Теплогазоснабжение и вентиляция

Министерство общего и профессионального образования РФ

Вологодский политехнический институт

Кафедра Теплогазоснабжения и вентиляции.

Расчетно-пояснительная записка

к курсовой работе

Отопление и вентиляция жилых зданий

Выполнил

студент: Секретарев Е.В.

группа СП-31

Проверил

преподаватель : Стоумова Н.В.

г. Вологда 1998

Введение

В курсовой работе по отоплению и вентиляции необходимо разработать проект системы отопления (водяной насосной однотрубной с нижней разводкой) с нагревательными приборами М- 140 и системы вытяжной вентиляции для 2 этажного, жилого здания . Предполагаемый район строительства г. Вологда . Параметры воды в системе отопления 95 -70 ⁰ С . Источником теплоснабжения является индивидуальный котел.

1. Выбор параметров внутреннего и наружного воздуха

Выбор параметров внутреннего и наружного воздуха производится в соответствии с [ 3 ] .

t _хс =-35, ⁰ С ( температура наиболее холодных суток )

t _н5 =-31, ⁰ С (температура наиболее холодной пятидневки )

t _хп = -16 , ⁰ С ( средняя температура наиболее холодного месяца )

t _оп = -4.8 , ⁰ С ( средняя температура отопительного периода )

n_о = 228 , сут (число суток отопительного периода )

V = 6 , [м/с] ( средняя скорость ветра за январь месяц )

Выбор параметров внутреннего микроклимата производится по [ 4 ] и принимается :

для неугловых жилых комнат t _вн = + 20 °C,для t _н5 = -31 ⁰ С

для угловых комнат температура увеличивается на 2°C

для кухонь t _вн = + 18 °C

2. Теплотехнический расчет наружных ограждений

Определение требуемых сопротивлений теплопередаче для наружных ограждающих конструкций производится по формуле

, по [3] (2.1)

где n : для стен = 1;

пола = 0.6;

потолка = 0.9

t_н  нормативный перепад температур между температурой внутренней поверхности наружного ограждения и температурой внутреннего воздуха в центре помещения

для наружных стен t_н = 4 С

для пола 1-го этажа t_н = 2 С

для перекрытий верхнего этажа t_н = 3 С

_вн  коэффициент теплоотдачи от внутренней поверхности наружного ограждения внутреннему воздуху

_вн = 8.7

= 0.53  для окон и балконных дверей

= 1.18  для наружных дверей

= 1.97  для наружных стен

= 2.96  для перекрытия над верхним этажом

=2.6 9  для пола первого этажа

Выбор конструкций наружных ограждений производится из условия

> , по  5 ]

Определение требуемых сопротивлений теплопередаче для наружных ограждающих конструкций из условий теплосбережения.

=ГСОП =(t_в-t_оп)*z_оп

ГСОП=5654 ⁰сут. R_0тр=1,9

2.1 Определение теплопотерь подвала

В курсовой работе рассчитаны теплопотери подвала здания. Результаты расчета приведены в таблице 1(2). Расчет тепловых потерь подвала ведут по зонам. Зона - план подземной части по периметру здания разделенный на участки шириной два метра. В площадь первой зоны наружные углы включаются два раза.

Расчет ведется по формулам:

1) Основные теплопотери помещения подвала

Q_зоны =1/ R_зоны * F_зоны (t_вн - t_нар ) [Вт] , где

R_зоны - Сопротивление теплопередачи зон подвала.

F_зоны – Площадь зоны подвала.

t_вн  температура воздуха в рассматриваемом помещении

t_нар  температура наружного воздуха наиболее холодных суток

Пример расчета

Q_гараж=1/2,1*(3,7*2+2*2*2+4,2*2+3,2*4)*49+1/4,3*(8*2)*49+1/8,6*(6,2*1,7)*49=

=1078,72 (Вт)

2.2 Определение теплопотерь помещения

В курсовой работе рассчитаны теплопотери помещений индивидуального жилого дома. Результаты расчета приведены в таблице 1(2).

