Отопление и вентиляция жилого здания

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.Линейное падение давления.В трубопроводах, транспортирующих жидкость или газы,где – линейное падение давления на участке, Па; Rл – удельное падение давления, т. е. падение давления, отнесенное к единице длины трубопровода, Па/м; l – длина трубопровода, м.Исходной зависимостью для определения удельного линейного падения в трубопроводе является уравнение Дарсигде λ – коэффициент гидравлического трения (безразмерная величина); w – скорость среды, м/с; ρ – плотность среды, кг/м3; d – внутренний диаметр трубопровода, м; G – массовый расход, кг/с.Коэффициент гидравлического трения λ зависит от состояния стенки трубы (гладкая или шероховатая) и режима движения жидкости (ламинарное или турбулентное).Основное применение для транспортировки теплоты имеют шероховатые стальные трубы.Полученная опытным путем зависимость коэффициента гидравлического трения стальных труб от числа Re и относительной шероховатости хорошо описывается универсальным уравнением, предложенным А.Д.Альтшулем,На основе имеющихся материалов гидравлических испытаний тепловых сетей и водопроводов для водяных сетей в условиях нормальной эксплуатации рекомендуется принимать значение абсолютной эквивалентной шероховатости kэ= м для гидравлического расчета тепловых сетей:Местное падение давления.При наличии на участке трубопровода ряда местных сопротивлений суммарное падение давления во всех местных сопротивлениях, Па, определяется по формуле:где Σξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений, установленных на участке; ξ – безразмерная величина, зависящая от характера сопротивления.Сопротивления муфтовых, фланцевых и сварных соединений трубопроводов при правильном выполнении незначительны, поэтому их надо рассматривать в совокупности с линейными сопротивлениями. Рекомендованные значения абсолютной шероховатости учитывают эти сопротивления.Рисунок 1. Расчетная схема ветки №1Рисунок 2. Расчетная схема ветки №2Рисунок 3. Расчетная схема ветки №3Рисунок 4. Расчетная схема ветки №4Рисунок 5. Расчетная схема ветки №5Расчет сведем в таблицу.Таблица 5. Гидравлический расчет№ уч.Q, ВтG, кг/сl, мdст, мvр, м/сRl, Па/мрл, Паζрм, ПаΔр, ПаВетка №11.141250,0398,90,020,12518,11612,5191801.227500,0266,90,020,0848,35713611.313750,01310,40,020,0422,2235,65281.427500,0266,90,020,0848,35713611.541250,0398,90,020,12518,11612,519180Суммарные потери давления509Ветка №22.122000,02190,0150,11923,42102,5172282.217140,0163,10,0150,09314,54514492.38570,0085,50,0150,0463,9215,66272.417140,0163,10,0150,09314,54514492.522000,02190,0150,11923,42102,517228Суммарные потери давления580Ветка №33.120900,0201,70,0150,11321,2361,59453.214800,0141,80,0150,08010,92013233.37400,0076,40,0150,0403,0195,64233.414800,0141,80,0150,08010,92013233.520900,0201,70,0150,11321,2361,5945Суммарные потери давления159Ветка №44.158130,0555,50,020,17735,21933,5532464.232290,0317,40,020,09811,3841,57914.316180,0154,90,020,0493,01511164.43200,00312,80,020,0100,225,6024.516180,0154,90,020,0493,01511164.632290,0317,40,020,09811,3841,57914.758130,0555,50,020,17735,21933,553246Суммарные потери давления708Ветка №55.158130,0555,50,020,17735,21933,5532465.225840,0254,60,020,0797,4341,54385.319640,0192,20,020,0604,41012115.49820,00990,020,0301,2115,62135.519640,0192,20,020,0604,41012115.625840,0254,60,020,0797,4341,54385.758130,0555,50,020,17735,21933,553246Суммарные потери давления606Расчетными потерями давления являются наибольшие, то есть 708 Па. На отводах во все ветви установим регулирующие клапаны, которые уравняют давления во всех ветвях и обеспечат требуемое распределение воды по отопительным приборам.2.4 Подбор оборудования индивидуального теплового пунктаДля обеспечения дома теплом и горячей водой проектируется автономная котельная.Котельная создается на основе настенного электрического котла УРАЛПРОМ ЭВПМ-15 15 кВт 380 В, мощностью 15 кВт (производство Россия) c автоматикой зима-лето.Обвязка оборудования котельной производится стальными трубами. Прокладка труб производится в теплоизоляции Энергофлекс, толщиной 9 мм. Естественное освещение в котельной - из расчета остекления 0,03 м2 на 1 м3 помещения.Ширина внешней двери котельной - не менее 80 см; высота помещения не менее 2,5 м; объем и площадь из условий удобного обслуживания тепловых агрегатов и вспомогательного оборудования, но не менее 15 м3.В помещении котельной должна предусматриваться вентиляция из расчета: вытяжка в объеме 3-х кратного воздухообмена помещения в час, приток в объеме вытяжки плюс количество воздуха на горение газа.Регулирование температуры отопления осуществляется трехходовым смесителем, в ручном режиме.Теплоносителем является вода.Помещение котельной представляет собой отдельное помещение на первом этаже жилого дома, смежное с гаражом. Запроектированная котельная предназначена для работы в автоматическом режиме, без постоянного присутствия обслуживающего персонала.