Теплотехнический расчет

Содержание

Введение………………………………………………………………………… 3

1. Теплотехнический расчет наружных ограждений………………………4

1.1 Выбор расчетных параметров наружного и внутреннего воздуха…… 4

1.2 Определение сопротивлений теплопередаче наружных ограждений.…4

2. Тепловая мощность системы отопления……………………………… .10

2.1 Определение расчетных тепловых потерь через наружные ограждения 10

2.2 Определение общих потерь теплоты с учетом инфильтрации и теплопоступлений в помещение…………………………………………… 17

2.3 Удельная отопительная характеристика здания…………………… … 20

3. Конструирование системы отопления………………………………… 21

4. Гидравлический расчет системы отопления……………………………22

5. Расчет отопительных приборов………………………………………….34

Заключение…………………………………………………………………… .43

Список литературы…………………………………………………………… 44

Введение.

Вследствие особенностей климата на большей части территории нашей страны человек проводит в закрытых помещениях до 80% времени. Для создания нормальных условий его жизнедеятельности необходимо поддерживать в этих помещениях строго определенный тепловой режим.

Тепловой режим в помещении, обеспечиваемый системой отоп­ления, вентиляции и кондиционирования воздуха, определяется в первую очередь теплотехническими и теплофизическими свойствами ограждающих конструкций. В связи с этим высокие требования предъявляются к выбору конструкции наружных ограждений, защи­щающих помещения от сложных климатических воздействий: резкого переохлаждения или перегрева, увлажнения, промерзания и оттаивания, паро- и воздухопроницания.

Задачей данного курсового проекта является проектирование системы отопления и подбор необходимого оборудования для семиэтажного жилого здания, строящегося в городе Воркута.

В проекте принимаем наиболее экономичную однотрубную проточно-регулируемую систему с нижней разводкой и П-образными стояками, присоединенную к тепловой сети при помощи элеватора.

1. Теплотехнический расчет наружных ограждений.

1.1 Выбор расчетных параметров наружного и внутреннего воздуха.

· Внутренние метеорологические параметры:

Средние расчетные температуры:

Для жилой комнаты tвн= +20 оС

Для кухни tвн= +18 оС

Для санузлов tвн= +25 оС

Для лестничной клетки tвн= +18 оС

· Наружные метеорологические параметры:

Средние расчетные температуры:

Наиболее холодной пятидневки tн.о. = -41 оС

Отопительного периода tо.п. = -9.9 оС

· Продолжительность отопительного периода nо= 299 сут.

1.2 Определение сопротивлений теплопередаче наружных ограждений.

Задача состоит в том чтобы определить требуемое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции R0тр, м2*0С/Вт, в соответствии с требованиями СНиП II-3-79* найти толщину слоя утеплителя при вычисленном требуемом сопротивлении теплопередаче, найти фактическое значение приведённого термического сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, и коэффициента теплопередачи, Вт/м2С.

Сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции R0, должно быть больше или равно требуемому значению R0тр.

Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции R0тр определяется по большей из двух величин:

Rсгтр- требуемое сопротивление по санитарно гигиеническим нормам;

Rэнтр - требуемое сопротивление по энергосбережению.

Rсгтр , м2*0С/Вт определяется по формуле СНиП II-3-79*

,

где tвн- характерная температура отапливаемого помещения, 0С, принимаемая в соответствии с заданием, tвн=20 0С.

tн.о -расчётная температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки, 0С, которая принимается по СНиП 2.01.01.- 82.

n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху, принимаемый по табл. 3* СНиП ll-3-79*.

n =1.0- для наружных стен и наружных перекрытий;

n =0.9- для чердачного перекрытия;

n =0.6- для перекрытий над не отапливаемым подвалом.

Dtн - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, 0С, принимаемый по табл.2* СНиП II-3-79*.

