Отопление и вентиляция жилого дома

1. Исходные данные для проектирования. Согласно заданию на проектирование мною разработан проект отопления жилого двух этажного дома размерами в плане 18х12,6 м. Строительство ведется в г. Николаев. Главным фасадом здание ориентировано на север. Располагаемое давление теплоносителя на вводе 1400 Па; температура горячего теплоносителя tr=95°С, температура охлажденного t0=70°С. В здании запроектирована верхняя разводка системы отопления.
Расчетные параметры наружного и внутреннего воздуха принимаются согласно СНиП 2.04.05.-91 и СНиП 2.08.01.-89. Расчетная географическая широта города с.ш. 48. 1. Температура наружного воздуха наибольшей холодной пятидневки: tн=-20°С. 2. Температура наружного воздуха для расчета природной вентиляции tн=+7 °С. 3. Зона влажности - В – влажная. 4. Согласно СНиП 2.08.01-89 "Жилые здания": · жилые комнаты угловые tв=20°С (если содержит одну или не одной наружные стены tв=18°С); · кухня tв=18°С; · коридоры tв=16°С; · с/у tв=18°С; · ванная tв=25°С; · помещения лестниц tв=16°С. 2
2. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций здания. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций по санитарно- гигиеническим требованиям заключается в подборе наружных ограждающих конструкций таких как: наружные стены (НС), перекрытия над подвалом (ПП), чердачного перекрытия (ЧП), окон (ОК), наружных дверей (НД). Вычисляем нормативное сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций: R0тр= n(tв- tн)/ ∆tнaв, где n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху (табл.3*[2]); tв- расчетная температура внутреннего воздуха, °С (ГОСТ 12.1.005-76); tн- расчетная зимняя температура наружного воздуха, прил. 7 [3] Dtн- нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции (табл. 2*[2]); aв- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции (табл. 4*[2]) aв =8,7; Для наружных стен R0тр= 1(20- (-20))/ 6×8,7=40/52,2=0,766 (м2×°С)/Вт Для чердачных перекрытий R0тр= 0,9(20-(-20))/4×8,7=36/34,8=1,034 (м2×°С)/Вт Для перекрытий над подвалом R0тр= 0,6(20- (-20))/2×8,7=24/17,4=1,379 (м2°×°С)/Вт Экономически целесообразной будет конструкция, где выполняется условие:
Rо ³ Rотр ×rэф где R0- сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции, (м2×°С)/Вт rэф- коэффициент табл. 9а [2]; для наружных стен rэф=1,1; для покрытий и чердачных перекрытий rэф=1,3. Наружная стена Rо=0,766×1,1=0,843, 1,9>0,843; Подвальное перекрытие Rо=1,034×1,3=1,793; 2>1,793; Чердачное перекрытие Rо=1,034×1,3=1,344; 2,4>1,344. Запишем формулу сопротивления теплопередач ограждающей конструкции: R0=1/aв+ Rк+1/aн=1/aв+d1/λ1+d2/λ2+d3/λ 3+d4/λ 4+1/aн где aв- коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающей конструкции табл. 4*[2]; Rк–термическое сопротивление ограждающей конструкции (м2×°С/Вт), определяемая как сумма термических сопротивлений отдельных слоев (ф-ла 5 [2]); aн-коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции (табл. 4*[2]); для наружных стен принимаем aв=8,7 Вт/(м2×°С); aв=23 Вт/(м2×°С). 3
Наружная стена
№ слоя
Наименование слоя
Плотность γ0, кг/м³
Толщина δ, м
Коэффициент теплопроводности, λ, Вт/(м2×°С)
1 Внутренняя штукатурка из известково-песчаного раствора
1600
0,01
0,7
2 Кирпич глиняный (ГОСТ 530-80)
1800
0,25
0,7
3 Плиты минераловат-ные (ГОСТ 12394-66)
200
0,12
0,076
4 Цементно-песчаный раствор (ГОСТ 530-80)
1800
0,02
0,7 d3=(1,9-1/8,7-0,01/0,7-0,25/0,7-0,02/0,7-1/23)0,076= =(1,9-0,11-0,014-0,36-0,03-0,043)0,076=0,102 м принимаем толщину плиты минераловатной – 120 мм R0=1/8,7+0,01/0,7+0,25/0,7+0,12/0,076+0,02/0,7+1/23=2,13 (м2×°С)/Вт Σδст=d1+d 2+d3+d4=0,01+0,25+0,12+0,02=0,4 м принимаем толщину наружной стены – 400 мм
Чердачное перекрытие
№ слоя
Наименование слоя
Плотность γ0, кг/м³
Толщина δ, м
Коэффициент теплопроводности, λ, Вт/(м2×°С)
1 Железобетонная плита
2500
0,1
2,04
2 Плиты минераловат-ные (ГОСТ 9573-82)
