Отопление жилого здания

ВВЕДЕНИЕ

Согласно учебному заданию, выполняется проектирование системы отопления пятиэтажного 2 секционного жилого дома. Район строительства - г. Элиста. Расчётная  температура наружного воздуха =-23°С. Фасад проектируемого здания ориентирован на В.

В  задании представлены следующие исходные данные к курсовой работе:

• температура теплоносителя в наружном подающем теплопроводе Т1=140°С;

•   температура теплоносителя  в обратном теплопроводе  Т2=70°С

В работе решаются следующие вопросы – конструктивная разработка системы водяного отопления; расстановка отопительного оборудования и арматуры; определение теплопотерь здания; гидравлический расчет трубопроводов  системы отопления; расчет отопительных приборов, подбор оборудования теплового узла.

Графическая часть проекта включает в себя:

1. План первого, типового этажей (М 1:100).
2. План подвала с нанесением отопительных приборов,        магистральных трубопроводов  (М 1:100).
3. Схема теплового узла. (М 1:30)
4. Схема систем отопления (М 1:100).

 Согласно  заданию проектируем двухтрубную систему отопления  с нижней разводкой. Современная тенденция на значительное увеличение в системах водяного отопления насосного циркуляционного давления существенно сокращает отрицательное воздействие естественного давления на гидравлическую устойчивость работы двухтрубных систем и расширяет область их применения. В проекте предусмотрена установка терморегулятора на подводящем трубопроводе к отопительному прибору и запорно-регулирующий кран, устанавливаемый на обратной подводке отопительного прибора. Такое решение позволяет несколько снизить расход нагревательных приборов и обеспечить компенсацию тепловых деформаций. Присоединение внутренних трубопроводов к наружным тепловым сетям осуществляется по зависимой схеме. Это означает, что происходит смешение обратной воды из системы с высокотемпературным теплоносителем, осуществляемое посредством смесительного насоса, расположенного в автоматическом узле управления. Движение воды по трубопроводам происходит по тупиковой схеме: вода в подающей магистрали течет в одном, а в обратной – в противоположном направлении. Оценив свойства различных труб для данной системы отопления, в магистральных теплопроводах подвального помещения, решено использовать стальные водогазопроводные трубы. В стояках для подающей и обратной магистрали решено использовать металлополимерные трубы фирмы HERZ.

Для отопления помещений и лестничной клетки используются стальные панельные радиаторы «Prado 11-500».

При  проектирование, для расчетов теплопотерь здания, подбора отопительных приборов, гидравлического расчета системы отопления будут использованы, современные методы компьютерных расчетов, с использованием программного обеспечения фирмы SANKOМ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ  РАСЧЁТ НАРУЖНЫХ ОГРАЖДЕНИЙ

1. Устанавливаем расчетные  температуры наружного воздуха  в помещениях tн(°С) (температура холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92), по данным СНиП [3].

tн = - 23°С

2. Определяем расчётные  температуры воздуха в помещениях  tв(°С). [2]

а) для жилых помещений расчётная внутренняя температура воздуха принимается минимальной из оптимальных норм по данным ГОСТ  [3].

б) для нежилых помещений жилых зданий расчётная температура принимается по минимальной из допустимых норм. Итак:

Жилые комнаты  tв=20°С

Жилые комнаты (угловые) tв=22°С

Кухня tв=18°С

Туалет tв=18°С

Ванная комната tв=25°С

Межкомнатный коридор tв=18°С

Лестничная клетка tв=14°С

3. Находим среднюю температуру  tот(°С) и продолжительность отопительного периода zот (сут) для г. Элиста.

tот = -1°С

zот = 169 сут

4. Рассчитываем градусо-сутки отопительного периода по формуле:

      ГСОП(°С*сут)                                                                           

ГСОП=( tв- tот)* zот                                                                                                                 (1)                   

ГСОП=(21-(-1)) *169= 3718 °С*сут                                                

5. В зависимости от  ГСОП находим нормируемые значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций Rнорм (м2 °С/Вт).[8]

а) для наружных стен

Rнорм=a*ГСОП+b                                                                                        (2)

а=0,00035

b=1,4                                                                                                                        

Rнорм=0,00035*3549+1,4=2,642 (м2 °С/Вт)

б) для перекрытий  над неотапливаемыми подвалами

Rнорм=a*ГСОП+b                                                                                       

ГСОП до 6000 (°С*сут)

а=0,00045

b=1,9

 Rнорм= 0,00045*3549+1,9=3,497 (м2 °С/Вт)

в) для окон и балконных дверей

          Rнорм=a*ГСОП+b                                                                                       

          ГСОП до 6000 (°С*сут)

а=0,000075

b=0,15

Rнорм= 0,000075*3549+0,15=0,416 (м2 °С/Вт)

г) для внутренних ограждений

         Rнорм= (м2 °С/Вт)

Для двери в лестничной клетке

,                                                                                  (3)               

     ∆tn-нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ∆tn=4 (°С)

αв-коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, (Вт/м2 °С), αв=8,7 (Вт/м2 °С)

n-коэффициент учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху n=1

(м2 °С/Вт).                                                      

 

 

 

 

6. Определяем приведенное сопротивление теплопередаче Ro (м2  °С/Вт)

Ro= Rнорм *1.05                                                                                        (4)

Для стен:

Ro =1.05*2,642=2,744 (м2 °С/Вт).