Dtн =4 0С- для наружных стен и наружных перекрытий;

Dtн =3 0С- для чердачного перекрытия;

Dtн =2 0С- для перекрытий над не отапливаемым подвалом;

aв- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/( м2*0С).

aв = 8,7 Вт/( м2*0С);

· Rсгтр для наружной стены:

· Rсгтр для чердачного перекрытия:

· Rсгтр для перекрытий над не отапливаемым подвалом:

Далее определяем приведённое сопротивление теплопередаче по условиям энергосбережения. Для этого определяют ГСОП - градусо-сутки отопительного периода по формуле:

ГСОП = (tвн – tоп)n0

где tоп - средняя температура периода со средней суточной температурой воздуха £ 80С; по СНиП 2.01.01.- 82, tоп= -9.90С

n0- определяемая как продолжительность периода сут, со среднесуточной температурой наружного воздуха £ 80С по СНиП 2.01.01.- 82, n0= 299 сут.

ГСОП = (20 + 9.9)299=8940.1

Используя метод интерполяции определяем приведённое сопротивление теплопередаче Rэнтр, м2*0С/Вт, пользуясь таблицей:

Сопротивление теплопередачи по условию энергосбережения

· Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции для стены:

8000 = 2.4/1.163=2.06 м2*0С/Вт

10000 = 2.8/1.163=2.4 м2*0С/Вт

· Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции для чердачного перекрытия:

8000 = 3.4/1.163=2.9 м2*0С/Вт

10000 = 4.0/1.163=3.4 м2*0С/Вт

· Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции для перекрытия над не отапливаемым подвалом:

8000 = 3.4/1.163=2.9 м2*0С/Вт

10000 = 4.0/1.163=3.4 м2*0С/Вт

· Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции для окон и балконных дверей:

8000 = 0.7/1.163=0.6 м2*0С/Вт

10000 = 0.8/1.163=0.69 м2*0С/Вт

Определяем теплопередачу ограждающих конструкций R0тр по большей из двух величин Rсгтр и Rэнтр:

· Для стен R0тр =2.22 м2*0С/Вт

· Для чердачного перекрытия R0тр =3.14 м2*0С/Вт

· Для перекрытий над не отапливаемым подвалом R0тр =3.14 м2*0С/Вт.

· Для окон и балконных дверей R0тр =0.64 м2*0С/Вт.

Суммарное сопротивление наружной стены R0, м2*0С/Вт, определяется как сумма термических сопротивлений слоёв и сопротивлений теплоотдаче внутренней Rв и наружной Rн поверхностей по формуле:

aн - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, равный 23 Вт/( м2*0С), принимаемый по табл. 6* СНиП ll-3-79*;

aв- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, aв = 8.7 Вт/( м2*0С).

1- сухая штукатурка lш =0.19

2- кирпич глиняный обыкновенный на цементно-песчаном растворе

lк=0.7

3- теплоизоляционный слой (маты минераловатные) lут =0.064

4- кирпич глиняный обыкновенный на цементно-песчаном растворе

lк=0.7

5- цементно-песчаная штукатурка lц =0.76

Определяем толщину слоя утеплителя:

Принимая во внимание сортамент выпускаемых плит минераловатных принимаем =100 мм, толщина наружной стены тогда будет составлять 500 мм.

Roф=0.115+0.053+0.179+1.563+0.357+0.020+0.043=2.33

Рассчитаем коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции.

К=1/Roф

K =1/2.33=0.43 Вт/м2К

Таким же способом определяем толщину слоя утеплителя для чердачного перекрытия.

1- Воздухоизоляционный слой в 3 слоя рубероида lр =0.17

2- Выравнивающий слой цементно-песчаного раствора

lр=0.76

3- утеплитель (пенополистерол) lут =0.05

4- Пароизоляционный слой битума lб =0.27

5- железо-бетонная плита

Толщина чердачного перекрытия будет составлять 340 мм

Roф=0.115+0.118+0.026+2.8+0.037+0.127+0.43=3.653

Рассчитаем коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции.

К=1/Roф

K =1/3.653=0.27 Вт/м2К

Определим толщину слоя утеплителя над не отапливаемым подвалом:

1- Доска деревянная (сосна поперёк волокон) lр =0.29

2- Воздушная прослойка

3- утеплитель (пенополистерол) lут =0.05

4- железо-бетонная плита

Исходя из сортамента выпускаемых плит минераловатных принимаем =130 мм, толщина перекрытия над подвалом тогда будет составлять 340мм.