100
0,15
0,07
3 Цементно-песчаный раствор (ГОСТ 530-80)
1800
0,02
0,93
4 3-х слойный рубероид
600
0,01
0,17 δ2=(2,4-1/8,7-0,1/2,04-0,02/0,93-0,01/0,17-1/23)0,07= =(2,4-0,115-0,05-0,02-0,06-0,043)0,07=0,147 м принимаем толщину плиты минераловатной – 150 мм R0=1/8,7+0,1/2,04+0,15/0,07+0,03/0,93+0,01/0,17+1/23=2,43 (м2×°С)/Вт Σδчер. пер.=d1+d 2+d3+d4=0,1+0,15+0,02+0,01=0,28 м
принимаем толщину чердачного перекрытия – 280 мм 4
Подвальное перекрытие
№ слоя
Наименование слоя
Плотность γ0, кг/м³
Толщина δ, м
Коэффициент теплопроводности, λ, Вт/(м2×°С)
1 Железобетонная плита
2500
0,22
2,04
2 Плиты минераловат-ные (ГОСТ 9573-82)
100
0,12
0,07
3 Цементно-песчаный раствор (ГОСТ 530-80)
1800
0,02
0,93
4 Линолеум поливинил-хлоридный на ткане-вой подоснове (ГОСТ 7251-77)
1600
0,01
0,29 δ 2=(2-1/8,7-0,22/2,04-0,02/0,93-0,01/0,29-1/23)0,07= =(2-0,115-0,11-0,02-0,03-0,043)0,07=0,118 м принимаем толщину плиты минераловатной – 120 мм R0=1/8,7+0,22/2,04+0,12/0,07+0,02/0,93+0,01/0,29+1/23=2,02 (м2×°С)/Вт Σδподв. пер.=d1+d 2+d3+d4=0,22+0,12+0,02+0,01=0,37 м принимаем толщину подвального перекрытия – 370 мм. Для окон и балконных дверей требуемое сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции, определяем по табл. 9*[2]; Действительные значения сопротивления теплопередаче окон и их конструкции принимаем по прил. 6 [2]. Принимаем для окон двойного остекления в деревянных раздельных переплетах Rо= 0,42 (м2×°С)/Вт, Rотр = 0,39 (м2×°С)/Вт . Требуемое значение сопротивления теплопередаче для дверей (двойной деревянной конструкции) должно соответствовать требованию: Rотрдв=0,6×Rотрст= 0,6×1,9=1,14 (м2×°С)/Вт. Действительные значения сопротивления теплопередаче наружных дверей принимаем по табл. 1,16 [4], Все результаты сводим в таблицу 1 Таблица 1
Название ограждающей конструкции, ее толщина
R0тр,
(м2×°С)/Вт
R0, (м2×°С)/Вт
К=1/R0,
Вт/(м2×°С)
1
2
3
4 Наружная стена, 400 мм
0,766
2,13
0,47 Чердачное перекрытие, 280 мм
1,03
2,43
0,41 Перекрытие над подвалом, 370 мм
1,38
2,02
0,49 Окна двойного остекления
0,39
0,42
2,38 Наружные двери двойные
1,14
1,14
0,88 5 3. Определение тепловой мощности системы отопления. Тепловая мощность системы отопления, равная теплопотерям, которые должны быть компенсированы системой отопления определяется исходя из условия теплового баланса по каждому помещению:
Qсо = Qn = ΣQогр+ Qв – Qбыт где Qсо– потребная тепловая мощность системы отопления по расчётному помещению, Вт; Qn – потери тепла по расчётному помещению, компенсируемый системой отопления, Вт; Qогр – потери тепла через ограждающие конструкции, Вт; Qв – потери тепла с вентиляцией воздуха, поступающего в помещение,Вт; Qбыт – бытовые тепловыделения, Вт. Потери теплоты помещения через ограждающие конструкции определяем, суммируя потери теплоты через отдельные ограждающие конструкции с округлением до 10 Вт по формуле 1 прил. 8 [3] Qогр=(A/R)×(tв-tн)×(1+ Σβ) ×n где А – расчетная площадь ограждающей конструкции, м2 , R -- сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, (м2×°С)/ Вт, [2] tв – температура воздуха в помещении, °С tн – расчетная температура холодной пятидневки, °С n – поправочный коэффициент, [2] табл. 3*: над подвалом=0,6; стены =1,0; чердачное перекрытие=0,9; значения сопротивления теплопередаче наружных дверей принимаем по табл. 1.16 [9]; β – добавочные потери теплоты зависит от ориентации: С, В, С-В, С-З β = 0,1; Ю, Ю-З β =0; З, Ю-В β =0,05 (прил. 8 [3]). Для наружных дверей с тамбуром между ними =0,27H/H; Н-высота здания. Qорг101=НС1=19,04×0,47×40×1,05×1=376 Вт НС2=10,72×0,47×40×1,1×1=222 Вт ОК=2,25×2,38×40×1,1×1=236 Вт ПП=18,11×0,49×40×1×0,6=213 Вт ΣQорг101=376+222+236+213=1047 Вт Qорг102=НС1=9,88×0,47×38×1,1×1=194 Вт ОК=2,25×2,38×38×1,1×1=224 Вт ПП=9,43×0,49×38×1×0,6=105 Вт ΣQорг102=194+224+105=523 Вт Qорг103=НС1=9,88×0,47×38×1,1×1=194 Вт ОК=2,25×2,38×38×1,1×1=224 Вт ПП=9,43×0,49×38×1×0,6=105 Вт