Теплогазоснабжение и вентиляция

Результаты гидравлического расчета дают следующий исходный материал:
1. для определения капиталовложений, расхода металла (труб) и основного объема работ по сооружению тепловой сети;
2. установления характеристик циркуляционных и подпиточных насосов, количества насосов и их размещения;
Для проведения гидравлического расчета разрабатывается схема разводки отопления, указывается размещение отопительных приборов, рассчитаны диаметры трубопроводов, длины участков, расходы и скорости теплоносителя.
Диаметры трубопроводов, расходы и скорости теплоносителя необходимо рассчитать для каждого участка.
В двухтрубной системе рассчитывают основное наиболее неблагоприятное циркуляционное кольцо системы, которым считается кольцо через наиболее нагруженный и удаленный от теплового ввода отопительный прибор.
Падение давления в трубопроводе может быть представлено как сумма двух слагаемых: линейного падения и падения в местных сопротивлениях
,
где – линейное падение давления; – падение давления в местных сопротивлениях.
Линейное падение представляет собой падение давления на прямолинейных участках трубопровода. Падение давления в местных сопротивлениях – это падение давления в арматуре (вентилях, задвижках, кранах и т.д.) и других элементах оборудования, размещенных неравномерно по длине трубопровода (коленах, шайбах, переходах и т.п.).
Для гидравлического расчета системы отопления необходимо представить схему разводки трубопроводов. Поскольку присоединение отопительных приборов принято параллельным, для расчета выбираем наиболее удаленный отопительный прибор. Рассчитывается падение давления на отопительном приборе, затем падение давления в подводящем и отводящем трубопроводах. Для расчета последнего нужно разбить трубопроводы на участки. Каждый из них характеризуется своим расходом и скоростью теплоносителя.
При гидравлическом расчете системы с водоемкими отопительными приборами (радиаторами) отопительные приборы считаются местным сопротивлением на пути движения воды.
Плотность воды при средней температуре в отопительных приборах 82,5оС (95/70) ρ = 970 кг/м3, кинематическая вязкость воды υ = 3,5·10-7 м2/с.
Расчеты представим в виде таблиц.
Рассчитаем тепловую нагрузку на каждый стояк с учетом увеличения мощности отопительных приборов за счет округления числа секций радиаторов.
Таблица 7.1
Тепловые нагрузки на стояк
№ стояка Теплоснабжаемые помещения Тепловая нагрузка Сумма тепловых нагрузок 1 101, 201, 301, 102, 202, 302 643 + 656 + 417 + 432 + 560 + 573 3281 2 101, 201, 301, 103, 203, 303 643 + 425 + 417 + 234 + 573 + 323 2615 3 108, 208, 308, 109, 209, 309 538 + 543 + 342 + 344 + 435 + 440 2642 4 110, 210, 310 442 + 268 + 342 1052 5 л/к 592 + 256 + 506 1354 6 121, 221, 321, 122, 222, 322 466 + 720 + 271 + 560 + 387 + 646 3050 7 124, 224, 324, 123, 223, 323 379 + 757 + 589 + 281 + 682 + 314 3002 8 л/кл 592 + 256 + 506 1354 9 117, 217, 317 372 + 276 + 306 954 10 115, 215, 315, 116, 216, 316 497 + 440 + 304 + 299 + 418 + 369 2327 11 102, 202, 302, 104, 204, 304 656 + 529 + 432 + 405 + 323 + 573 2918
Таблица 7.2
Гидравлический расчет системы отопления