Roф=0.115+0.043+0.138+0.16+0.127+2.6=3.183

Рассчитаем коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции.

К=1/Roф

K =1/3.183=0.31 Вт/м2К

2.Тепловая мощность системы отопления.

2.1Определение расчетных тепловых потерь через наружные ограждения.

Тепло потери через наружные ограждения определяются по формуле:

Q=F(tвп-tн)(1+Sb)n/R,

где F - расчетная площадь ограждающей кон­струкции, м2;

R0 - сопротивление теплопередаче ограж­дающей конструкции, м2*0С/Вт.

tвп - расчетная температура воздуха, 0С, в помещении.

tн - расчетная температура наружного воз­духа для холодного периода года.

β- коэффициент, учитывающий добавочные потери теплоты в долях от основных потерь.

Тепло потери на ориентацию по сторонам горизонта вертикальных поверхностей ограждения являются дополнительными и учитываются следующей процентной добавкой к основным тепло потерям:

- север – 10%

- запад, восток – 5%

- юг – 0%

Также при расчетах учитываем следующие потери тепла путем введения на них процентной добавки:

угловая комната – 5%

n- коэффициент, принимаемый в зависи­мости от положения наружной повер­хности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху принимаемый по СНиП II-3-79*.

Пример расчета теплопотери комнаты 101:

Поскольку это жилая комната, то внутренняя температура 180С но т.к. помещение угловое прибавляем 20С и получаем tвп=200С.

Общие потери тепла будут состоять из следующих частей:

· потери через несущую стену, ориентированную на север.

Площадь стены высчитываем с учетом привязки главных осей и вычитаем площадь окна:

F= 3.610*3.34-1.2*1.5= 10.26 м2

Сопротивление теплопередаче ограж­дающей конструкции для внешней стены равно .

tвн-tн=22 - (-41)= 630С

Для стены коэффициент n =1.0

Добавочные потери теплоты в долях от основных потерь b=0.15, т.к. стена выходит на север(b=0.10) и помещение угловое(b=0.05).

Далее находим потери теплоты через несущую стену по формуле:

Q=F(tвп-tн)(1+Sb)n/R

Q=10.26*(22-(-41))(1+0.15)*1/2.22=334.836 Вт

· потери через несущую стену, обращенную на запад.

Площадь стены высчитываем с учетом привязки главных осей:

F= 3.60*3.34 = 12.024 м2

Сопротивление теплопередаче ограж­дающей конструкции для внешней стены равно .

tвн - tн=22-(-41)=630С

Для несущей стены коэффициент n =1.0

Добавочные потери теплоты в долях от основных потерь b=0.10, т.к. стена ориентирована на запад(b=0.05) и помещение угловое(b=0.05).

Далее находим потери теплоты:

Q=12.024*(22-(-41))(1+0.10)*1/2.22=378.756 Вт

· Потери через окно с двойным остеклением, ориентированное на север.

Площадь окна

F= 1,2 *1,5= 1.8 м2

Сопротивление теплопередаче окна с двойным остеклением равно

.

tвн - tн=22-(-41) = 630С

Для окна коэффициент n =1.0

Добавочные потери теплоты в долях от основных потерь b=0.15, т.к. окно ориентировано на север(b=0.10) и находится в угловом помещении (b=0.05).

Далее находим потери теплоты:

Q=1.8*(22-(-41))(1+0.15)* 1/0.64=203.77 Вт

· Потери через пол над неотапливаемым подвалом.

Площадь пола с учетом привязки главных осей равняется:

F= 3.48*3.1= 10.79 м2

Сопротивление теплопередаче пола над не отапливаемым подвалом .

tвн - tн=22-(-41)=630С

Для пола коэффициент n =0.6

Добавочные потери теплоты в долях от основных потерь b=0

Далее находим потери теплоты:

Q=10.79*(22-(-41))(1+0)*0.6/3.14=129.89 Вт

Основные потери помещения 101 будут равны ∑Qi всех потерь через ограждения и потери через пол над не отапливаемым подвалом коридора 101б.