Расчет ведется по формулам:

1) Основные теплопотери здания

Q_осн = [Вт] , где

k = 1/R  коэффициент теплопередачи рассматриваемого ограждения

F  площадь ограждения, определенная по правилам обмера

t_вн  температура воздуха в рассматриваемом помещении

 коэффициент добавки на ориентацию здания

n  коэффициент учитывающий вид ограждающих конструкций

2) Теплопотери на инфильтрацию наружного воздуха

Q_u = G_в  c_возд   t_вн  t_н  , где G_в=3*F_пом*_воз [кг/ч]

_воз=353/Т_воз+273

3) Бытовые выделения

Q_быт =21  F

4) Расчетные теплопотери

Q_р =( Q_осн + Q_u ) Q_тв , Вт

Пример расчета

Q_осн = 0.51*16.15*(22+33)*(1+0,05)*1=475,6 [Вт] - для Н С

Q_осн= 0.51*11.14*(22+33)*(1+0,1)*1=342,72 [Вт] -для НС

Q_осн = 0.51*2.74*(22+33)*(1+0)*1=76,85 [Вт] -для НС

Q_осн = 1.89*3.45*55*(1+0,05)*1=376,55 [Вт] -для ТО

Q_осн = 1.89*0.9*55*(1+0,1)*1=102,91 [Вт] -для ТО

Q_осн = 1.89*0,9*55*(1+0)*1=93,55 [Вт] -для ТО

G_в=3*24.0*1.19=85.68 [кг/ч]

_воз=(353/22+273)/3.6=0.269 [кг/м³]

Q_u = 0,279*85,68*(22+33)=1315,5,36 [Вт]

Q_тв = 21 * 24,0 = 504,0 [Вт]

Q_р= (1469,18+1315,5)-504,0=3288,72 [Вт]

Определение удельной тепловой характеристики здания

Q₀= , =

Q₀= , =

Удельная отапливаемая характеристика на одно отапливаемое помещение. Q_0f Расчетная мощность системы отопления. Q_со=К₁*К₂*К₃*Q_зд , Вт К₁=1 ; К₂=1,02 ; К₃=1,03

Q_со=1.02*1.03*25931.8=27243.94 , Вт

3. Гидравлический расчет системы отопления

Гидравлический расчет системы отопления предусматривает определение диаметров трубопроводов, определение потерь давления на различных участках системы отопления, а также увязка циркулирующих колец системы. В КП проектируем водяную , местную , насосную , однотрубную , горизонтальную систему водяного отопления с кольцевым движением воды , проточно -регулируемая с нагревательными приборами – чугунные секционные радиаторы. Разводка труб системы отопления выполняется под полом помещения.

Результаты расчета приведены в таблице 3. Расчет ведется по формулам:

1) Расход воды по стояку :

[ кг/ч ] , где

c = kc_в = 1.163

t_r  температура воды в подающей магистрали

t_o  температура воды в отводящей магистрали

2) Определяем длины участков с точностью до 0.1 м. При расчете длин по этажам учитываются подводки ( вертикальные – 1.2 м , горизонтальные – 0.5м)

3) Задаемся стандартным диаметром трубопровода системы отопления , учитывая что 10,15,20,25,32,40,50. А рекомендуемая скорость движения воды составляет 0.5 м/c.

Из уровнения постоянства расхода определяем площадь поперечного сечения трубопровода при  =0.3 м/c ,  =1000 кг/м³. Из уровнения находим диаметр.

G=3600* **f , [кг/ч] ; f=d²/4 , [м²]

Затем уточняем действительную площадь поперечного сечения и скорость.

