Теплогазоснабжение и вентиляция

Министерствообщего и профессиональногообразованияРФ

Вологодскийполитехническийинститут

Кафедра Теплогазоснабженияи вентиляции.

Расчетно-пояснительнаязаписка

к курсовойработе

Отоплениеи вентиляцияжилых зданий

Выполнил

студент: СекретаревЕ.В.

группа СП-31

Проверил

преподаватель:Стоумова Н.В.

г. Вологда 1998

Введение

Вкурсовой работепо отоплениюи вентиляции необходиморазработатьпроект системыотопления(водяной насоснойоднотрубнойс нижней разводкой)с нагревательнымиприборами М-140 и системывытяжной вентиляциидля 2 этажного,жилого здания. Предполагаемыйрайон строительстваг. Вологда .Параметры водыв системе отопления95 -70 ⁰ С . Источникомтеплоснабженияявляетсяиндивидуальныйкотел.

1.Выбор параметроввнутреннегои наружноговоздуха

Выборпараметроввнутреннегои наружноговоздуха производитсяв соответствиис [ 3 ] .

t _хс=-35, ⁰ С ( температуранаиболее холодныхсуток )

t _н5=-31, ⁰ С (температуранаиболее холоднойпятидневки)

t _хп= -16 , ⁰ С ( средняятемпературанаиболее холодногомесяца )

t _оп= -4.8 , ⁰ С ( средняятемператураотопительногопериода )

n_о= 228 , сут (числосуток отопительногопериода )

V = 6 ,[м/с]( средняя скоростьветра за январьмесяц )

Выборпараметроввнутреннегомикроклиматапроизводитсяпо [ 4 ] и принимается:

• длянеугловыхжилых комнатt _вн = + 20 °C,дляt _н5 = -31 ⁰ С

• дляугловых комнаттемператураувеличиваетсяна 2°C

• длякухонь t _вн =+ 18 °C

2. Теплотехническийрасчет наружныхограждений

Определениетребуемыхсопротивленийтеплопередачедля наружныхограждающихконструкцийпроизводитсяпо формуле

,по [3] (2.1)

где n :для стен= 1;

пола=0.6;

потолка= 0.9

t_н нормативныйперепад температурмежду температуройвнутреннейповерхностинаружногоогражденияи температуройвнутреннеговоздуха в центрепомещения

длянаружных стенt_н = 4 С

дляпола 1-го этажаt_н = 2 С

дляперекрытийверхнего этажаt_н = 3 С

_вн коэффициенттеплоотдачиот внутреннейповерхностинаружногоограждениявнутреннемувоздуху

_вн= 8.7

=0.53  для окони балконныхдверей

=1.18  длянаружных дверей

=1.97  длянаружных стен

=2.96  дляперекрытиянад верхнимэтажом

=2.69 для полапервого этажа

Выборконструкцийнаружных огражденийпроизводитсяиз условия

> ,по  5 ]

Определениетребуемыхсопротивленийтеплопередачедля наружныхограждающихконструкцийиз условийтеплосбережения.

=ГСОП =(t_в-t_оп)*z_оп

ГСОП=5654⁰сут. R_0тр=1,9

2.1 Определениетеплопотерьподвала

Вкурсовой работерассчитанытеплопотериподвала здания.Результатырасчета приведеныв таблице 1(2).Расчет тепловыхпотерь подвалаведут по зонам.Зона - план подземнойчасти по периметруздания разделенныйна участкишириной дваметра. В площадьпервой зонынаружные углывключаютсядва раза.

Расчет ведетсяпо формулам:

1)Основные теплопотерипомещенияподвала

Q_зоны=1/ R_зоны* F_зоны(t_вн - t_нар )[Вт] , где

R_зоны- Сопротивлениетеплопередачизон подвала.

F_зоны– Площадь зоныподвала.

t_вн температуравоздуха врассматриваемомпомещении

t_нар температуранаружноговоздуха наиболеехолодных суток

Примеррасчета

Q_гараж=1/2,1*(3,7*2+2*2*2+4,2*2+3,2*4)*49+1/4,3*(8*2)*49+1/8,6*(6,2*1,7)*49=

=1078,72(Вт)

2.2 Определениетеплопотерьпомещения

Вкурсовой работерассчитанытеплопотерипомещенийиндивидуальногожилого дома.Результатырасчета приведеныв таблице 1(2).