∑Qi=∑Q101=334.836 + 378.756 + 203.77 + 129.89 + 27.5=1074.8 Вт

Расчеты остальных помещений сводятся в таблицы

Таблица 1

· Расчет основных потерь теплоты через лестничную клетку

2.2. Определение общих потерь теплоты с учетом инфильтрации и теплопоступлений в помещение.

Потери теплоты Q, Вт, на нагревание инфильтрующегося воздуха нужно определять учитывая 2 вида поступлений воздуха в помещение:

· Потери через неплотности в наружных ограждениях в результате действия теплового и ветрового давления;

Qинф1 = 0,24*с*∑G(tвн-tн)k

Потери теплоты в результате дисбаланса между величинами воздухообмена по притоку и вытяжки.

Qинф2 = 0,24*сLrвн*(tвн-tн)k

В качестве расчётной принимаем большую из этих величин.с- коэффициент учитывающий еденицы измерения тепловой энергии, равный 1.163Вт

G- количество инфильтрирующего воздуха через ограждающие конструкции, определяемое формуле:

G=Gн *∑F

где Gн- нормативная воздухопроницаемость, Gн=6 кг/м2ч;

∑F- расчетная площадь окон и балконных дверей;

rвн- плотность внутреннего воздуха, в нашем случае rвн=1.2 кг/м3;

L — расход удаляемого воздуха, м3/ч, не компенсируемый подогретым приточ­ным воздухом; для жилых зданий — удельный нормативный расход (L=3Fпл);

tвн и tн — расчетные температуры воздуха, 0С, соответственно в помещении и наруж­ного воздуха в холодный период года;

k — коэффициент учета влияния встреч­ного теплового потока в конструкци­ях, равный 0,7 для стыков панелей стен и окон с тройными переплета­ми, 0,8 —для окон с двойным остеклением, 1,0 — для одинарных окон, окон и балконных дверей со спаренными пе­реплетами и открытых проемов.

Пример расчёта общих потерь для помещения 101:

Принимаем температуру внутри комнаты 220С т.к. помещение угловое.

rвн=1.2 кг/м3;

Площадь поверхности пола вычисляем по внутренним стенам помещения:

F= 2.8*3.0= 8,4м2

L=3Fпл=3*8,4=25.2м3

tвн-tн=22-(-41)=630С

Вычисляем потери по обеим формулам и принимаем большее значение:

Qинф1 = 0,24*с*∑G(tвн-tн)k= 0.24*1.163*6*(2.25*2)*(22-(-41))*0.8 =189.91Вт

Qинф2 = 0,24*сLrвн*(tвн-tн)k=0.24*1.163*25.2*1.2*(22-(-41))*0.8 =425.41Вт

В качестве расчётной принимаем Qинф2

Общие потери теплоты помещения определяются по формуле:

Qпом=Qосн+Qинф-Qбыт

Qбыт=10Fпл= 10*8.4=84Вт

Qпом=1260.1+425.41-84=1601.51 Вт

Расчеты остальных помещений сводятся в таблице:

Таблица 2

2.3. Удельная отопительная характеристика здания.

Удельная отопительная характеристика используется для оценки теплотехнических показателей принятого конструктивно планировочного решения здания, а также для ориентировочного расчета необходимого количества теплоты для отопления здания.

Qор- расчетные потери теплоты здания;

Qор = ∑Qпол = 128648,59 Вт

Vн- объем здания по наружному обмеру;

Vн= 21,38*294=4381,04 м3

a- поправочный коэффициент учитывающий зависимость отопительной характеристики здания от расчетной температуры наружного воздуха tн и для жилых зданий определяется по формуле:

3. Конструирование системы отопления.

При разработке системы отопления руководствуемся требованиями третьей главы СНиП II.04.05 – 91* “Отопление вентиляция и кондиционирование”.

Тепловой пункт размещают в подвале центральной части зданий.