4)Характеристика сопротивления участка

, где

A - динамическое давление по таб. 52 стр. 99 [ 6 ]

 - коэффициент местного сопротивления по таб. 53 стр. 102 [ 6 ]

- по таб. 52 стр 99 [ 6 ]

5) Потери давления на участке.

P= S  G² [ Па ] , где

S  сопротивление

G  расход воды на данном участке

6) После определения суммарных потерь давления через 2 этаж , подбираем циркуляционный насос.

P_нас=1.1*Р_со [Па]

G_нас=1.05 G_со [т/ч]

6) Определяем процент невязки на участках

Допустимый процент невязки составляет до  10 % . Если невязка больше +10 % , то на участке устанавливается шайба.

7) Определяем диаметр шайбы на участках.

, где

d_ш  диаметр шайбы

G_2-5  расход воды на участке

Диаметр шайбы вычисляется с точностью до десятой доли. Минимальный диаметр шайбы 3 мм.

Пример расчета участка 1-2

G_1-2=27244/1.163*(95-70)=937.02 кг/ч

f=937.02/3600*1000*0.3=0.00086 м²

=31 мм

Принимаем 32

F=3.14*32²/4=0.0008 м²

= G/*f*3600=937.02/1000*3600*0.0008=0.32 м/с

=1 1/м , L=1*2.0=2.0

S=0.39*10^-4*(2.0+8.5)=4.1*10^-4 Па/(кг/ч)²

P=937.02²*4.1*10^-4=304.3 Па

=3.8%

Исходя из того, что  < 10%, то шайба на участке 2-5 не нужна.

Выбор насоса

P_нас=1.1*11.4=12.54 кПа

G_нас=1.05*937.02=983.87 Кг/Ч=0.984 т/ч

Подбераем насос марки GRUNDFOS UPS 25-40

G_нас =1.2 т/ч , P_нас=13 кПа

4. Расчет поверхности нагревательных приборов.

Результаты расчета приведены в таблице 4. Расчет производится по формулам:

1) Определяем температуру входа воды в нагревательный прибор по формуле

, где

Q- суммарная тепловая нагрузка тех приборов, которые установлены до расчетного нагруженного прибора по ходу движения воды.

t_r- температура воды на выходе из котла 95⁰С

 - коэффициенты затекания воды в прибор. При устройстве трех ходовых кранов  = 1

G_вет - расход воды по данной ветви

c_в - коэффициент = 1.163

2) Определяем реальный перепад температур

t_ср = (t_вх +t_вых)/2- t_вн [ ^оC ] , где

t_вн - температура внутри помещения

3) Тепловой поток нагревательного прибора

g_пр=g_ном* [Вт/м²]

Показатели степени n и  зависят от вида радиаторов , от схемы движения

воды в приборе и от расхода воды в радиаторе.

G_вет=115-900 [кг/ч] , n=0.15 , =0

Принимаем радиатор МС-140 ; f_с=0.244 [м²] , g_ном=185 [Вт]

4) Определяем теплоотдачу открыто проложенных трубопроводов

Q_тр=g_гор * l_гор+g_вер * l_вер , где

g_гор , g_вер-по табл.II.22 стр.264 [6];

l_вер , l_гор-длины трубопроводов

5) Уточняем тепловую нагрузку на радиатор

Q’_тр=Q_пр-Q_тр[Вт]

6) Определяем требуемую поверхность нагревательных приборов по формуле:

[ м² ]

7) Определение коэффициента 3

8) Расчет количества секций.

[ шт ] , где

F_рас  требуемая площадь поверхности нагревательного прибора.

f_секц=0.244[м²] - стр 47 [6]

_

9) Установочное количество секций.

Установочное количество секций округлять в меньшую сторону можно только в том случае если дробная часть соответствует не более 0.1 м².

Минимальное число секций = 3 шт.

Максимальное число секций = 15 шт.