Для окон: выбираем тройное остекление в деревянных раздельных переплетах Ro =0,42(м2 °С/Вт) . 

Для дверей в лестничной клетке:

Ro =0,6* Rнорм = 0,6*1,06 =0,636 (м2 °С/Вт) .

Для внутренних ограждений:

Ro =0.81 (м2 °С/Вт).

Для перекрытий над подвалами:

Ro =1,05*3,497=3,672 (м2 °С/Вт)

7.  Коэффициенты теплопередачи ограждающих конструкций К (Вт/м2 °С)

К=1/ Ro                                                                                                                                                            (5)          

Для наружных стен

К=1/ 2,77=0,361 (Вт/м2 °С)

 Для дверей в лестничной клетке

К=1/0,636=1,57 (Вт/м2 °С)

Для окон и балконных дверей

К=1/ 0,416=2,4 (Вт/м2 °С)

Для перекрытий над подвалами 

К=1/3,672=0,272 (Вт/м2 °С).

 

 

 

 

2.Тепловая мощность системы отопления

1.Рассчитаем  потери тепла через ограждения в 102 комнате (жилая комната, угловая, 22оС). Имеем:

Наружная стена:

1. ориентация стены на север;
2. площадь 3,23*2,8=9,044м2;
3. коэффициент теплопередачи ограждения согласно расчетам равен К=0,371 (Вт/м2 °С);
4. расчетная разность температур вычисляется по формуле:

(tв-tн)*n, оС;                                                                              (6)

где n – коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху и приведенный в таблице 6 [1]. Для наружных стен n=1,0; перекрытия чердачные n=0,9; перекрытия над неотапливаемыми техническими подпольями, расположенными ниже уровня земли n=0,6.                                                                                                

 (tв-tн)*n=(22-(-23))*1,0=45 оС.

5. Основные теплопотери через ограждения равны произведению площади ограждения, коэффициента теплопередачи и расчетной разности температур.

Q=А*К*(tв-tн)n=9.044*0.371*45=151Вт.                         (7)

6. Добавочные теплопотери складываются из теплопотерь на ориентацию по сторонам света и прочих теплопотерь. Добавочный коэффициент на север 0,1.
7. Теплопотери через ограждения равны:

Q=А*К*(tв-tн)*n*(1+Σβ)=151*(1+0,1)=166,08Вт.           (8)                                

Наружная стена:

1. ориентация стены на запад;
2. площадь 3,98*2,8=11,144м2;
3. коэффициент теплопередачи ограждения согласно расчетам равен К=0,371 (Вт/м2 °С);
4. Основные теплопотери через ограждения равны:

Q=А*К*(tв-tн)*n=11,144*0,371*45=136,4Вт.

5. Добавочный коэффициент на запад 0,05.
6. Теплопотери через ограждения равны:

Q=А*К*(tв-tн)*n*(1+Σβ)=136,4*(1+0,05)=143,22 Вт.

    Тройное остекление:

1. ориентация окна на запад;
2. площадь 1,2´1,5=1,8 м2;
3. коэффициент теплопередачи окна 1,81(Вт/м2 °С);
4. Основные теплопотери через ограждения равны

Q=А*К*(tв-tн)*n=1,8*2,14*45=194,4 Вт.

5. Добавочный коэффициент на запад 0,05

         6)Теплопотери через ограждения равны:

Q=А*К*(tв-tн)*n*(1+Σβ)= 194,4*(1+0,05)=204,12  Вт.

   Пол:

1. площадь 3,23*3,98=12,8м2;
2. коэффициент теплопередачи ограждения согласно расчетам равен  0,272(Вт/м2 °С); ;
3. Основные теплопотери через ограждения равны

Q=А*К*(tв-tн)*n=12,8*0,272*(22-(-23))*0,6=94 Вт.

4. Теплопотери через ограждения равны:

Q=А*К*(tв-tн)*n*(1+Σβ)= 94*1=94 Вт.

Суммарные теплопотери через ограждение:

ΣQогр=166,08+143,22+204,13+94=608,14 Вт.

Выполняем сравнение результатов теплопотерь через ограждения полученные методикой ручного счета и программой Auditor OZC.

Qогр.ручн.расч.=608,14 Вт

QогррасчOZC=691 Вт

Δ=( QогррасчOZC-Qогр.ручн.расч)/Qогр.расч OZC.=

(691-608,14)/691=0,1012*100% ≈10%<15%

Теплопотери на нагревание инфильтрующегося воздуха вычисляем по формуле:

Q=0,28Lρнс(tв-tн),Вт;                                                                          (9)                               

где L– нормативный воздухообмен, определяемый по формуле

L=Кр∙V,м3/час;                                                                                 (10)                   

где Кр – норма кратности воздухообмена, определяемая по (9),1/час;

V – объём помещения, м3;

ρн – плотность наружного воздуха, кг/м3, которая определяется по формуле

ρн=353/(273+tн)=353/(273-23)=1,412кг/м3;                                        (11)                 

с – массовая теплоемкость наружного воздуха, принимаемая равной 1,005 кДж/(кг·оС);

tв, tн – расчетная температура соответственно внутреннего и наружного воздуха.

    Kp=1

   V=2,8*3,98*3,23=35,995≈36 м ;