Расчетведется поформулам:

1) Основныетеплопотериздания

Q_осн= [Вт] , где

k = 1/R коэффициенттеплопередачирассматриваемогоограждения

F площадь ограждения,определеннаяпо правиламобмера

t_вн температуравоздуха врассматриваемомпомещении

коэффициентдобавки наориентациюздания

n коэффициентучитывающийвид ограждающихконструкций

2)Теплопотерина инфильтрациюнаружноговоздуха

Q_u= G_в c_возд  t_вн t_н  , где G_в=3*F_пом*_воз [кг/ч]

_воз=353/Т_воз+273

3) Бытовыевыделения

Q_быт=21  F

4)Расчетныетеплопотери

Q_р=( Q_осн + Q_u )Q_тв , Вт

Примеррасчета

Q_осн= 0.51*16.15*(22+33)*(1+0,05)*1=475,6 [Вт] - дляН С

Q_осн=0.51*11.14*(22+33)*(1+0,1)*1=342,72 [Вт] -дляНС

Q_осн= 0.51*2.74*(22+33)*(1+0)*1=76,85 [Вт] -дляНС

Q_осн= 1.89*3.45*55*(1+0,05)*1=376,55 [Вт] -дляТО

Q_осн= 1.89*0.9*55*(1+0,1)*1=102,91 [Вт] -дляТО

Q_осн= 1.89*0,9*55*(1+0)*1=93,55 [Вт] -дляТО

G_в=3*24.0*1.19=85.68[кг/ч]

_воз=(353/22+273)/3.6=0.269[кг/м³]

Q_u= 0,279*85,68*(22+33)=1315,5,36 [Вт]

Q_тв= 21 * 24,0 = 504,0 [Вт]

Q_р=(1469,18+1315,5)-504,0=3288,72 [Вт]

Определениеудельной тепловойхарактеристикиздания

Q₀= , =

Q₀= , =

Удельнаяотапливаемаяхарактеристикана одно отапливаемоепомещение.

Q_0f

Расчетнаямощность системыотопления.

Q_со=К₁*К₂*К₃*Q_зд , Вт

К₁=1; К₂=1,02; К₃=1,03

Q_со=1.02*1.03*25931.8=27243.94 , Вт

3. Гидравлическийрасчет системыотопления

Гидравлическийрасчет системыотопленияпредусматриваетопределениедиаметровтрубопроводов,определениепотерь давленияна различныхучастках системыотопления, атакже увязкациркулирующихколец системы.В КП проектируемводяную ,местную ,насосную ,однотрубную, горизонтальнуюсистему водяногоотопления скольцевымдвижением воды, проточно-регулируемаяс нагревательнымиприборами –чугунные секционныерадиаторы.Разводка трубсистемы отоплениявыполняетсяпод полом помещения.

Результатырасчета приведеныв таблице 3. Расчетведется поформулам:

1) Расходводы по стояку:

[ кг/ч ] , где

c = kc_в= 1.163

t_r  температураводы в подающеймагистрали

t_o  температураводы в отводящеймагистрали

2)Определяемдлины участковс точностьюдо 0.1 м. При расчетедлин по этажамучитываютсяподводки (вертикальные– 1.2 м , горизонтальные– 0.5м)

3) Задаемсястандартнымдиаметромтрубопроводасистемы отопления, учитывая что 10,15,20,25,32,40,50.А рекомендуемаяскорость движенияводы составляет0.5 м/c.

Из уровненияпостоянстварасхода определяемплощадь поперечногосечения трубопроводапри =0.3 м/c , =1000 кг/м³.Из уровнениянаходим диаметр.

G=3600* **f, [кг/ч] ; f=d²/4, [м²]

Затем уточняемдействительнуюплощадь поперечногосечения и скорость.

4)Характеристикасопротивленияучастка

,где

A -динамическоедавление потаб. 52 стр. 99 [ 6 ]

- коэффициентместногосопротивленияпо таб. 53 стр. 102 [6 ]

-по таб. 52 стр 99 [ 6]

5) Потеридавления научастке.