Участок Тепловая нагрузка участка, Q, Вт Расход воды, G, кг/с Длина участка, l, м Диаметр трубы, dст, мм Скорость воды, vр, м/с Удельные потери давления, Rl, Па/м Коэф. мест. сопр., ζ Потери давления, Δр, Па Кольцо 1 через стояк 1 1 . 1 25828 0,247 11,1 0,04 0,196 18,1 4,5 286 1 . 2 13994 0,134 7,2 0,032 0,166 17,3 1 138 1 . 3 9590 0,092 6,8 0,032 0,114 8,3 1 63 1 . 4 8538 0,082 3,6 0,032 0,101 6,7 1 29 1 . 5 5896 0,056 8,2 0,02 0,179 36,1 1 312 1 . 6 3281 0,031 24,7 0,016 0,156 36,4 12,5 1046 1 . 7 5896 0,056 8,2 0,02 0,179 36,1 1 312 1 . 8 8538 0,082 1 0,032 0,101 6,7 1 12 1 . 9 13994 0,134 7,2 0,032 0,166 17,3 1 138 1 . 10 16912 0,161 2,3 0,032 0,201 25,1 1 77 1 . 11 25828 0,247 4,6 0,04 0,196 0,0 4,5 84 Суммарные потери давления 2498 Кольцо 2 через стояк 6 2 . 1 25828 0,247 11,1 0,04 0,196 18,1 4,5 286 2 . 2 13994 0,134 7,2 0,032 0,166 17,3 1 138 2 . 3 4404 0,042 3,4 0,02 0,134 20,5 1 78 2 . 4 3050 0,029 20,8 0,016 0,145 31,6 12,5 784 2 . 5 4404 0,042 7,3 0,02 0,134 20,5 1 158 2 . 6 13994 0,134 7,2 0,032 0,166 17,3 1 138 2 . 7 25828 0,247 4,6 0,04 0,196 0,0 4,5 84 Суммарные потери давления 1668 Кольцо 3 через стояк 7 3 . 1 25828 0,247 11,1 0,04 0,196 18,1 4,5 286 3 . 2 10555 0,101 6 0,02 0,321 113,1 1 728 3 . 3 4356 0,042 3,5 0,02 0,132 20,1 1 79 3 . 4 3002 0,029 20,6 0,016 0,143 30,6 12,5 754 3 . 5 4356 0,042 3,5 0,02 0,132 20,1 1 79 3 . 6 5310 0,051 3,6 0,02 0,161 29,5 1 119 3 . 7 7637 0,073 3,6 0,02 0,232 59,9 1 242 3 . 8 25828 0,247 4,6 0,04 0,196 0,0 4,5 84 Суммарные потери давления 2371 Кольцо 4 через стояк 11 4 . 1 25828 0,247 11,1 0,04 0,196 18,1 4,5 286 4 . 2 10555 0,101 6 0,02 0,321 113,1 1 728 4 . 3 6199 0,059 0,2 0,02 0,188 39,9 1 25 4 . 4 5245 0,050 3,6 0,016 0,249 90,9 1 357 4 . 5 2918 0,028 31,7 0,02 0,089 9,3 12,5 342 4 . 6 16912 0,161 2,3 0,032 0,201 25,1 1 77 4 . 7 25828 0,247 4,6 0,04 0,196 18,1 4,5 168 Суммарные потери давления 1984 Главное кольцо через стояк 1, поскольку через него наибольшие потери давления. Расчетные потери давления в системе составляют 2,5 кПа.
8 Расчет количества секций отопительных приборов
Отопительные приборы размещаются так, чтобы были обеспечены их осмотр, ремонт и очистка.
Отопительные приборы располагаются преимущественно под световыми проемами (под витринами – по всей их длине). При размещении приборов под окнами вертикальные оси прибора и оконного проема должны совпадать.
При таком размещении прибора возрастает температура внутренней поверхности в нижней части наружной стены и окна, что повышает тепловой комфорт помещения, уменьшая радиационное охлаждение людей. Поток теплого воздуха при расположении прибора под окном препятствует образованию ниспадающего потока холодного воздуха, если нет подоконника, перекрывающего прибор, и движению воздуха с пониженной температурой у пола помещения. Длина прибора для этого должна быть не менее трех четвертей ширины оконного проема.
Тепловой поток от теплоносителя – воды или пара – передается в помещение через стенку отопительного прибора.
Интенсивность теплопередачи характеризуют коэффициентом теплопередачи kпр, который выражает плотность теплового потока на внешней поверхности стенки, отнесенную к разности температуры разделенных стенкой теплоносителя и воздуха отапливаемого помещения. Термин «плотность» в данном случае применяется для теплового потока, передаваемого через единицу площади внешней поверхности отопительного прибора.
Присоединение труб к отопительному прибору выполняется одно или двухсторонним. Теплотехнически целесообразнее двухстороннее присоединение, но в вертикальных системах конструктивно более рационально выполнять одностороннее присоединение.
В качестве нагревательных приборов в отопительной технике применяются радиаторы – гладкие чугунные или штампованные из листовой стали; гнутые или сварные регистры из гладких труб; чугунные ребристые трубы, а также конвекторы с нагревательными элементами из оребренных стальных труб. Находят применение греющие бетонные панели с вмонтированными в них змеевиками из стальных труб.
В качестве отопительных приборов выбираются радиаторы Бриз-500.
Расход воды G, кг/с, требуемый для обеспечения тепловой мощности, рассчитывается по формуле:

где Qп – тепловая мощность, кВт; с – теплоемкость воды; τ1 = 95оС и τ2 = 70оС – температуры соответственно прямой и обратной воды в отопительном приборе.
В помещение необходимо подвести тепловую мощность Qп, Вт, для покрытия тепловых потерь. Эта мощность подводится радиаторами отопления.
Мощность одной секции радиатора (по каталогу) qр = 0,15 кВт (150 Вт), если вода в нем охлаждается с 95 до 70оС и температура воздуха в помещении 20оС.
При иных параметрах теплоносителя или температуры воздуха, которую необходимо поддерживать в помещении, необходимо пересчитать действительную мощность одной секции qрд, кВт, по формуле:

где tср – средняя температура воды в радиаторе (принимаем, что вода в радиаторах остывает с 95 до 70оС), оС, tср = 82,5оС.
Рассчитывается необходимое количество секций (nс) в каждом радиаторе
.
В тех помещениях, где по расчету получается требуется установить меньше двух секций радиатора (то есть теплопотери незначительны), радиаторы устанавливать не будем. Добавим эту теплоту в других помещениях (преимущественно в холлах и коридорах, сообщающихся с рассчитанным.
Расчеты по каждому помещению сведем в таблицу.
Таблица 8.1
Расчет количества секций отопительных приборов
№ пом. Наименование помещения Мощность отопления, Qот, Вт Средняя температура, tср, °С Разность температур, Δt, °С Мощность секции прибора, qпр, Вт Количество секций по расчету, Nр, шт Количество секций принято, Nпр, шт. Первый этаж 101 Жилая комната 1286 82,5 60,5 124 10,39 2х6 102 Жилая комната 1311 82,5 60,5 124 10,59 2х6 103 Кухня 425 82,5 62,5 129 3,29 4 104 Жилая комната 529 82,5 62,5 129 4,09 4 108 Жилая комната 538 82,5 62,5 129 4,16 5 109 Жилая комната 543 82,5 62,5 129 4,21 5 110 Кухня 442 82,5 60,5 124 3,57 4 115 Жилая комната 497 82,5 60,5 124 4,01 4 116 Жилая комната 440 82,5 62,5 129 3,41 4 117 Кухня 372 82,5 62,5 129 2,88 3 121 Жилая комната 466 82,5 62,5 129 3,61 4 122 Жилая комната 720 82,5 60,5 124 5,82 6 123 Жилая комната 757 82,5 60,5 124 6,12 7 124 Кухня 379 82,5 62,5 129 2,94 3 128 Лестн. клетка 1183 82,5 65,5 137 8,61 2х5 Второй этаж 201 Жилая комната 835 82,5 60,5 124 6,75 2х4 202 Жилая комната 864 82,5 60,5 124 6,98 2х4 203 Кухня 234 82,5 62,5 129 1,81 3 204 Жилая комната 405 82,5 62,5 129 3,14 4 208 Жилая комната 342 82,5 62,5 129 2,65 3 209 Жилая комната 344 82,5 62,5 129 2,66 3 210 Кухня 268 82,5 60,5 124 2,17 3 215 Жилая комната 304 82,5 60,5 124 2,46 3 216 Жилая комната 299 82,5 62,5 129 2,32 3 217 Кухня 276 82,5 62,5 129 2,14 3 221 Жилая комната 271 82,5 62,5 129 2,10 3 222 Жилая комната 560 82,5 60,5 124 4,53 5 223 Жилая комната 589 82,5 60,5 124 4,76 5 224 Кухня 281 82,5 62,5 129 2,17 3 228 Лестн. клетка 515 82,5 65,5 137 3,75 2х3 Третий этаж 301 Жилая комната 1120 82,5 60,5 124 9,05 2х5 302 Жилая комната 1145 82,5 60,5 124 9,26 2х5 303 Кухня 323 82,5 62,5 129 2,50 3 304 Жилая комната 436 82,5 62,5 129 3,37 4 308 Жилая комната 435 82,5 62,5 129 3,37 4 309 Жилая комната 440 82,5 62,5 129 3,41 4 310 Кухня 342 82,5 60,5 124 2,77 3 315 Жилая комната 418 82,5 60,5 124 3,38 4 316 Жилая комната 369 82,5 62,5 129 2,86 3 317 Кухня 306 82,5 62,5 129 2,37 3 321 Жилая комната 387 82,5 62,5 129 3,00 3 322 Жилая комната 646 82,5 60,5 124 5,22 6 323 Жилая комната 682 82,5 60,5 124 5,51 6 324 Кухня 314 82,5 62,5 129 2,43 3 328 Лестн. клетка 1013 82,5 65,5 137 7,38 2х4