ΣQорг103=194+224+105=523 Вт Qорг104=НС1=10,72×0,47×40×1,1×1=222 Вт НС2=19,04×0,47×40×1,1×1=394 Вт ОК=2,25×2,38×40×1,1×1=236 Вт ПП=18,11×0,49×40×1×0,6=213 Вт ΣQорг104=222+394+236+213=1065 Вт Qорг201=НС1=16,84×0,47×40×1,05×1=332 Вт НС2=9,22×0,47×40×1,1×1=191 Вт ОК=2,25×2,38×40×1,1×1=236 Вт ЧП=18,11×0,41×40×1×0,9=267 Вт ΣQорг201=332+191+236+267=1026 Вт Qорг202=НС1=8,48×0,47×38×1,1×1=166 Вт ОК=2,25×2,38×38×1,1×1=224 Вт ЧП=9,43×0,41×38×1×0,9=132 Вт ΣQорг202=166+224+132=522 Вт Qорг 203=НС1=8,48×0,47×38×1,1×1=166 Вт ОК=2,25×2,38×38×1,1×1=224 Вт ЧП=9,43×0,41×38×1×0,9=132 Вт ΣQорг203=166+224+132=522 Вт Qорг204=НС1=9,22×0,47×40×1,1×1=191 Вт НС2=16,84×0,47×40×1,05×1=332 Вт ОК=2,25×2,38×40×1,1×1=236 Вт ЧП=18,11×0,41×40×1×0,9=267 Вт ΣQорг204=191+332+236+267=1026 Вт 6 Qорг105=НС1=19,04×0,47×40×1,1×1=394 Вт НС2=10,72×0,47×40×1×1=222 Вт ОК=2,25×2,38×40×1,1×1=236 Вт
ПП=18,11×0,49×40×1×0,6=213 Вт ΣQорг105=394+222+236+213=1065 Вт Qорг 106=НС1=6,07×0,47×40×1,1×1=125 Вт НС2=19,04×0,47×40×1,1×1=394 Вт ОК=2,25×2,38×40×1,1×1=236 Вт ПП=18,9×0,49×40×1×0,6=222 Вт ΣQорг106=125+394+236+222=977 Вт Qорг107=НС1=9,88×0,47×38×1×1=176 Вт ОК=2,25×2,38×40×1×1=214 Вт ПП=9,43×0,49×38×1×0,6=105 Вт ΣQорг107=176+214+105=495 Вт Qорг108=НС1=10,72×0,47×40×1×1=201 Вт НС2=6,07×0,47×40×1,05×1=120 Вт ОК=2,25×2,38×40×1×1=214 Вт ПП=18,9×0,49×40×1×0,6=222 Вт ΣQорг108=201+120+214+222=757 Вт Qорг 109=НС1=10,72×0,47×40×1×1=201 Вт НС2=19,04×0,47×40×1,05×1=376 Вт ОК=2,25×2,38×40×1×1=214 Вт ПП=18,11×0,49×40×1×0,6=213 Вт ΣQорг109=201+376+214+213=1004 Вт QоргЛК=НС1=17,93×0,47×36×1,1×1=334 Вт ДВ=2,64×0,88×36×2,78×1,6=372 Вт ОК=2,25×2,38×36×1,1×1=212 Вт ПП=18,9×0,49×36×1×0,6=200 Вт ЧП=18,9×0,41×36×1×0,9=251 Вт ΣQоргЛК=334+372+212+200+251=1369 Вт Qорг205=НС1=16,84×0,47×40×1,1×1=348 Вт НС2=9,22×0,47×40×1×1=173 Вт ОК=2,25×2,38×40×1×1=214 Вт ЧП=18,11×0,41×40×1×0,9=267 Вт ΣQорг205=348+173+214+267=1002 Вт Qорг 206=НС1=5,36×0,47×40×1,1×1=111 Вт НС2=9,22×0,47×40×1×1=173 Вт ОК=2,25×2,38×40×1×1=214 Вт ЧП=18,9×0,41×40×1×0,9=279 Вт ΣQорг206=111+173+214+279=777 Вт Qорг207=НС1=8,48×0,47×38×1×1=151 Вт ОК=2,25×2,38×38×1×1=214 Вт ЧП=9,43×0,41×38×1×0,9=132 Вт ΣQорг207=151+214+132=497 Вт Qорг208=НС1=9,22×0,47×40×1×1=173 Вт НС2=5,36×0,47×40×1,05×1=106 Вт ОК=2,25×2,38×40×1,1×1=236 Вт ЧП=18,11×0,41×40×1×0,9=267 Вт ΣQорг208=173+106+236+267=782 Вт Qорг 209 =НС1=9,22×0,47×40×1×1=173 Вт НС2=16,84×0,47×40×1,05×1=332 Вт ОК=2,25×2,38×40×1×1=236 Вт ЧП=18,11×0,41×40×1×0,9=267 Вт ΣQорг209=173+332+236+267=1008 Вт Расход на нагревание инфильтрующегося воздуха (потери тепла с вентиляцией) определяем по прил. 9 формула 2 [3] Qв=0,28 Lnρc (tв – tн) где Ln – расход удаляемого воздуха, м3/ч, не компенсируемый подогретым приточным воздухом; для жилых зданий удельный нормативный расход принимается равным 3 м3/ч на 1м площади жилых помещений и кухни; ρ – плотность наружного воздуха, ρ=353/(273+t)=353/(273-22)=1,41 кг/м3; с – удельная теплоемкость воздуха, равная 1кДж/(кг×°С) 7 Qв101, 201 =0,28×3×18,11×1,39×1×40=847 Вт Qв102, 202 =0,28×3×9,43×1,39×1×38=419 Вт Qв103, 203 =0,28×3×9,43×1,39×1×38=419 Вт Qв104, 204 =0,28×3×18,11×1,39×1×40=847 Вт Qв105, 205 =0,28×3×18,11×1,39×1×40=847 Вт Qв106, 206 =0,28×3×18,9×1,39×1×40=884 Вт Qв107, 207 =0,28×3×9,43×1,39×1×38=419 Вт Qв108, 208 =0,28×3×18,9×1,39×1×40=884 Вт Qв109, 209 =0,28×3×18,11×1,39×1×40=847 Вт QвЛК =0,28×3×18,9×1,39×1×36=796 Вт Бытовые теплопоступления: Qбыт= q×Аn=[Вт], где Аn – площадь пола, м2, q-удельная мощность тепловыделения, q=21Вт/м2(стр. 6 [5]) Qбыт 101, 201 =21×18,11=380 Вт Qбыт102, 202 =21×9,43=198 Вт Qбыт103, 203 =21×9,43=198 Вт Qбыт104, 204 =21×18,11=380 Вт Qбыт105, 205 =21×18,11=380 Вт Qбыт106, 206 =21×18,9=397 Вт Qбыт107, 207 =21×9,43=198 Вт Qбыт108, 208 =21×18,9=397 Вт Qбыт109, 209 =21×18,11=380 Вт QбытЛК =21×18,9=397 Вт Определяем тепловую мощность системы отопления по вышеуказанной формуле QСО= Qn = ΣQогр+ Qв – Qбыт QСО =Qп101=1047+847-380=1514 Вт QСО =Qп 102=523+419-198=744 Вт QСО =Qп 103=523+419-198=744 Вт QСО =Qп 104=1065+847-380=1532 Вт QСО =Qп 105=1065+847-380=1532 Вт QСО =Qп106=977+884-397=1464 Вт QСО =Qп 107=495+419-198=716 Вт QСО =Qп 108=757+884-397=1244 Вт QСО =Qп 109=1004+847-380=1471 Вт QСО =Qп КЛ=1369+796-397=1768 Вт QСО =Qп 201=1026+847-380=1493 Вт QСО =Qп 202=522+419-198=743 Вт QСО =Qп 203=522+419-198=743 Вт QСО =Qп 204=1026+847-380=1493 Вт QСО =Qп 205=1002+847-380=1469 Вт QСО =Qп 206=777+884-397=1264 Вт QСО =Qп 207=497+419-198=718 Вт QСО =Qп 208=782+884-397=1269 Вт QСО =Qп 209=1008+796-397=1407 Вт Результаты расчетов вносим в таблицу 2. 8 Таблица 2
Помещения
Ограждения
Qорг,
Вт
ΣQорг,
Вт
Qв,
Вт
Qбыт,
Вт
Qп=
=QСО,
Вт
№ по-ме-ще-ния
Наз-наче-ние и t °C
Обо-зна-че-ние
Ори-ента-ция
Размер
a×b, м
Пло-щадь А, м²
Коэф. К=1/R
tв-tн°C
1+Σβ
Коэф. n
1
2
3
4
5
6
7
8 9
10
11
12
13
14
15
101
УЖК
20
НС1
З
5,65х3,37
19,04
0,47
40
1,05
1
376
1047
847
380
1514
НС2 С
3,85х3,37
10,72
0,47
1,1 1
222
ОК С
1,5х1,5
2,25
2,38
1,1 1
236
ПП
5,25х3,45
18,11
0,49
1 0,6
213
102
К
18
НС1
С
3,6х3,37
9,88
0,47
38
1,1
1
194
523
419
198
744
ОК С
1,5х1,5
2,25
2,38
1,1 1
224
ПП
3,6х2,62
9,43
0,49
1 0,6
105
103
К
18
НС1
С
3,6х3,37
9,88
0,47
38
1,1
1
194
523
419
198
744
ОК С
1,5х1,5
2,25
2,38
1,1 1
224
ПП
3,6х2,62
9,43
0,49
1 0,6
105
104
УЖК
20
НС1
С
3,85х3,37
10,72
0,47
40
1,1
1
222
1065
847
380
1532
НС2 В
5,65х3,37
19,04
0,47
1,1 1
394
ОК С
1,5х1,5
2,25
2,38
1,1 1
236
ПП
5,25х3,45
18,11
0,49
1 0,6 213
105
УЖК
20
НС1
В
5,65х3,37
19,04
0,47
40
1,1
1
394
1065
847
380
1532
НС2 Ю
3,85х3,37
10,72
0,47
1 1
222
ОК Ю
1,5х1,5
2,25
2,38
1 1
236
ПП
5,25х3,45
18,11
0,49
1 0,6
213
106
УЖК
20
НС1
В
1,8х3,37
6,07
0,47
40
1,1
1
125
977
884
397
1464
НС2 Ю
3,85х3,37
10,72
0,47
1 1
394
ОК Ю
1,5х1,5
2,25
2,38
1 1
214
ПП
5,25х3,6
18,9
0,49
1 0,6
222
107
К
18
НС1
Ю
3,6х3,37
9,88
0,47
38
1
1
176
495
419
198
716
ОК Ю
1,5х1,5
2,25
2,38
1 1
214
ПП
3,6х2,62
9,43
0,49
1 0,6
105
108
К
20
НС1
Ю 3,85х3,37
10,72
0,47
40
1
1
201
757
884
397
1244
НС2 З
1,8х3,37
6,07
0,47
1,05 1
120
ОК Ю
1,5х1,5
2,25
2,38
1 1
214
ПП
3,6х2,62
18,9
0,49
1 0,6
222
109
УЖК
20
НС1
Ю
3,85х3,37
10,72
0,47
40
1
1
201
1004
847
380 1471
НС2 З
5,65х3,37
19,04
0,47
1,05 1
376
ОК Ю
1,5х1,5
2,25
2,38
1 1
214
ПП
5,08х3,2
18,11
0,49
1 0,6
213
ЛК
16
НС1
С
6,34х3,6
17,93
0,47
36
1,1
1
334 1369
796
397
1768
ДВ С
1,2х2,2
2,64
0,88
2,78 1,6
372
ОК С
1,5х1,5
2,25
2,38
1,1 1
212
ПП
5,25х3,6
18,9
0,49
1 0,6
200
ЧП
5,25х3,6
18.9
0.41
1 0
251
201
УЖК
20
НС1
З
5,65х2,98
16,84
0,47
40
1,05
1
332
1026
847
380
1493
НС2 С
3,85х2,98
9,22
0,47
1,1 1
191
ОК С
1,5х1,5
2,25
2,38
1,1 1
236
ЧП
5,25х3,45
18,11
0,41
1 0,9
267
202
К
18
НС1
С
3,6х2,98
8,48
0,47
38
1,1
1
166
522
419
198
743
ОК С
1,5х1,5
2,25
2,38
1,1 1
224
ЧП
3,6х2,62
9,43
0,41
1 0,9
132 9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
203
К
18
НС1
С
3,6х2,98
8,48
0,47
38
1,1
1
166
522
419
198
743
ОК С
1,5х1,5
2,25
2,38
1,1 1
224
ЧП
3,6х2,62
9,43
0,41
1 0,9
132
204
УЖК
20
НС1
С
3,85х2,98
9,22
0,47
40
1,1
1
191
1026
847
380
1493
НС2 В
5,65х2,98
16,84
0,47
1,1 1
332
ОК С
1,5х1,5
2,25
2,38
1,1 1
236
ЧП
5,25х3,45
18,11
0,41
1 0,9
267
205
УЖК
20
НС1
В
5,65х2,98
16,84
0,47
40
1,1
1
348
1002
847
380
1469
НС2 Ю
3,85х2,98
9,22
0,47
1 1
173
ОК Ю
1,5х1,5
2,25
2,38
1 1
214
ЧП
5,25х3,45
18,11
0,41
1 0,9
267
206
УЖК
20
НС1
В
1,8х2,98
5,36
0,47
40
1,1
1
111
777
884
397
1264
НС2 Ю
3,85х2,98
9,22
0,47
1 1
173
ОК Ю
1,5х1,5
2,25
2,38
1 1
214
ЧП
5,25х3,6
18,9
0,41
1 0,9
279
207
К
18
НС1
Ю
3,6х2,98
8,48
0,47
38
1
1
151
497
419
198
718
ОК Ю
1,5х1,5
2,25
2,38
1 1
214
ЧП
3,6х2,62
9,43
0,41
1 0,9
132
208
К
20
НС1
Ю
3,85х2,98
9,22
0,47
40
1
1
173
782
884
397
1269
НС2 З
1,8х2,98
5,36
0,47
1,05 1
106
ОК Ю
1,5х1,5
2,25
2,38
1 1
236
ЧП
3,6х2,62
9,43
0,41
1 0,9
267
209
УЖК
20
НС1
Ю
3,85х2,98
9,22
0,47
40
1
1
173
1008
796
397
1407
НС2 З
5,65х2,98
5,36
0,47
1,05 1
332
ОК Ю
1,5х1,5
2,25