P = S  G² [ Па ] , где

S сопротивление

G расход водына данном участке

6) Послеопределениясуммарныхпотерь давлениячерез 2 этаж , подбираемциркуляционныйнасос.

P_нас=1.1*Р_со [Па]

G_нас=1.05G_со [т/ч]

6)Определяемпроцент невязкина участках

Допустимыйпроцент невязкисоставляетдо  10 % . Еслиневязка больше+10 % , то на участкеустанавливаетсяшайба.

7)Определяемдиаметр шайбына участках.

, где

d_ш диаметр шайбы

G_2-5  расходводы на участке

Диаметршайбы вычисляетсяс точностьюдо десятойдоли. Минимальныйдиаметр шайбы3 мм.

Примеррасчета участка1-2

G_1-2=27244/1.163*(95-70)=937.02 кг/ч

f=937.02/3600*1000*0.3=0.00086 м²

=31мм

Принимаем32

F=3.14*32²/4=0.0008м²

=G/*f*3600=937.02/1000*3600*0.0008=0.32м/с

=11/м , L=1*2.0=2.0

S=0.39*10^-4*(2.0+8.5)=4.1*10^-4 Па/(кг/ч)²

P=937.02²*4.1*10^-4=304.3Па

=3.8%

Исходяиз того, что 

Выборнасоса

P_нас=1.1*11.4=12.54кПа

G_нас=1.05*937.02=983.87Кг/Ч=0.984 т/ч

Подбераемнасос марки GRUNDFOS UPS 25-40

G_нас=1.2 т/ч , P_нас=13кПа

4. Расчетповерхностинагревательныхприборов.

Результатырасчета приведеныв таблице 4. Расчетпроизводитсяпо формулам:

1)Определяемтемпературувхода воды внагревательныйприбор по формуле

,где

Q - суммарнаятепловая нагрузкатех приборов,которые установленыдо расчетногонагруженногоприбора по ходудвижения воды.

t_r-температураводы на выходеиз котла 95⁰С

 - коэффициентызатекания водыв прибор. Приустройстветрех ходовыхкранов = 1

G_вет- расход водыпо данной ветви

c_в- коэффициент= 1.163

2)Определяемреальный перепадтемператур

t_ср= (t_вх +t_вых)/2-t_вн [ ^оC ] , где

t_вн- температуравнутри помещения

3) Тепловой потокнагревательногоприбора

g_пр=g_ном* [Вт/м²]

Показателистепени n и  зависятот вида радиаторов, от схемыдвижения

водыв приборе и отрасхода водыв радиаторе.

G_вет=115-900[кг/ч], n=0.15 , =0

Принимаемрадиатор МС-140; f_с=0.244[м²], g_ном=185 [Вт]

4)Определяемтеплоотдачуоткрыто проложенныхтрубопроводов

Q_тр=g_гор* l_гор+g_вер* l_вер , где

g_гор, g_вер-по табл.II.22стр.264 [6];

l_вер, l_гор-длинытрубопроводов

5)Уточняем тепловуюнагрузку нарадиатор

Q’_тр=Q_пр-Q_тр [Вт]

6)Определяемтребуемуюповерхностьнагревательныхприборов поформуле:

[м² ]

7)Определениекоэффициента3

8) Расчетколичествасекций.

[ шт ] , где

F_рас требуемаяплощадь поверхностинагревательногоприбора.

f_секц=0.244[м²]- стр 47 [6]

_

9)Установочноеколичествосекций.

Установочноеколичествосекций округлятьв меньшую сторонуможно тольков том случаеесли дробнаячасть соответствуетне более 0.1 м².

Минимальноечисло секций= 3 шт.

Максимальноечисло секций= 15 шт.

Пример расчета

t_вх=95, ^о С

,^о С

t_ср= (95 +91.96)/2- 22=71.48 ,^о С

g_пр=758*=776.45[Вт/м²]

Q_тр=75*1.2 + 95 * 0.5 = 137.5 [Вт]

Q_тр^`=1641 – 137.5 = 1503.69 [Вт]

F_расч= 1791.2 / 770 = 1.98 [м²]

n_расч= [шт.]; n_уст = 9 секций.