Пример расчета

t_вх =95, ^о С

, ^о С

t_ср = (95 +91.96)/2- 22=71.48 ,^о С

g_пр =758*=776.45 [Вт/м²]

Q_тр=75 *1.2 + 95 * 0.5 = 137.5 [Вт]

Q_тр^`= 1641 – 137.5 = 1503.69 [Вт]

F_расч = 1791.2 / 770 = 1.98 [м²]

n_расч = [шт.] ; n_уст = 9 секций.

Выбор котла

Выбираем котел марки RK 1 G115

Мощность 22….28 [кВт]

Длина -708 [мм]

Bысота –933 [мм]

Ширина –600 [мм]

5. Аэродинамический расчет системы вентиляции

Результаты расчета системы вентиляции приведены в таблице 5, расчетная схема в приложении 5. Расчет ведем по формулам:

Определяем количество удаляемого воздуха для оборудования располагающегося в здании.

Из гаража и котельной по формуле : L_вент=3*V [м³/ч] , где V- объем помещения

Из кухни (с 4^х конфорочной газовой плитой) : L_вент=90 [м³/ч]

Из санузла и ванной : L_вент=25 [м³/ч]

2) Определяем располагаемое давление

P_расп =g* h * ( _н - _вн ) [ Па ] , где

h - высота канала.

_н – плотность воздуха при t=+5 , ^о С _н=353/273+5=1.27 [кг/м³]

_вн =353/273+t_вн [кг/м³]

3)По уравнению постоянства расхода подбираем площадь поперечного сечения F , размеры канала АВ.

L=3600*F* [Па]

Задаемся скоростью движения воздуха в канале =1 [м/с]

4) Определяем потери давление воздуха на трение.

P_тр = R * h * _ш [ Па ] , где

h - высота шахты

_ш - поправка на материал воздуховодов стр.208 таб.III.5 [6]

5) Определяем потери давление воздуха местного сопротивления. Р_мс=  *_вн *² /2 [ Па ]

 - коэффициент местных сопротивлений. =2.5

6) Определяем суммарные потери давление воздуха в канале.

Р_кан=Р_тр+Р_мс Р_рас

Пример расчета

L_вент=3*90.16=270.48 [м³/ч]

_вн =353/273+20=1.2[кг/м³]

Р_рас=9.81*8.82(1.269-1.221)=4.14 [ Па ]

F=81/3600*1=0.02 [ м² ]

Принимаем канал размером 140140 [мм]

=81/3600*0.02=1.12 [м/с]

Р_тр=0.21*1.51*8.82=2.26 [ Па ]

Р_мс=3.8*(1.2*1.12²)/2=3.62 [ Па ]

Р_кан=3.62+6.31=

Следовательно для вентиляции гаража принимаем три канала сечением 140х140 мм. Р_кан=10.0[ Па ] < 12.42 [ Па ]

Заключение

В результате выбора параметров внутреннего и наружного воздуха произведен выбор конструкции ограждения рассчитаны теплопотери помещений.

Расчет системы отопления включает в себя: гидравлический расчет нагревательных приборов с целью определения количества секций нагревательных приборов в помещении.

Выбран индивидуальный котел и циркуляционный насос с соответствующими характеристиками.

Расчет схемы вентиляции: подобрана конструкция размеры шахт и найдено требуемое давление

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

СНиП 2.01.01-82 « Строительная климатология и геофизика »

2. СНиП 2.04.05-91* « Отопление вентиляция и кондиционирование »

СНиП II-3-79* « Строительная теплотехника » , издание 1995 г.

4. СНиП 2.08.01-85* « Жилые здания »

Тихомиров К.В., Сергиенко Э. С. «Теплотехника, теплоснабжение, вентиляция » , Москва : Стройиздат. 1974 г. – 283 стр.

Щекин Р.В. и др. « Расчет систем центрального отопления » , Москва :

« Высшая школа » 1975 г. - 216 стр.

Содержание

Выбор параметров внутреннего и наружного воздуха

Теплотехнический расчет наружных ограждений