2,38
1 1
236
ЧП
5,25х3,45
9,43
0,41
1 0,9
267







10 4. Гидравлический расчет трубопроводов системы отопления Целью гидравлического расчета трубопроводов системы отопления является определение оптимальных диаметров труб.
Определяем главное циркуляционное кольцо, это кольцо проходит через наиболее удаленный отопительный прибор первого этажа. Главное кольцо разбиваем на расчетные участки, начиная с обратной подводки наиболее неблагоприятно расположенного отопительного прибора по обратным теплопроводам до узла ввода и далее по подающим теплопроводам до прибора. Определяем расчетное циркуляционное давление для главного циркуляционного кольца. ΔPрц= ΔPн+ Б(ΔPе пр+ ΔPе тр) = 1400+0,5(310+200)=1655 Па где ΔPн – заданный перепад давления в магистралях тепловой сети на вводе, ΔPн=1400 Па; Б – коэффициент, определяющий долю максимального гравитационного давления, принимаем 0,5 для двухтрубных систем; ΔPе тр–дополнительное естественное (гравитационное) давление; ΔPе тр=200 Па Величину ΔPе пропределяем по формуле: ΔPе пр= 6,2h(tr – to) = 6,2×2(95-70)=310 Па где h– вертикальное расстояние от оси узла ввода до оси отопительного прибора расчетного кольца h=2 м; tr; to- соответственно температура на входе и на выходе из прибора; По каждому участку главного циркуляционного кольца определяем расход теплоносителя, пользуясь формулой 5.1 [8]: G = 3,6×ΣQni/с(tr – to) где ΣQni-суммарная тепловая мощность отопительных приборов, подсоединенных к i - тому участку теплопровода, Вт; с – удельная массовая теплоемкость воды (с=4,187 кДж/кг°К=4187 Дж/кг°C) G1=3600×766/4187×(95-70)=26,34 кг/ч G2=3600×3025/4187×(95-70)=104,04 кг/ч G3=3600×4512/4187×(95-70)=155,18 кг/ч G4=3600×10774/4187×(95-70)=370,54 кг/ч G5=3600×23328/4187×(95-70)=802,3 кг/ч G6=3600×23328/4187×(95-70)=802,3 кг/ч G7=3600×10774/4187×(95-70)=370,54 кг/ч G8=3600×4512/4187×(95-70)=155,18 кг/ч G9=3600×3025/4187×(95-70)=104,04 кг/ч G10=3600×1532/4187×(95-70)=52,69 кг/ч G11=3600×766/4187×(95-70)=26,34 кг/ч 11 Ориентировочно определяем расчетную потерю давления на трение на 1м длины трубопровода: RОР=0,9×К×ΔPрц /ΣL, RОР=0,9×0,65×1655/49,3=19,64 Па где К – доля потерь давления на трение, принимаем для системы с искусственной циркуляцией равной 0,65; ΔPрц – расчетное циркуляционное давление, Па; ΣL- сумма длин расчётных участков, м. Для каждого расчетного участка главного циркуляционного кольца, ориентируясь на RОР по табл.lll.60 [4], отыскиваем заданный расход теплоносителя Gi и определяем соответствующие ему значения диаметра трубопровода, скорости движения теплоносителя и фактическое значение удельной потери на трение Ri. Вычисляем расчетную потерю давления на трение на участке, равную произведению Ri×Li: Ri×Li 1=0,5×4,5=2,25 Ri×Li 2=8,2×13=106,6 Ri×Li 3=2,9×8,5=24,7 Ri×Li 4=6,1×40=244 Ri×Li 5=1,5×40=60 Ri×Li 6=8,5×40=340 Ri×Li 7=5,1×9,2=46,92 Ri×Li 8=3,4×8,5=28,9 Ri×Li 9=9,8×13=127,4 Ri×Li 10=2,7×17=45,9 Ri×Li 11=0,6×4,5=2,7 Пользуясь таб. III.65[4], определяем сумму коэффициентов в местах сопротивления Σξ . Значение потери давления на преодоление местных сопротивлений, zi определяем по табл. lll.61[4], зная Σξi. По каждому расчётному участку вычислим полную потерю давления: ΔPi= Ri×Li + Zi, Па ΔРi 1=2,25+6,85=9,1 Па ΔРi 2=106,6+13,3=119,9 Па ΔРi 3=24,7+30,1=54,8 Па ΔРi 4=224+106=350 Па ΔРi 5=60+183,5=243,5 Па ΔРi 6=340+122=462 Па ΔРi 7=46,92+12,7=59,62 Па ΔРi 8=28,9+5=33,9 Па ΔРi 9=127,4+29,8=157,2 Па ΔРi 10=45,9+8,3=54,2 Па ΔРi 11=2,7+2,25=4,95 Па 12 Определяем полую потерю давления в главном циркуляционном кольце: ΔPгцк=Σ ΔРi=1549,17 Па. Расчитываем величину запаса давления на неучтенные в расчете гидравлические сопротивления: (ΔРрц– ΔРгцк) / ΔРрц×100% = 5…10% (1655 – 1549,17)/1655×100%=6,4 %, Полученные результаты сводим в таблицу 3. Гидравлический расчет системы отопления. Таблица 3
№
участ-ка
ΣQni, Вт
G,кг/ч
L,м
d, мм
R, Вт Па/м
V, М/с
RiLi, Па
Σξ