9 Определение воздухообменов и расчет элементов гравитационной вентиляции
В жилых зданиях квартирного типа предусматривается естественная канальная вытяжная вентиляция с удалением воздуха из санузлов и кухонь. Приток неорганизованный, через неплотности ограждения.
Воздухообмен рассчитывается для каждой типовой квартиры.
Воздухообмен в кухнях и санузлах, м3/ч, принимается по следующим нормам: кухня с 4-конфорочной электроплитой – 60;
совмещенный санузел, санузел, ванная – 50.
№ помещ. Наимен. Помещ. Воздухообмен в пом. общ. польз., Lпоп, м3/час Расчетный расход воздуха, Lрасч, м3/час Lрасч, м3/с Первый этаж 103 Кухня 60 60 0,0167 105 Ванная 50 50 0,0139 106 Санузел 50 50 0,0139 110 Кухня 60 60 0,0167 112 Ванная 50 50 0,0139 113 Санузел 50 50 0,0139 117 Кухня 60 60 0,0167 118 Ванная 50 50 0,0139 119 Санузел 50 50 0,0139 124 Кухня 60 60 0,0167 125 Ванная 50 50 0,0139 126 Санузел 50 50 0,0139 Второй этаж 203 Кухня 60 60 0,0167 205 Ванная 50 50 0,0139 206 Санузел 50 50 0,0139 210 Кухня 60 60 0,0167 212 Ванная 50 50 0,0139 213 Санузел 50 50 0,0139 217 Кухня 60 60 0,0167 218 Ванная 50 50 0,0139 219 Санузел 50 50 0,0139 224 Кухня 60 60 0,0167 225 Ванная 50 50 0,0139 226 Санузел 50 50 0,0139 Третий этаж 303 Кухня 60 60 0,0167 305 Ванная 50 50 0,0139 306 Санузел 50 50 0,0139 310 Кухня 60 60 0,0167 312 Ванная 50 50 0,0139 313 Санузел 50 50 0,0139 317 Кухня 60 60 0,0167 318 Ванная 50 50 0,0139 319 Санузел 50 50 0,0139 324 Кухня 60 60 0,0167 325 Ванная 50 50 0,0139 326 Санузел 50 50 0,0139

Заключение
Целью проекта была разработка системы отопления жилого дома.
Для достижения поставленной цели выполнены следующие задачи:
определены требуемые параметры микроклимата во всех помещениях здания;
определены теплопотери каждого помещения, суммарные теплопотери здания составили 25,8 кВт;
подобрано и рассчитано отопительное оборудование, к установке приняты отопительные радиаторы Бриз-500;
выполнен гидравлический расчет системы отопления, подобраны диаметры трубопроводов;
рассчитано количество вытяжного воздуха для каждого помещения.

Список используемой литературы
1. Крупнов Б.А., Аверин Б.Н. Отопление и вентиляция гражданского здания. Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов специальности 290300 ПГС. М. – 2006.
2. СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий
3. СНиП 2.04.05-91* Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха.
4. СНиП II-3-79** Строительная теплотехника.
5. СНиП 23-01-99 Строительная климатология СНиП 2.08.01-89 (1999) Жилые здания.
6. ГОСТ 21.602-79 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Рабочие чертежи. СПД для строительства.
7. Теплоснабжение и вентиляция. Учебник для вузов. Изд. 2-у. В.М. Гусев. Ленинград: Стройиздат. Ленинградское отделение. 1975. – 232 стр.












21