В данном курсовом проекте разрабатывается однотрубная проточно-регулирующую систему водяного отопления с нижней тупиковой разводкой магистралей и П-образным стояком.

Магистральные трубопроводы системы отопления прокладываются в подвале на кронштейнах вдоль наружных стен здания.

Для обеспечения выпуска воздуха и спуска воды уклоны магистральных трубопроводов горячей и обратной воды должны быть не менее 0,002. Уклон магистралей обычно направлен в сторону теплового пункта.

Система отопления обычно состоит из нескольких отдельных ответвлений, подключённых к общей распределительной магистрали, что позволяет производить регулировку теплоотдачи разных частей системы и отключать их при необходимости ремонтных работ. Удаление воздуха в системе с нижней разводкой магистралей осуществляется через краны, устанавливаемые на отопительных приборах верхних этажей. В нижних точках разводящих трубопроводов и на стояке устанавливаются устройства для спуска воды. Присоединение системы отопления к тепловой сети осуществляется через элеватор.

В жилых зданиях применяются чугунные и стальные радиаторы, конвекторы и, при обосновании, отопительные панели. В данном курсовом проекте рекомендуется применять чугунные радиаторы.

Отопительные приборы размещают в нишах под окнами, если это невозможно - у наружных или внутренних стен. В угловых помещениях приборы размещают вдоль обеих наружных стен, в лестничных клетках отопительные приборы устанавливаются под лестничным маршем первого этажа, их присоединяют к отдельным стоякам системы отопления.

П-образные стояки системы отопления имеют подъемный и опускной участки. Подъемный участок прокладывают по помещениям с меньшими тепловыми нагрузками. Отопление ванных комнат осуществляется полотенце- сушителем, которое присоединяется с циркуляционным стояком системы горячего водоснабжения. На подводках к накопительным приборам для регулирования теплоотдачи устанавливают регулирующую арматуру.

4. Гидравлический расчет системы отопления.

Гидравлический расчёт трубопроводов системы отопления выполняется по методу характеристик сопротивления с постоянными перепадами температур воды в стояках.

Для гидравлического расчёта из всей системы отопления выбираем наиболее нагруженную ветвь. Её чертёж со всеми необходимыми данными представлен на расчётной схеме в масштабе 1:100.

В связи с тем, что для проектируемой системы отопления не задан определённый располагаемый перепад давлений, гидравлический расчёт начинаем с последнего по ходу горячей воды стояка 1.

Общая методика расчёта методом характеристик сопротивления:

· Определяем тепловые нагрузки всех стояков в системе отопления как сумму общих потерь теплоты отопительных приборов:

Для остальных стояков расчёт производится аналогичным образом:

· Определяем расходы воды по стоякам:

tг- расчетная температура горячей воды в начале подающей

магистрали системы отопления, °С;

tо- расчетная температура горячей воды на обратной магистрали системы отопления, °С;

β1- поправочный коэффициент, учитывающий теплопередачу через дополнительную площадь, принимаемых к установке отопительных приборов, в нашем случае β1=1.02;

β2- поправочный коэффициент, учитывающий дополнительные потери теплоты, вызванные размещением отопительных приборов у наружных стен, для нашего случая β2=1.04;

Значения tг и tо принимаем из задания равными соответственно 95 и 70°С.

· Действительные потери давления в стояке рассчитывают по формуле:

- характеристика сопротивления стояка;

· В зависимости от принятого диаметра участка магистрали определяем его характеристику сопротивления:

А- удельное динамическое давление в трубопроводе;

L- длина участка трубопровода;

d- диаметр трубопровода;

l- коэффициент трения;

- сумма коэффициентов всех сопротивлений на участке;

· Потери давления на участке магистрали определяются по формуле:

· Располагаемый перепад давлений для второго стояка равен сумме потерь давления в стояке 1, в подающей и обратной магистрали:

· По известным значениям располагаемого перепада давления и расхода теплоносителя для второго стояка находим требуемую характеристику сопротивления для данного стояка.

