Файл: Курсовая работа Проектирование системы отопления 3х этажного жилого дома в г. Вологда Введение.rtf
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 29
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
. сут) которая вычисляется по формуле:
ГСОП = (tв-tоп) zот,
где tоп = – 3,1°С – средняя температура отопительного периода;
zот – продолжительность, сут., периода со средней суточной температурой наружного воздуха ниже или равной 100С (отопительного периода).
ГСОП=(20+3,1)*250= 5775, Со*сут
Требуемое термическое сопротивление определено по табл. 2.7 [1]
(м2*С / Вт);
Такое сопротивление обеспечивает двухкамерный стеклопакет из стекла с твердым селективным покрытием и заполнением аргоном (с межстекольным расстоянием 6 мм в деревянных или ПВХ переплетах:
.
Коэффициент теплопередачи двойного остекления (светового проема), kдо, определяем по формуле:
Вт/(м2°С)
(Вт/м2 0С)
Требуемое сопротивление теплопередаче
для наружных дверей (кроме балконных) должно быть не менее значения 0,6 для стен зданий и сооружений, определяемого при расчетной зимней температуре наружного воздуха, равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92:
, (м2°С)/Вт
*2,241= 1,344 (м2°С)/Вт
Коэффициент теплопередачи наружных дверей, kдв, определяем по формуле:
Вт/(м2°С)
(Вт/м2 0С)
Результаты произведенных вычислений сводим в таблицу:
3.3 Расчет тепловой мощности системы отопления. Уравнение теплового баланса здания
Для компенсации теплопотерь через наружные ограждения здания устраивают системы отопления.
Расчетные теплопотери помещений жилого здания
вычисляют по уравнению теплового баланса:
,
= 
+
= 
+ 
где - суммарные добавочные потери теплоты через ограждающие конструкции здания, Вт, [5];
- добавочные потери теплоты на инфильтрацию Вт, [5];
- бытовые тепловыделения, Вт, [5];
- основные потери теплоты через ограждающие конструкции здания, Вт, [5];
– дополнительные потери теплоты через ограждающие конструкции на ориентацию по сторонам света, Вт;
– дополнительные потери теплоты на открывание наружных дверей лестничной клетки, Вт.
Расчет величин, входящих в формулы, приводится в разделах 2.3.1 – 2.3.5. Вычисление теплопотерь производим для каждого помещения здания.
Результаты расчетов теплопотерь и теплопоступлений для каждого помещения записываются по форме таблицы «Ведомость расчета теплопотерь и бытовых теплопоступлений».
Основные потери теплоты через ограждающие конструкции здания: стены, окна, двери, потолки, полы над подвалами и подпольями
Основные потери теплоты , Вт, через рассматриваемые ограждающие конструкции зависят от разности температуры наружного и внутреннего воздуха и рассчитываются с точностью до 10 Вт по формуле (3.10):
(3.10)
где k – коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м2°С);
А – расчетная площадь поверхности ограждающей конструкции, м2;
tв – расчетная температура воздуха помещения,°С, (таблица 3.1);
tн – расчетная температура наружного воздуха,°С;
n – коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности, по отношению к наружному воздуху (таблица 3.6).
Вычисление теплопотерь производят для каждого помещения здания.
Помещение 101, окно (ДО):
Таким же образом считаем теплопотери через ограждающие конструкции оставшихся помещений. Расчет сводим в табличную форму (графа 10).
Существуют помещения, в которых отопительные приборы не устанавливаются (коридор, санитарные узлы), но теплопотери в них через пол (первый этаж) или потолок (в данном случае – третий этаж) имеются. В этих случаях теплопотери данных помещений (или часть их) добавляются к теплопотерям ближайших помещений, имеющих отопительные приборы.
Для данной курсовой работы толщины ограждающих конструкций жилого трехэтажного дома принимаются следующие:
– толщина наружной стены – 300 мм;
– толщина чердачного перекрытия – 200 мм;
– толщина перекрытия над подвалом – 300 мм.
Размеры оконного проема в свету – 1,8х1,5 м.
Размеры остекления балконной двери – 1,5х0,7 м.
Размеры балконной двери – 2,75х0,87 м.
Подвал – без окон.
Теплопотери подсчитываются для наружных стен (НС), перекрытий над подвалом (Пл), окон (ДО), балконных дверей (БД), наружной двери (ДН) и чердачных перекрытий (Пт).
Расчет основных теплопотерь для каждого помещения здания записываем по форме таблицы 3.10.
Данные заносим в таблицу 3.10
Дополнительные потери теплоты через ограждающие конструкции на ориентацию здания
Дополнительные потери теплоты через ограждающие конструкции на ориентацию по сторонам света
учитываются (в долях) только для наружных стен, окон, наружных дверей.