Выборкотла

Выбираемкотел марки RK 1 G115

Мощность 22….28 [кВт]

Длина -708 [мм]

Bысота–933 [мм]

Ширина–600 [мм]

5. Аэродинамическийрасчет системывентиляции

Результатырасчета системывентиляцииприведены втаблице 5, расчетнаясхема в приложении5. Расчет ведемпо формулам:

1. Определяемколичествоудаляемоговоздуха дляоборудованиярасполагающегосяв здании.

Из гаража икотельной поформуле : L_вент=3*V[м³/ч] , где V- объемпомещения

Из кухни (с 4^хконфорочнойгазовой плитой): L_вент=90[м³/ч]

Из санузла иванной :L_вент=25[м³/ч]

2) Определяемрасполагаемоедавление

P_расп =g*h * ( _н -_вн )[ Па ] , где

h -высота канала.

_н– плотностьвоздуха приt=+5 , ^о С _н=353/273+5=1.27[кг/м³]

_вн=353/273+t_вн [кг/м³]

3)По уравнениюпостоянстварасхода подбираемплощадь поперечногосечения F, размеры канала АВ.

L=3600*F*[Па]

Задаемся скоростьюдвижения воздухав канале =1[м/с]

4) Определяемпотери давлениевоздуха натрение.

P_тр= R * h * _ш [ Па ] , где

h - высота шахты

_ш- поправка наматериал воздуховодовстр.208 таб.III.5 [6]

5) Определяемпотери давлениевоздуха местногосопротивления.

Р_мс=*_вн*²/2 [ Па]

- коэффициентместных сопротивлений. =2.5

6)Определяемсуммарныепотери давлениевоздуха в канале.

Р_кан=Р_тр+Р_мсР_рас

Примеррасчета

L_вент=3*90.16=270.48 [м³/ч]

_вн=353/273+20=1.2 [кг/м³]

Р_рас=9.81*8.82(1.269-1.221)=4.14 [ Па ]

F=81/3600*1=0.02 [ м²]

Принимаемканал размером 140140[мм]

=81/3600*0.02=1.12[м/с]

Р_тр=0.21*1.51*8.82=2.26[ Па ]

Р_мс=3.8*(1.2*1.12²)/2=3.62[ Па ]

Р_кан=3.62+6.31=

Следовательнодля вентиляциигаража принимаемтри каналасечением 140х140мм. Р_кан=10.0[ Па]

Заключение

Врезультатевыбора параметроввнутреннегои наружноговоздуха произведенвыбор конструкцииограждениярассчитанытеплопотерипомещений.

Расчетсистемы отоплениявключает всебя: гидравлическийрасчет нагревательныхприборов сцелью определенияколичествасекций нагревательныхприборов впомещении.

Выбраниндивидуальныйкотел и циркуляционныйнасос с соответствующимихарактеристиками.

Расчетсхемы вентиляции:подобранаконструкцияразмеры шахти найдено требуемоедавление

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

1. СНиП 2.01.01-82 « Строительнаяклиматологияи геофизика»

2. СНиП 2.04.05-91* « Отоплениевентиляцияи кондиционирование»

3. СНиП II-3-79* « Строительнаятеплотехника» , издание1995 г.

4. СНиП 2.08.01-85* « Жилыездания »

5. ТихомировК.В., СергиенкоЭ. С. «Теплотехника,теплоснабжение,вентиляция» , Москва: Стройиздат.1974 г. – 283 стр.

5. Щекин Р.В. и др.« Расчет системцентральногоотопления », Москва:

« Высшая школа» 1975 г. - 216 стр.

Содержание

1. Выборпараметроввнутреннегои наружноговоздуха

2. Теплотехническийрасчет наружныхограждений

2.1 Определениетеплопотерьподвала

2.2 Определениетеплопотерьздания

3. Гидравлическийрасчет системыотопления

4. Расчетповерхностинагревательныхприборов

5. Аэродинамическийрасчет системывентиляции.

Таблица 1

Тепловыепотери

Таблица2

Тепловойбаланс

Таблица3

Гидравлическийрасчет

Таблица4

Тепловой расчет чугунных секционных радиаторов

Таблица5

Аэродинамическийрасчет системывентиляции