· Задаемся диаметром второго стояка и определяем его действительную характеристику сопротивления. Она должна быть близка к требуемой характеристике сопротивления:

· По расходу воды и полученному значению действительной характеристики сопротивления второго стояка находим действительные потери давления во втором стояке. Невязка давлений располагаемого и действительного не должна превышать 15%:

· Общее гидравлическое сопротивление системы отопления высчитывается по формуле:

Расчет стояка 1

Руководствуясь данными табл. 1, принимаем диаметры стояка 1 и радиаторных узлов равными 20 мм.

Таблица 1

Данные для предварительного выбора однотрубных стояков водяного отопления

Определение полной характеристики сопротивления стояка 1 как суммы характеристик сопротивления:

а) 7 вертикальных этажестояков проточно-регулируемых систем d = 20 мм:

кгс/м2 /(кг/ч)2

б) радиаторных узлов верхнего этажа:

кгс/м2 /(кг/ч)2

в) прямых участков труб стояка d=20 мм общей длиной l =7,5+12+0,8=20,3м:

кгс/м2 /(кг/ч)2

г) местных сопротивлений:

- вентиля на подающей магистрали с коэффициентом ξ=10

- пробкового крана на обратной магистрали с ξ=2

- отводов (4 шт.), гнутых под углом 90°, с ξ=1·4=4

- отступов от стояка к магистрали (2 шт.) с ξ=0,5·2=1

- тройников на проход горячей магистрали при Gпр/Gсб = 565,6/1052,7 = 0,53 с ξ=0,5

- тройников на проход обратной магистрали при Gпр/Gсб = 0,53 с ξ=3

Общая сумма составляет ∑ξ=20,5.

кгс/м2 /(кг/ч)2

Таким образом, полная характеристика сопротивления стояка 1:

кгс/м2 /(кг/ч)2

Действительные потери давления в стояке 1:

Расчет Ст2.

= 1896 кгс/м2 G=487,1 кг/ч

Ориентировочный расчёт показывает, что сконструировать стояк 2 из труб одного диаметра так, чтобы его характеристика сопротивления соответствовала требуемой, нельзя. Поэтому конструируем стояк из следующих частей:

· подъёмного участка с радиаторным узлом верхнего этажа диаметром 20мм.

· опускной части с радиаторным узлом верхнего этажа диаметром 15мм.

Подъемная часть(d=20мм):

S1=6*3.15*10-4=18,9*10-4 кгс/м2

радиаторный узел верхнего этажа с d=20мм: S12=1*1.46*10-4 =1.46*10-4 кгс/м2

Опускная часть(d=15мм):

S2=6*13.38*10-4=80,29*10-4 кгс/м2

радиаторный узел верхнего этажа с d=15мм: S22=1*5.03*10-4 =5.03*10-4

кгс/м2

Прямые участки труб с d=15мм и d=20 мм:

S3= 0.8*2.89*10-4 +0.8*0.59*10-4 +0.49*2.89*10-4 =8,45*10-4 кгс/м2

Местные сопротивления:

для подъемной части(d=20мм):

Вентиль на подающей магистрали x=10

Отвод гнутый под углом 900 (1): x=1-для d=20мм

Отступ от стояка к магистрали(1шт) x=0.5

Внезапное сужение x=0.5;

по формуле , для труб с с d=20мм A=0.325*10-4 кгс/м2, находим:

Для опускной части(d=15мм):

Пробковый кран на обратной магистрали x=3.5

Отвод гнутый под углом 900 (1): x=1.5-для d=15мм

Отступ от стояка к магистрали(1шт) x=0.5;

по формуле , для труб c d=15мм A=1.08*10-4 кгс/м2 , находим

Полная характеристика сопротивления Ст2

Sст2 =(18,9+1.46+80,29+5.03+8,4+3.9+5.94) *10-4= 123,92*10-4 кгс/м2

Расчет действительной потери давления для Ст2:

=∑S*G2

=123,92*10-4*487,12 =2940 кгс/м2

Невязка давлений

Расчет участка 2-3.