– север (С), восток (В), северо-восток (С-В) и северо-запад (С-З) – в размере:
= 0,1;
– юго-восток (ЮВ), запад (З) – в размере: = 0,05;
– юг (Ю), юго-запад (ЮЗ) –
= 0.
определяются по формуле (3.10):
(3.11)
где – коэффициент дополнительных потерь теплоты на ориентацию.
Дополнительные потери теплоты на открывание наружных дверей
Дополнительные потери теплоты на нагревание холодного воздуха для дверей лестничных клеток, Вт, для двойных дверей с тамбурами между ними:
(3.11)
-основные теплопотери через двери в помещении лестничной клетки, Вт
где 0,27Н (т.е. 0,27х9,0 =2,43) – значение коэффициента добавочных теплопотерь, учитывающего тип дверей и высоту здания.
Вт
Добавочные потери теплоты на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха
В жилых и общественных зданиях инфильтрация происходит, главным образом, через окна, балконные двери, световые фонари, наружные двери, ворота, открытые проемы, щели, стыки стеновых панелей. Добавочные потери теплоты на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха и внутренних поверхностей ограждений необходимо определять для двух случаев: при естественной вытяжной вентиляции, не компенсируемой притоком подогретого воздуха Qи.в Вт; при действии теплового и ветрового давления Qи.тв, Вт.
Теплопотери на нагрев инфильтрующегося воздуха Qи в данной курсовой работе не рассчитывают, а принимают в размере 17% от суммарных теплопотерь Qоб (графа 15) каждого помещения.
Дополнительные бытовые теплопоступления в помещения
При расчете тепловой мощности систем отопления необходимо учитывать регулярные бытовые теплопоступления в помещение от электрических приборов, освещения, технологического оборудования, коммуникаций, материалов, тела человека и других источников. При этом значения бытовых тепловыделений, поступающих в комнаты и кухни жилых домов, следует принимать в количестве 21 Вт на 1м2 площади пола [5] и определять по формуле (3.12), Вт:
Q6ыт=10·Ап (3.12)
где Ап – площадь пола отапливаемого помещения, м
2.
Бытовые теплопоступления в помещение 101, при площади пола А101=22,31 м², составят:
Q6ыт=10·19,2 = 192 Вт
Аналогичным образом рассчитываются бытовые теплопоступления в остальные помещения. Расчет сводится в табличную форму.
Расчет дополнительных бытовых теплопоступлений записывают в графу 17.
Результаты расчета теплопотерь и теплопоступлений
Результаты расчетов теплопотерь и теплопоступлений для каждого помещения записываются по форме таблицы 3.10.
В графу 18 заносят полные теплопотери, Qт.п., Вт, для всех ограждений помещения, которые получают суммированием значений, записанных в графах 15, 16 и вычитанием из этой суммы значений графы 17.
3.4 Конструирование системы отопления
При проектировании систем отопления необходимо обеспечить расчетную температуру и равномерное нагревание воздуха помещений, гидравлическую и тепловую устойчивость, взрывопожарную безопасность и доступность очистки и ремонта [5]. Для жилых зданий необходимо принимать [1,5] при температуре теплоносителя 95°С двухтрубные и при 105°С – однотрубные системы отопления с радиаторами или конвекторами. Системы отопления проектируются, как правило, из унифицированных узлов и деталей. Вертикальные однотрубные системы обладают лучшей тепловой и гидравлической устойчивостью, чем двухтрубные.
Для отопления жилых и общественных зданий, как правило, рекомендуются регулируемые стояки и стояки с осевыми и смещенными замыкающими участками.
Эти системы обладают высокой гидравлической и тепловой устойчивостью и имеют хорошие экономические показатели по трудозатратам и расходу металла.
Отопительные приборы размещены под световыми проемами.
На подводках к приборам однотрубных стояков, проточно-регулируемых, запроектированы трехходовые краны типа КРТ, Dу 15 и 20 мм с поворотной заслонкой.
В системе отопления предусмотрены устройства для ее опорожнения. На каждом стояке предусмотрена запорная арматура со штуцерами для присоединения шлангов.
В пониженных местах магистралей устанавливают спускные краны для слива теплоносителя.
Арматура в тепловом узле здания предназначена для регулирования и отключения систем отопления и оборудования.
Удаление воздуха из систем водяного отопления предусматривается через краны Маевского для выпуска воздуха, установленные на отопительных приборах верхних.
ГСОП = (tв-tоп) zот,
где tоп = – 3,1°С – средняя температура отопительного периода;
zот – продолжительность, сут., периода со средней суточной температурой наружного воздуха ниже или равной 100С (отопительного периода).