Для визуального контроля за работой котельной, на трубопроводах установлены термометры и манометры.В котельной предусмотрена двухконтурная система: один контур - отопление, а другой на горячее водоснабжение. Для компенсации температурных изменений объемов воды, в котельной предусмотрены расширительные баки, фирмы Reflex.Регулирование температуры отопления осуществляется трехходовым смесителем, в ручном режиме, либо термостатом на котле. В процессе эксплуатации, возможно поставить погодозависимую автоматику.Для циркуляции теплоносителя в системе отопления подберем насос.Подача этого насоса:Напор насоса:Н = 1,1*(Нк + Нэт + Нсист) = 1,1*(3 + 3 +0,7) = 7,07 м.Выбираем насос UPS 32-60 180 фирмы Grundfos.Подберем мембранный расширительный бак для системы отопления:1,25 – коэффициент запаса объема воды. - коэффициент, учитывающий максимально возможное заполнение бака теплоносителем. – предварительное абсолютное давление закачки воздуха в баке.– максимальное абсолютное давление в контуре котлов.Объем теплоносителя, вытесняющийся из системы при ее нагревании от 10°С до средней температуре системы (). – коэффициент расширения при средней температуре в системе (82,5°С).Объем системы (ориентировочно):,, м3– объем расширительного бака.Устанавливаем мембранный расширительный бак Джилекс 7806объемом V=60 л.3 Система вентиляции3.1 Расчет воздухообменов помещенийВ жилых зданиях предусматривается естественная канальная вытяжная вентиляция с удалением воздуха из санузлов и кухонь. Приток неорганизованный, через неплотности ограждения.Воздухообмен в кухнях и санузлах, м3/ч, принимается по следующим нормам: кухня с 4-конфорочной электроплитой – 60 м3/ч;совмещенный санузел – 50 м3/ч.В комнатах воздухообмен однократный, то есть за час воздух должен обновляться.3.2 Расчет системы вентиляцииРасчет системы вентиляции сведем в таблицу.Таблица 6. Расчет воздухообменов в помещениях№ пом.Наимен. помещ.Площадь пола, м2Воздухообмен в жилых комнатахВоздухообмен в пом. общ. польз.,Расчетный расход воздуха, Lрасч, м3/часLрасч, м3/сLжк, м3/часLпоп, м3/час1Гостиная42,21271270,03532Кухня15,960600,01674Санузел3,050500,01397Бойлерная8,577770,02148Спальня13,641410,01149Санузел5,350500,013911Спальня18,756560,015612Ванная6,750500,013913Спальня15,547470,0130Суммарный расход воздуха в системе естественной вентиляции должен быть не менее 558 м3/ч.4 Противопожарные требования к устройству систем отопления и вентиляцииК основным видам техники, предназначенной для защиты от пожара, относятся средства сигнализации и пожаротушения. Внутреннее пожаротушение организовано от водопровода при помощи двух пожарных кранов Ду20, расположенных в коридорах дома.Кроме того, в качестве первичных средств пожаротушения предусмотрена установка двух порошковых огнетушителей V = 5 л.При возникновении пожара для эвакуации предусмотрен эвакуационный путь для быстрого и безопасного выхода людей за пределы опасной зоны. Для этого предусмотрен запасной выход.ЗаключениеСпроектирована система отопления отдельно стоящего здания – жилого дома. Поскольку здание проектируется на территории г. Ростов на Дону, температура воздуха в которой часть года ниже 8°С, требуется подводить тепло искусственно от внешнего источника, чтобы поддерживать температуру внутри помещения комфортной для находящихся в нем людей.Рассчитаны теплопотери помещений здания, составлены тепловые балансы по помещениям здания. Суммарная мощность системы отопления равна 14,2 кВт. Выполнен гидравлический расчет системы отопления, расчетное сопротивление системы получилось равным 700 Па.Подобран электрический котел для теплоснабжения здания.Список литературыСП 131.13330.2012. Актуализированная редакция «СНиП 23-01-99*-01-99*. Строительная климатология». Министерство регионального развития. М., 2012.СП 50.13330.2012. Актуализированная редакция «СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий» Министерство регионального развития. М., 2012.ГОСТ 30494-2011. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях. – М.: ГУП ЦПП. – 1999.СТО 175 32043-001-2005. Нормы теплотехнического проектирования ограждающих конструкций и оценки энергоэффективности зданий. Стандарт общественной организации – РНТО строителей. – М.: ГУП ЦПП. – 2006.Б.А. Крупнов, Д.Б. Крупнов. Отопительные приборы, производимые в России и ближнем зарубежье: Научно-популярное издание. 3-е издание, дополненное и переработанное.-М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2010.-152с.Сканави А.Н.,Махов Л.М. Отопление для вузов.-М.: Издательство АСВ,2006.-576 с.Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. Ч.1.Отопление./ Под ред. И.Г. Староверова и Ю.И. Шиллера. М.: Стройиздат, 1990.СНиП 23-05-95 ‘Естественное и искусственное освещение’.-М.:ГУП ЦПП,1996.СП 60.13330.2010. Актуализированная редакция «СНиП 41-01-2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование».СП 7.13130.2013. Отопление, вентиляция и кондиционирование. Противопожарные требования