23)=2,9 (Па)

Dр₁= 70,3-2,9= 67,4 (Па)

ΣG_o = (0,21·16,6·15,12)/2,84=18,6 кг/м²ч

Q_и = 8,96 ΣG_o =8,96· 18,6 = 167 (Вт)

А_п= 15,12 м²

Q_в = 20-(-18)·15,12=575 (Вт)

Q_б=21·15,12(1-0,2) = 254 (Вт)

Q_от= Q_тп+ Q_и – Q_б

Q_от.к= = 814+167-254= 727 (Вт)

 

Рассмотрим  помещение 203:

Лестничная  клетка с окном

t_н^вент= -18 ^oС

t_н= -25^oС; t_в= 16^oС

r_н= 353/(273-25)= 1,42 (кг/м³)

r_в= 353/(273+16)= 1,22 (кг/м³)

Q_и = 0,28· ΣG_o·1·(16+25)·0,8= 9,18 ΣG_o (Вт)

ΣG_o = 0,21 Σ (Δр₁^1/216,24)/2,84

Dр₁= 9,8·(10,5-6,6)·(1,42–1,22)+0,5·9,0²·1,42·1-Р= 7,6 +57.51-Р =65-Р(Па)

Р=4,3·9,8(1,27-1,22)=2,1 (Па)

Dр₁= 65-2,1=62,9 (Па)

ΣG_o = (0,21·15,8·16,24)/2,84=19 кг/м²ч

Q_и = 9,18 ΣG_o =9,18· 19 = 174 (Вт)

Q_от= Q_тп+ Q_и

Q_от.к= = 2637+174= 2811 (Вт)

 

 

Определение удельной тепловой характеристики

 

Удельная тепловая характеристика q_уд, Вт/м³, определяется по формуле:

q_уд = S Q_от/V_зд·(t_в–t_н)

где  S Q_от=58349 – отопительная нагрузка на все здание, Вт;

V_зд – объем здания по наружным параметрам без учёта чердака, м³;

V_зд=a·b·h

где

a=31,04 м –длина здания;

b=12,44 м ширина здания;

h=6,4 м – высота здания

V_зд=31,04·12,44·6,4= 5471,28 м³

t_в=18 – расчетная средняя температура воздуха всего здания;

t_н=t₅= -25 ^оС

 

q_уд= 58349/(5471,28·(18-(-25))=0,43 Вт/м³

 

 

 

Гидравлический расчет трубопроводов системы отопления

Так как система отопления  питается теплоносителями от тепловой сети с параметрами 130-70, то для понижения  температуры системы водяного отопления, присоединяется через водоструйный элеватор, который установлен в помещении теплового ввода в подвале здания.

 

Разность давлений подающие обратным трубопроводом на вводе  в здание для расчета системы  отопления принята 150кПа.

Исходя из тепловой нагрузки участка определяется расход воды на участках (количество воды, циркулирующей в системе отопления) G_от, кг/ч:

Подбор водоструйного элеватора

u =1,15·G₀/G₁ или  u = 1,15·T_r-t_r/ t_r-t₀

где:

1,15 - запас в 15% принимаемый в расчетах для коэффициента смешения и.

Т_г =130°С - температура теплоносителя подводимого к водоструйному элеватору

t_r = 95°С – температура горячей воды в системе отопления

t_о = 70°С – температура охлаждённой воды в системе отопления

u =1,15·130-95/95-70 = 2,18

Диаметр горловины водоструйного элеватора d_г вычисляют по формуле

d_r = 15,5 · G_c^0,5/Δр_н^0,25

где:

G_с – max расход воды в системе отопления

∆р_н - насосное циркуляционное давление для системы, кПа полученное по формуле:

Δр_н = р₁-р₂/1,4(1+u)²

где: р₁ - р₂ - разность давлений на вводе = 150кПа

Δр_н = 150/1,4(1+2,18)² = 10,6

d_r = 15,5 · 2,116^0,5/10,6^0,25 = 15,5·1,45·1,8 = 40,5 мм

Диаметр горловины d_r = 47 мм, элеватор № 6

Диаметр сопла d_с, см определяем по формуле:

d_с= d_r /1+u =47/1+2,18 = 14,8

 

Для прибора первого этажа:

Δp_e1эт. = 6,28·h₁(t_г-t₀) = 6,28 ·1,2(95-70) = 188,4 Па

где:

h₁ =1,2 м– расстояние по вертикали от уровня расположения центра элеватора до                            центра отопительного прибора первого этажа

В зависимости  от принятого диаметра, вычисляем скорость воды V и удельные потери на трение R методом интерполяции (по прилож. 4):

1) d=50 мм, G=2116 кг/ч

2090	0,265	20
2116	V	R
2552	0,323	30

V = 0,265+(2116-2090/2552-2090)·(0,323-0,265/1) = 0,27 м/с

R = 20+(2116-2090/2552-2090)·(30-20/1) =21 Па/м

2) d=32 мм, G=1104 кг/ч

1026	0,284	40
1104	V	R
1149	0,318	50

V = 0,284+(1104-1026/1149-1026)·(0,318-0,284/1) = 0,31 м/с

R = 40+(1104-1026/1149-1026)·(50-40/1) = 46 Па/м

3) d=25 мм, G=610 кг/ч

530	0,257	50
610	V	R
614	0,296	55

V = 0,257+(610-530/614-530)·(0,296-0,257/1) = 0,29 м/с

R = 50+(610-530/614-530)·(55-50/1) = 55 Па/м

 

4) d=20 мм, G=460 кг/ч

430	0,332	100
460	V	R
469	0,362	120

V = 0,332+(460-430/469-430)·(0,362-0,332/1) = 0,36 м/с

R = 100+(460-430/469-430)·(120-100/1) = 115 Па/м

5) d=20 мм, G=283 кг/ч

267	0,206	40
283	V	R
297	0,230	50

V = 0,206+(283-267/297-267)·(0,230-0,206/1) = 0,22 м/с

R = 40+(283-267/297-267)·(50-40/1) = 50 Па/м

6) d=15 мм, G=198 кг/ч

183	0,269	100
198	V	R
201	0,295	120

V = 0,269+(198-183/201-183)·(0,295-0,269/1) = 0,29 м/с

R = 100+(198-183/201-183)·(120-100/1) = 117 Па/м

7) d=15 мм, G=96 кг/ч

95	0,140	30
96	V	R
112	0,164	40

V = 0,140+(96-95/112-95)·(0,164-0,140/1) = 0,14 м/с

R = 30+(96-95/112-95)·(40-30/1) = 31 Па/м

Результаты приведены  в Таблице 3.

 

 

 

 

 

Расчет поверхности  отопительных приборов

 

Отопительные приборы: чугунные секционные радиаторы марки М-140 АО.

 

Расчётная разность между температурой воды в  приборе и температурой воздуха в помещении

Δt=t_пр.- t_в

где: t_пр. – средняя температура в нагревательном приборе:

t_пр.= t_r+t₀/2 = 95+70/2 = 82,5 ⁰С

Δt=t_пр.- t_в = 82,5- 20 = 62,5 ⁰С

Теплоотдача I экм прибора q_э для чугунного радиатора:

qэ=2,08·Δt^1,32·G^0,03_отн

qэ=2,08·62,5^1,32·1^0,03 = 2,08·234,73·1=488,24 Вт/экм     

Где: Δt - разность между средней температурой воды в приборе и температурой воздуха в помещении:

   G_отн – относительный расход теплоносителя, проходящего через прибор

G_отн = 3,6q_э/17,4c(t_г-t₀)

где G – действительный расход теплоносителя в приборе, кг/ч

с =4,187 кДж/кг.К – удельная массовая теплоёмкость воды

t_г =95 °С, - температура горячей воды в системе отопления