ГСОП=(20+3,1)*250= 5775, Со*сут
Требуемое термическое сопротивление определено по табл. 2.7 [1]
(м2*С / Вт);Такое сопротивление обеспечивает двухкамерный стеклопакет из стекла с твердым селективным покрытием и заполнением аргоном (с межстекольным расстоянием 6 мм в деревянных или ПВХ переплетах:
.Коэффициент теплопередачи двойного остекления (светового проема), kдо, определяем по формуле:
Вт/(м2°С) (Вт/м2 0С)Теплотехнический расчет наружных дверей
Требуемое сопротивление теплопередаче
для наружных дверей (кроме балконных) должно быть не менее значения 0,6 для стен зданий и сооружений, определяемого при расчетной зимней температуре наружного воздуха, равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92: , (м2°С)/Вт *2,241= 1,344 (м2°С)/ВтКоэффициент теплопередачи наружных дверей, kдв, определяем по формуле:
Вт/(м2°С) (Вт/м2 0С)Результаты произведенных вычислений сводим в таблицу:
| №№ п/п | Наименование ограждающей конструкции | Общее требуемое сопротивление теплопередаче Rотр | Коэффициент теплопроводности k |
| 1 | Наружные стены | 1,49 | 0,671 |
| 2 | Чердачное перекрытие | 1,99 | 0,446 |
| 3 | Подвальное перекрытие | 2,241 | 0,502 |
| 4 | Окна | 0,65 | 1,538 |
| 5 | Наружные двери | 1,344 | 1,53 |
3.3 Расчет тепловой мощности системы отопления. Уравнение теплового баланса здания
Для компенсации теплопотерь через наружные ограждения здания устраивают системы отопления.
Расчетные теплопотери помещений жилого здания
вычисляют по уравнению теплового баланса: , = + = + где
- суммарные добавочные потери теплоты через ограждающие конструкции здания, Вт, [5]; - добавочные потери теплоты на инфильтрацию Вт, [5]; - бытовые тепловыделения, Вт, [5]; - основные потери теплоты через ограждающие конструкции здания, Вт, [5]; – дополнительные потери теплоты через ограждающие конструкции на ориентацию по сторонам света, Вт; – дополнительные потери теплоты на открывание наружных дверей лестничной клетки, Вт.Расчет величин, входящих в формулы, приводится в разделах 2.3.1 – 2.3.5. Вычисление теплопотерь производим для каждого помещения здания.
Результаты расчетов теплопотерь и теплопоступлений для каждого помещения записываются по форме таблицы «Ведомость расчета теплопотерь и бытовых теплопоступлений».
Основные потери теплоты через ограждающие конструкции здания: стены, окна, двери, потолки, полы над подвалами и подпольями
Основные потери теплоты
, Вт, через рассматриваемые ограждающие конструкции зависят от разности температуры наружного и внутреннего воздуха и рассчитываются с точностью до 10 Вт по формуле (3.10):
(3.10)где k – коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м2°С);
А – расчетная площадь поверхности ограждающей конструкции, м2;
tв – расчетная температура воздуха помещения,°С, (таблица 3.1);
tн – расчетная температура наружного воздуха,°С;
n – коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности, по отношению к наружному воздуху (таблица 3.6).
Вычисление теплопотерь производят для каждого помещения здания.
Помещение 101, окно (ДО):
Таким же образом считаем теплопотери через ограждающие конструкции оставшихся помещений. Расчет сводим в табличную форму (графа 10).
Существуют помещения, в которых отопительные приборы не устанавливаются (коридор, санитарные узлы), но теплопотери в них через пол (первый этаж) или потолок (в данном случае – третий этаж) имеются. В этих случаях теплопотери данных помещений (или часть их) добавляются к теплопотерям ближайших помещений, имеющих отопительные приборы.
Для данной курсовой работы толщины ограждающих конструкций жилого трехэтажного дома принимаются следующие:
– толщина наружной стены – 300 мм;
– толщина чердачного перекрытия – 200 мм;
– толщина перекрытия над подвалом – 300 мм.
Размеры оконного проема в свету – 1,8х1,5 м.
Размеры остекления балконной двери – 1,5х0,7 м.
Размеры балконной двери – 2,75х0,87 м.
Подвал – без окон.
Теплопотери подсчитываются для наружных стен (НС), перекрытий над подвалом (Пл), окон (ДО), балконных дверей (БД), наружной двери (ДН) и чердачных перекрытий (Пт).
Расчет основных теплопотерь для каждого помещения здания записываем по форме таблицы 3.10.