Принимаем диаметр участка d=25 мм

G= 1052,7 кг/ч

Расчет характеристики сопротивления на участке 2-3:

А=0,125 *10-4 кгс/м2

Расчет потери давления для участка 2-3:

=∑S*G2

Расчет участка 2’-3’.

Принимаем диаметр участка d=25 мм.

G= 1052,7 кг/ч

Расчет характеристики сопротивления на участке 2’-3’:

Расчет потери давлений для участка 2’-3’

Расчет Ст3.

Gст3=387,1 кг/ч

Перепад давлений (располагаемый) для Ст3:

Рст3= 1896 +103,3+111,6= 2110,9 кгс/м2

Ориентировочный расчёт показывает, что сконструировать стояк 3 из труб одного диаметра так, чтобы его характеристика сопротивления соответствовала требуемой, нельзя. Поэтому конструируем стояк из следующих частей:

· подъёмного участка с радиаторным узлом верхнего этажа диаметром 20мм.

· опускной части с радиаторным узлом верхнего этажа диаметром 15мм.

Подъемная часть(d=20мм):

S1=6*3.15*10-4=18,9*10-4 кгс/м2

радиаторный узел верхнего этажа с d=20мм: S12=1*1.46*10-4 =1.46*10-4 кгс/м2

Опускная часть(d=15мм):

S2=6*13.38*10-4=80,28*10-4 кгс/м2

радиаторный узел с d=15мм: S22=1*5.03*10-4 =5.03*10-4 кгс/м2

Прямые участки труб с d=15мм и d=20 мм:

S3= 0.8*2.89*10-4 +0.8*0.59*10-4 +0.79*2.89*10-4 =5.06*10-4 кгс/м2

Местные сопротивления:

Для подъемной части(d=20мм):

Вентиль на подающей магистрали x=10

Отвод гнутый под углом 900 (1): x=1-для d=20мм

Отступ от стояка к магистрали(1шт) x=0.5

Внезапное сужение x=0.5;

по формуле , для труб с с d=20мм A=0.325*10-4 кгс/м2, находим

Для опускной части(d=15мм):

Пробковый кран на обратной магистрали x=3.5

Отвод гнутый под углом 900 (1): x=1.5-для d=15мм

Отступ от стояка к магистрали(1шт) x=0.5;

по формуле , для труб c d=15мм A=1.08*10-4 кгс/м2 , находим

Полная характеристика сопротивления Ст3

Sст3 =(18,9+1.46+80,28+5.03+5.06+3.9+5.94) *10-4= 120,57*10-4 кгс/м2

Расчет действительной потери давления для Ст3:

=∑S*G2

=120,57*10-4*387,12= 1806.6 кгс/м2

Невязка давлений

Расчет участка 3-4.

Принимаем диаметр участка d=32 мм.

G= 1439,8 кг/ч

Расчет характеристики сопротивления на участке 3-4:

А=0.04 *10-4 кгс/м2

Расчет потери давления для участка 3-4:

=∑S*G2

Расчет участка 3’-4’.

Принимаем диаметр участка d=25 мм.

G= 1439,8 кг/ч d=32мм

Расчет характеристики сопротивления на участке 3’-4’:

Расчет потери давлений для участка 3’-4’

Расчет участка 4-5.

Принимаем диаметр участка d=40 мм.

G= 1859,5 кг/ч

Расчет характеристики сопротивления на участке 4-5:

А=0.0235 *10-4 кгс/м2

Тройник на проход с поворотом x=1.5

Вентиль x=8

Расчет потери давления для участка 4-5:

=∑S*G2

Расчет участка 4’-5’.

Принимаем диаметр участка d=40 мм.

G= 1859,5 кг/ч

Расчет характеристики сопротивления на участке 4’-5’:

Тройник на проход с поворотом x=1.5

Вентиль x=8

Расчет потери давлений для участка 4’-5’

=∑S*G2

Расчет участка 5-6.

Принимаем диаметр участка d=50 мм.

G= 2339,5 кг/ч

Расчет характеристики сопротивления на участке 5-6:

А=0.0084 *10-4 кгс/м2

Тройник на проход с поворотом x=1.5

Вентиль x=7

Расчет потери давления для участка 5-6:

=∑S*G2

Расчет участка 5’-6’.