Z, Па
ΔРi,
Па
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
1
766
26.34
0
15
4,5
0
2,25
4,6
6,85
9,1
2
3025
104.04
8,2
0
13
0
0
2
13,3
119,9
3
4512
155.18
2,9
25
8,5
0
24,7
6
0
54,8
4
10774
370.54
6,1
25
0
0
244
3
0
350
5
23328
802.3
1,5
32
0
0
0
4,3
183,5
243,5
6
23328
802.3
8,5
32
0
0
0
3
122
462
7
10774
370.54
5,1
32
9,2
0
46,92
1,5
12,7
59,62
8
4512
155.18
3,4
25
8,5
0
28,9
1
5
33,9
9
3025
104.04
9,8
0
13
0
127,4
4,5
29,8
157,2
10
1532
52.69
2,7
15
17
0
45,9
1,5
8,3
54,2
11
766
26.34
0
15
4,5
0
2,7
1,6
2,25
4,95 Σ1549,17 13 5. Расчет площади и числа секций отопительных приборов В качестве отопительных приборов системы отопления принимаем чугунные радиаторы с наиболее высокими теплотехническими и технико-
экономическими показателями: (М-140-АО) Определяем теплоотдачу прибора, Вт: Qпр= Qп-0,9×Qтр где Qп- теплопроводность помещения, равная его теплопотерям, Вт Определяем теплоотдачу открыто проложенных в пределах помещения труб: Qтр= qтр×l, где qтр - удельное значение теплоотдачи трубопровода длиной 1м, Вт/м, принимаемое по табл. 2 прил. 3 [8] или табл. III.36 [4] в зависимости от его диаметра и средней разности ti -tв, l – длина открыто проложенных трубопроводов, м. Определяем тепловой поток прибора, Вт qпр=qном×j1×j2×j3 где qном- номинальный тепловой поток, принимаем по табл. 1 прил. 3[8], Вт; j1 – поправочный коэффициент, учитывающий влияние изменения среднего перепада температур j1=( Δtпр/70)n где n – принимаем по табл. 1 прил. 1[8], принимаем 1,3; Δtпр= ti - tв; ti=(tr+t0)/2 =(95+70)/2=82,5 0С Δtжк=[(95+70)/2] -20=62,5 0С; j1=(62,5/70)1,3=0,863 ΔtЛК=[(95+70)/2] - 16=66,5 0С; j1=(66,5/70)1,3=0,935 Δtк=[(95+70)/2] – 18=64,5 0С; j1=(64,5/70)1,3=0,9 j2 - поправочный коэффициент, учитывающий изменение расхода теплоносителя G, кг/с j2=(G/0.1) m где m - показатель степени, принимаемый по табл. 1 прил. 3[8], принимаем 0,02; G – расход теплоносителя, кг/с G=Qп ×3600/(c(tr-t0)) где с – удельная теплоемкость воды, с=4187 Дж/кг 0К G101=1514×3600/4187×(95-70)=52,07 кг/ч j2 101=(52,07/0,1) 0,02=1,13 G102=744×3600/4187×(95-70)=22,59 кг/ч j2 102=(22,59/0,1) 0,02=1,11 G103=744×3600/4187×(95-70)=22,59 кг/ч j2 103=(22,59/0,1) 0,02=1,11 G104=1532×3600/4187×(95-70)=52,69 кг/ч j2 104=(52,69/0,1) 0,02=1,13 G105=1532×3600/4187×(95-70)=52,69 кг/ч j2 105=(52,69/0,1) 0,02=1,13 G106=1464×3600/4187×(95-70)=50,35 кг/ч j2 106=(50,35/0,1) 0,02=1,13 G107=716×3600/4187×(95-70)=24,62 кг/ч j2 107=(24,62/0,1) 0,02=1,11 G108=1244×3600/4187×(95-70)=42,78 кг/ч j2 108=(42,78/0,1) 0,02=1,13 G109=1471×3600/4187×(95-70)=50,59 кг/ч j2 109=(50,59/0,1) 0,02=1,13 GКЛ=1768×3600/4187×(95-70)=60,8 кг/ч j2 КЛ=(60,8/0,1) 0,02=1,14 G201=1493×3600/4187×(95-70)=51,35 кг/ч j2 201=(51,35/0,1) 0,02=1,13 G202=743×3600/4187×(95-70)=25,55 кг/ч j2 202=(25,55/0,1) 0,02=1,11 G203=743×3600/4187×(95-70)=25,55 кг/ч j2 203=(25,55/0,1) 0,02=1,11 14 G204=1493×3600/4187×(95-70)=51,35 кг/ч j2 204=(25,55/0,1) 0,02=1,11 G205=1469×3600/4187×(95-70)=50,52 кг/ч j2 205=(50,52/0,1) 0,02=1,13 G206=1264×3600/4187×(95-70)=43,47 кг/ч j2 206=(43,47/0,1) 0,02=1,13 G207=718×3600/4187×(95-70)=24,69 кг/ч j2 207=(24,69/0,1) 0,02=1,11 G208=1269×3600/4187×(95-70)=43,64 кг/ч j2 208=(43,64/0,1) 0,02=1,13 G209=1407×3600/4187×(95-70)=48,39 кг/ч j2 209=(48,39/0,1) 0,02=1,13 j3 поправочный коэффициент, на барометрическое давление j3=S+(1-S)=0,3+(1-0,3)=1 где S – доля лучистой составляющей от общего теплового потока элемента отопительного прибора (для чугунных радиаторов S=0,3). Определим число секций отопительных приборов, шт. n=(Q/ qпр )β1 β2 β3 где β1- коэффициент, учитывающий направление движения теплоносителя в приборе, для схемы движения сверху β1=1; β2 – коэффициент, учитывающий способ установки нагревательных приборов, при открытой установке β2=1. β3 – поправочный коэффициент, учитывающий число секций в одном приборе, при числе секций до 5 шт. β3=0,93; от 5 до 10 