Данные заносим в таблицу 3.10
Дополнительные потери теплоты через ограждающие конструкции на ориентацию здания
Дополнительные потери теплоты через ограждающие конструкции на ориентацию по сторонам света
учитываются (в долях) только для наружных стен, окон, наружных дверей.– север (С), восток (В), северо-восток (С-В) и северо-запад (С-З) – в размере:
= 0,1;– юго-восток (ЮВ), запад (З) – в размере:
= 0,05;
– юг (Ю), юго-запад (ЮЗ) –
= 0. определяются по формуле (3.10): (3.11)где
– коэффициент дополнительных потерь теплоты на ориентацию.Дополнительные потери теплоты на открывание наружных дверей
Дополнительные потери теплоты на нагревание холодного воздуха для дверей лестничных клеток, Вт, для двойных дверей с тамбурами между ними:
(3.11) -основные теплопотери через двери в помещении лестничной клетки, Втгде 0,27Н (т.е. 0,27х9,0 =2,43) – значение коэффициента добавочных теплопотерь, учитывающего тип дверей и высоту здания.
ВтДобавочные потери теплоты на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха
В жилых и общественных зданиях инфильтрация происходит, главным образом, через окна, балконные двери, световые фонари, наружные двери, ворота, открытые проемы, щели, стыки стеновых панелей. Добавочные потери теплоты на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха и внутренних поверхностей ограждений необходимо определять для двух случаев: при естественной вытяжной вентиляции, не компенсируемой притоком подогретого воздуха Qи.в Вт; при действии теплового и ветрового давления Qи.тв, Вт.
Теплопотери на нагрев инфильтрующегося воздуха Qи в данной курсовой работе не рассчитывают, а принимают в размере 17% от суммарных теплопотерь Qоб (графа 15) каждого помещения.
Дополнительные бытовые теплопоступления в помещения
При расчете тепловой мощности систем отопления необходимо учитывать регулярные бытовые теплопоступления в помещение от электрических приборов, освещения, технологического оборудования, коммуникаций, материалов, тела человека и других источников. При этом значения бытовых тепловыделений, поступающих в комнаты и кухни жилых домов, следует принимать в количестве 21 Вт на 1м2 площади пола [5] и определять по формуле (3.12), Вт:
Q6ыт=10·Ап (3.12)
где Ап – площадь пола отапливаемого помещения, м
2.
Бытовые теплопоступления в помещение 101, при площади пола А101=22,31 м², составят:
Q6ыт=10·19,2 = 192 Вт
Аналогичным образом рассчитываются бытовые теплопоступления в остальные помещения. Расчет сводится в табличную форму.
Расчет дополнительных бытовых теплопоступлений записывают в графу 17.
Результаты расчета теплопотерь и теплопоступлений
Результаты расчетов теплопотерь и теплопоступлений для каждого помещения записываются по форме таблицы 3.10.
В графу 18 заносят полные теплопотери, Qт.п., Вт, для всех ограждений помещения, которые получают суммированием значений, записанных в графах 15, 16 и вычитанием из этой суммы значений графы 17.
3.4 Конструирование системы отопления
При проектировании систем отопления необходимо обеспечить расчетную температуру и равномерное нагревание воздуха помещений, гидравлическую и тепловую устойчивость, взрывопожарную безопасность и доступность очистки и ремонта [5]. Для жилых зданий необходимо принимать [1,5] при температуре теплоносителя 95°С двухтрубные и при 105°С – однотрубные системы отопления с радиаторами или конвекторами. Системы отопления проектируются, как правило, из унифицированных узлов и деталей. Вертикальные однотрубные системы обладают лучшей тепловой и гидравлической устойчивостью, чем двухтрубные.
Для отопления жилых и общественных зданий, как правило, рекомендуются регулируемые стояки и стояки с осевыми и смещенными замыкающими участками.
Эти системы обладают высокой гидравлической и тепловой устойчивостью и имеют хорошие экономические показатели по трудозатратам и расходу металла.
Отопительные приборы размещены под световыми проемами.
На подводках к приборам однотрубных стояков, проточно-регулируемых, запроектированы трехходовые краны типа КРТ, Dу 15 и 20 мм с поворотной заслонкой.
В системе отопления предусмотрены устройства для ее опорожнения. На каждом стояке предусмотрена запорная арматура со штуцерами для присоединения шлангов.
В пониженных местах магистралей устанавливают спускные краны для слива теплоносителя.
Арматура в тепловом узле здания предназначена для регулирования и отключения систем отопления и оборудования.
Удаление воздуха из систем водяного отопления предусматривается через краны Маевского для выпуска воздуха, установленные на отопительных приборах верхних.