Принимаем диаметр участка d=50 мм.

G= 2339,5 кг/ч

Расчет характеристики сопротивления на участке 5’-6’:

Тройник на проход с поворотом x=1.5

Вентиль x=7

Расчет потери давлений для участка 5’-6

Гидравлический расчёт однотрубной системы с нижней разводкой при тупиковой схеме сети с постоянными перепадами температуры воды в стояках.

5. Расчет отопительных приборов.

Для поддержания в отапливаемом помещении расчетной температуры воздуха необходимо, чтобы количество теплоты, отдаваемой отопительными приборами и трубопроводами, равнялось тепловым потерям.

По заданию вид отопительных приборов - чугунные секционные радиаторы типа МС-140.

Пример расчёта отопительных приборов:

Радиатор находится в 102-м помещении

Т.к в помещении два радиатора, то для одного радиатора принимаем

Qпом =1517,51/2=757,75 Вт

tвн=18 0С

tвх=95 0С

tвых=70 0С

Температура на выходе из прибора:

tвых=tвх-Qпом*β1 *β2/(cαGст)

где tвх - температура входа воды в этаже-стояк, °С .

Qпом - тепловая нагрузка помещения, в состав которого входит рассчитываемый отопительный прибор, Вт;

Gст - расход воды по стояку;

с - теплоёмкость воды, равная 1.163Вт;

a - коэффициент затекания, при установке кранов КРТ a = 1,0.

0С

Средний температурный напор

Коэффициент теплопередачи отопительного прибора

,

где - коэффициент, учитывающий направление движения воды в приборе, при схеме движения теплоносителя ”снизу- вверх” для чугунных радиаторов определяется по формуле , в остальных случаях =1;

n,p,с- экспериментальные числовые показатели;

b- коэффициент учета атмосферного давления, для чугунных секционных радиаторов про р=760 мм. рт. ст. b=1.0;

kном- номинальный коэффициент теплопередачи, для отопительных приборов вида МС-140 kном=10.36 Вт/ч*м2*С

Теплоотдача трубопроводов:

,

где Lв , Lг – общие длины соответственно вертикальных и горизонтальных трубы, м;

qв , qг - теплоотдача 1 м соответственно вертикальных и горизонтальных труб, Вт/м, определяемая по прил.8(стр.302) учебного пособия “Тепловой режим зданий’;

Теплоотдача прибора в отапливаемое помещение:

,

где β- коэффициент, учитывающий долю теплоотдачи трубопроводов, в помещении при открытой прокладке труб β=0.9

Поверхность нагрева отопительного прибора:

Расчетное число секций:

,

где β3- коэффициент, учитывающий количество секций в приборе, для отопительных приборов вида МС-90 определяется по формуле:

,

где β4- коэффициент, учитывающий способ установки отопительного прибора, при открытой установке β4=1.0

Получившееся число округляют до целого с учётом того ,что если оно превышает целое на 25% то число секций радиатора округляется в большую сторону.

=5

Заключение

В результате выполнения данного курсового проекта я приобрел навыки самостоятельного решения задач, связанных с проектированием систем центрального отопления зданий, а именно с теплотехническим расчетом наружных ограждений, определением тепловых потерь здания, конструированием систем отопления, гидравлическим расчетом системы отопления и расчетом отопительных приборов.

Список литературы

1. Методические указания к выполнению курсового проекта «Пример гидравлического расчёта однотрубных вертикальных систем центрального отопления», №6918

2. Методические указания к выполнению курсового проекта «Гидравлический расчет однотрубных вертикальных систем центрального отопления», №6918

3. Ерёмкин А.И., Королёва Т.И.

Учебное пособие «Тепловой режим зданий» Издательство ABC,2003.368с.

4. СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника»

5. СНиП 2.04.05-91* « Отопление вентиляция и кондиционирование СНиП 2.01.01-82 « Строительная климатология и геофизика »

6. СНиП 2.08.01-85* « Жилые здания »