шт β3=1; свыше 10шт β3=1,03. n101=(1234/173,6)×1×1×1=7,1 принимаем n101=7 n102=(488/177,8)×1×1×0,93=2,5 принимаем n102=3 n103=(488/177,8)×1×1×0,93=2,5 принимаем n103=3 n104=(1252/173,6)×1×1×1=7,2 принимаем n104=7 n105=(1252/173,6)×1×1×1=7,2 принимаем n105=7 n106=(1228/173,6)×1×1×1=7,07 принимаем n106=7 n107=(460/177,8)×1×1×0,93=2,4 принимаем n107=3 n108=(988/173,6)×1×1×1=5,7 принимаем n108=6 n109=(1191/173,6)×1×1×1=6,9 принимаем n109=7 nЛК=(1403/189,7)×1×1×1=7,4 принимаем n105=7 n201=(1276/173,6)×1×1×1=7,4 принимаем n201=7 n202=(556/177,8)×1×1×0,93=2,9 принимаем n202=3 n203=(556/177,8)×1×1×0,93=2,9 принимаем n203=3 n204=(1276/173,6)×1×1×1=7,4 принимаем n204=7 n205=(1252/173,6)×1×1×1=7,2 принимаем n205=7 n206=(1092/173,6)×1×1×1=6,3 принимаем n206=6 n207=(531/177,8)×1×1×0,93=2,7 принимаем n207=3 n208=(1082/173,6)×1×1×1=6,2 принимаем n208=6 n209=(1190/173,6)×1×1×1=6,8 принимаем n209=7 15 Результаты расчета отопительных приборов сведены в таблицу 4 Таблица 4
№ помеще-ния
Qпр,
Вт
qном,
Вт/м
j1
j2
j3
Qтр,
qпр,
Вт
β1
β2
β3
n,
шт
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
101
1234
178
0
1.13
1
311,58
173.6
1
1
1
7
102
488
178
0.9
1.11
1
284,52
177.8
1
1
0
3
103
488
178
0.9
1.11
1
284,52
177.8
1
1
0
3
104
1252
178
0
1.13
1
311,58
173.6
1
1
1
7
105
1252
178
0
1.13
1
311,58
173.6
1
1
1
7
106
1228
178
0,863
1,13
1
261,93
173,6
1
1
1
7
107
460
178
0.9
1.11
1
284,52
177.8
1
1
0
3
108
988
178
0
1.13
1
284,52
173,6
1
1
1
6
109
1191
178
0
1.13
1
311,58
173.6
1
1
1
7
ЛК
1403
178
0
1.14
1
208,93
189,7
1
1
1
7
201
1276
178
0
1.13
1
241
173.6
1
1
1
7
202
556
178
0.9
1.11
1
207,62
177.8
1
1
0
3
203
556
178
0.9
1.11
1
207,62
177.8
1
1
0
3
204
1276
178
0
1.11
1
241
170.5
1
1
1
7
205
1252
178
0
1.13
1
241
173.6
1
1
1
7
206
1092
178
0
1,13
1
191,35
173,6
1
1
1
6
207
531
178
0.9
1.11
1
207,62
177.8
1
1
0
3
208
1082
178
0.86
1,13
1
207,62
173.6
1
1
1
6
209
1190
178
0
1.13
1
241
173.6
1
1
1
7



















16 6. Выбор конструкции и расчет систем естественной вентиляции В жилых зданиях согласно ГОСТ II.2.08.01-89 рекомендуется устраивать природную канальную вентиляцию с вытяжкой воздуха в каждой квартире: с кухни, ванных комнат, туалетов или совмещенных санузлов. В каждое помещение происходит неорганизованный поток воздуха через форточки, балконные двери, изъяны в оконных рамах. Исключением являются жилые комнаты, не граничащие с санузлами и кухней, в квартирах без прямого или углового проветривания, которые имеют четыре или больше комнат. В таких случаях природную вытяжку необходимо устраивать непосредственно из таких комнат. В жилых зданиях до четырех этажей вытяжку воздуха с помещений рекомендуется производить раздельными каналами, которые размещаются во внутренних стенах. Совмещение вентиляционных систем разновидных по назначению помещений (например, кухня и санузел) не допустимо. При размещении вентиляционных каналов в кирпичных стенах размер каналов должен быть кратным 0,5 кирпича и составлять не меньше 0,5х0,5 кирпича(140х140 мм). Толщину стенок канала необходимо принимать не меньше 0,5 кирпича, простенки между одноименными каналами - 0,5 кирпича, между разноимёнными каналами - 1 кирпич. Каналы в стенах из силикатного кирпича, шлакобетона и других пористых или влагоёмких материалов, необходимо устраивать путем закладки асбесто- цементных труб с внутренним диаметром не менее 100 мм или выполнить из обыкновенного кирпича. Каналы во внутренних кирпичных стенах рекомендуется устраивать возле проемов и стен на расстоянии не менее 1,5 кирпича. Соотношение сторон канала следует принимать не более 1:3. На воздухоприемных отверстиях вентиляционных каналов в помещениях на расстоянии 200-250 мм от потолка следует установить вентиляционные решетки, изготовленные из металла, пластмасса или гипса. Высоту вытяжной шахты над кровлей рекомендуется определять следующими условиями: если шахта расположена возле конька, ее устье должно возвышаться над коньком не менее чем на 0,5 м; если шахта расположена от конька на расстоянии 1,5-3 м, ее устье должно устраивать на уровне конька; если же шахта расположена от конька на расстоянии более 3 м, ее устье выводится до прямой, проведенной от конька под углом 100 к горизонту. Во всех случаях расстояние от кровли до устья канала должно быть не менее 0,5 и не более 1,5 м. Лестничные клетки без естественного освещения проветриваются через каналы и шахты, а закрытые лестничные клетки с естественным освещением – через вентиляционные шахты, открывающиеся окна, фрамуги или форточки. Расчет производим в следующей последовательности: Определяем гравитационное давление ΔРе=gh(ρн - ρв); где h-высота от оси решетки до плоскости выпускаемого отверстия шахты над крышей, при высоте трубы на уровне конька крыши, принимаем h=3м; ρн- плотность воздуха наружная, при t=5 оС, ρн=353/273+5=1,27 кг/м³; ρв-плотность воздуха внутренняя, tк=16 оС, ρв =353/273+16=1,22 кг/м³; Δре=9,8×3(1,27-1,22)=1,47 Па 17 Определяем интенсивность удаления воздуха через канал, согласно прил.[6] для кухни: Lк=75 м3/ч; Рассчитываем необходимую площадь вытяжных каналов: Fф =L /3600×V где, L – интенсивность удаления воздуха через канал м³/ч; V-скорость движения воздуха в каналах, V=скорость движения воздуха в каналах, принимаемая 0,5 – 0,6 м/с для каналов верхних этажей; ≥ 1 м/с для сборных воздуховодов; 1 – 1,5 – в вытяжной шахте. Fк=75/3600×0,5=0,04м2; По полученному ориентировочному значению потребной площади сечений выбираем размеры стандартного вытяжного канала (14.2)[7]: размер в кирпичах 0,5х1,0 Ø 180 мм Уточняем скорость воздуха V=L /3600×Fф=75/3600×0,04=0,5 м/с; Определяем удельную потерю давления на преодоление сил трения R, Па/м, динамическое давление Pg, Па. Пользуясь номограммой, изображенной на рис.14.9 [7], получаем: R=0,03 Па/м Рg=0,15 Па Определение суммы коэффициентов местных сопротивлений Σξ (прил. 9 [7]): - решетка (вход в решетку с поворотом воздуха) ξ=2 - вытяжная шахта с диффузором ξ=1,3 Σξ =2+1,3=3,3 По расчетному каналу вычисляем полную потерю давления ΔРn=Rhβш+Z bш-коэффициент шероховатости, bш=1,28, Z-потери давления в местных сопротивлениях, Z= Рg*Σξ =0,15×3,3=0,495 Па, Δрn=0,03×3×1,28+0,495=0,61 Па Полученное значение полной потери давления в канале, сравниваем с гравитационныи давлением и определяем величину запаса А3=[(ΔРе-ΔРn)/ ΔРе]×100, о/о А3=[(1,47-0,61)/1,47]×100о/о=59 о/о Полученное значение запаса соответствует норме(10-15о/о); Условие ΔРе>0,9×ΔРn выполняется:1,47>0,9×0,61=0,55 18 Результаты расчета канала системы естественной вентиляции заносим в таблицу 5 Таблица 5 № h, м L, м3/ч ΔРе, Па Vпр, м/с Fф, м2 a х b dэ, мм Vфак, м/с R, Па/м Σξ, Рg, Па Z, Па ΔРn, Па 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 3 90 1,47 0.5 0.04 140×270 180 0.5 0.03 3.3 0.15 495 0.61 19











Список использованной литературы.
1. СНиП2.01-82.Строительная климатология и геофизика. –М.:Стройиздат, 1983. 2. СНиП ll-3-79**.Строительная теплотехника /Госстрой СССР.-М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. 3. СНиП 2.04.05-86. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха/ Госстрой СССР.-М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988. 4. Справочник по теплоснабжению и вентиляции /Р.В.Щёкин, С.М. Корневский и др. – Киев: Будівельник, 1976 5. Методические указания к выполнению курсовой работы «Отопление и вентиляция непромышленного здания» по курсу «Инженерные сети и оборудование зданий и сооружений». Е.Н.Куликова – Макеевка: МакИСИ, 1991 6. СНиП 2.08.01-89. Жилые здания /Госстрой СССР.-М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. 7. Тихомиров К.В. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция: Учебник для вузов. М.: Стройиздат , 1991 8. Ткачук А.Я. Проектирование систем водяного отопления: Учебное пособие.- Киев: Вища шк., 1989.