дневник на пройзводство тец. Отопление. КП. Записка. 1. Исходные данные
 Скачать 180.08 Kb.
|
  1. Исходные данные Проектируется система водяного отопления жилого пятиэтажного дома в городе Астана. Расчетные параметры наружного воздуха для холодного периода года взяты по СНиП 23-01-99* «Строительная климатология» ([3]). Расчетные параметры внутреннего воздуха для каждого помещения приняты согласно ГОСТ 30494-96 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях». 2. Расчет отоплениянаружных ограждающих конструкций здания 2.1. расчет наружной стены Требуемое термическое сопротивление теплопередаче наружной стены интерполируется по таблице [1 табл. 4], исходя из значения градусо-суток отопительного периода района строительства. Градусо-сутки отопительного периода ГСОП, °С∙сут, вычисляются по формуле:
где tв - расчетная температура внутреннего воздуха, С (принимается согласно ГОСТ 30494-96, табл. 1 для преобладающих помещений здания); tот.пер, zот.пер - средняя температура наружного воздуха, С, и продолжительность, сут, отопительного периода (принимаются по [3, «Таблица наружного воздуха»] для периода со среднесуточной температурой наружного воздуха не более 8С). Требуемое термическое сопротивление теплопередаче:  .Термическое сопротивление слоя утеплителя Rут, м2∙°С/Вт, определяется по формуле
где αн - коэффициент теплоотдачи для зимних условий наружной поверхности стены, Вт/(м2·С) (принимается по [6, табл. 8]; αв - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности стены, Вт/(м2·С) (принимается по [1, табл. 7]);  - сумма термических сопротивлений всех слоев, кроме теплоизоляционного, м2·С/Вт; Ri = δi/λi - термическое сопротивление однородного слоя наружной стены, м2·С/Вт, при толщине i-того слоя δi , м (рис. 1), и известного коэффициента теплопроводности материала i-того слоя λi , Вт/(м·С) (табл. 1); N - количество однородных слоев наружной стены за исключением слоя утеплителя.Расчетная толщина теплоизоляционного слоя  , м:
где  – коэффициент теплопроводности теплоизоляционного слоя (табл. 1).Фактическая толщина слоя утеплителя принимается округленной в большую сторону.  Рисунок 1. Конструкция наружной стены
Фактическое термическое сопротивление наружной стены:
Коэффициент теплопередачи наружной стены:
Результаты расчетов по формулам (1.1) – (1.5) для наружной стены: ГСОП=(21-(-7,7))·221=6342,7 С·сут;  ; м ≈ 0,14 м; ; .2.2. Расчет отопления перекрытия над последним этажом Требуемое термическое сопротивление чердачного перекрытия определяется по [1, табл. 4] в зависимости от градусо-суток отопительного периода, найденных в п. 1.1. Для города Астана требуемое термическое сопротивление перекрытия над последним этажом равно Rтр=4,66  .Теплотехнический расчет чердачного перекрытия проводится аналогично теплотехническому расчету наружной стены по формулам (2.1) – (2.5):  Рисунок 2. Конструкция перекрытия над последним этажом
Результаты расчетов по формулам (2.1) – (2.5) для чердачного перекрытия:  ; м ≈ 0,18 м; ; .2.3. Расчет отопленияперекрытия над подвалом Требуемое термическое сопротивление перекрытия над подвалом определяется по [1, табл. 4] в зависимости от градусо-суток отопительного периода, найденных в п. 1.1. Для города Астана требуемое термическое сопротивление перекрытия над подвалом равно Rтр=4,66 .Теплотехнический расчет подвального перекрытия проводится аналогично теплотехническому расчету наружной стены по формулам (2.1) – (2.5):  Рисунок 3. Конструкция перекрытия над подвалом
Результаты расчетов по формулам (2.1) – (2.5) для чердачного перекрытия:   м ≈  мм.  2.4. Расчет отопления и выбор конструкции оконного проема Требуемое термическое сопротивление теплопередаче при известном значении градусо-суток отопительного периода, найденных в п. 2.1, интерполируется по [1, табл.4]: Rтр=0,61  По [6, табл.5] выбирается конструкция оконного проема (балконной двери) и фактическое сопротивление теплопередаче из условия Rтр ≤ Rок: Стекло и двухкамерный стеклопакет в раздельных переплетах – Rок=0,68 м2·С/Вт. Коэффициент теплопередачи:  3. Расчет мощности отопительной установки помещений и здания 3.1. Определение теплопотерь через ограждающие конструкции помещения В силу того, что каждый этаж имеет типовое расположение помещений, расчет теплопотерь через ограждающие конструкции производится для помещений, расположенных на первом, последнем (пятом) и типовом этажах (2-4). Теплопотери через ограждающие конструкции помещения складываются из потерь через отдельные ограждения или их части:
где k – коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м2∙°С), полученный для наружной стены, подвального перекрытия, чердачного перекрытия, окна и балконной двери в главе 2; tв – температура внутри помещения, °С, принятая по ГОСТ 30494-96 (табл. 1) «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях»; tн – расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, °С (температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 – принимается по [3, «Таблица наружного воздуха»]); n – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху (принимается по [1, табл. 6]); F – площадь ограждения, м2 (определяется с учетом правил обмера по [12]); β – коэффициент, учитывающий добавочные теплопотери через ограждение (принимается по [12]). Результаты расчетов представлены в таблице 4. 3.2. Определение теплопотерь на нагревание наружного воздуха, поступающего через окна, двери, стены и т.д. путем инфильтрации в помещении Расчет производится для помещений 1-ого этажа, а также для лестничной клетки всех этажей по формуле:
где kи – поправочный коэффициент, учитывающий нагревание инфильтрующего воздуха в межстекольном пространстве окон и балконных дверей; Fo и F - расчетные площади соответственно окон (и балконных дверей) и других наружных ограждений, м2; Go и G – количество воздуха, поступающего путем инфильтрации через 1 м2 площади соответственно окон (и балконных дверей) и других наружных ограждений, кг/(ч∙м2); св – удельная массовая теплоемкость воздуха, Дж/(кг∙К); tв и tн – то же, что в формуле (3.1). Количество воздуха, поступающего за 1 ч, вычисляют по известной воздухопроницаемости наружных ограждений по формулам: а) для заполнений световых проемов:
б) для наружных стен, покрытий:
в) для ворот, дверей и открытых проемов в здании:
где Rи = ∑Rиi – сопротивление воздухопроницанию ограждающей конструкции, м2∙ч/кг; Δр – разность давлений у наружной и внутренней поверхностей ограждающей конструкции, Па, которая для жилых и общественных зданий находится по формуле:
где g – ускорение свободного падения, м2/с; H и h – высота над поверхностью земли соответственно верхней точки здания и верха рассматриваемого элемента ограждения, м; ρн – плотность наружного воздуха, кг/м3; vн - наибольшая скорость ветра в январе по румбам северного направления, м/с; сн и сз – аэродинамический коэффициент соответственно для наветренной и заветренной поверхности здания; kд – коэффициент, учитывающий изменение динамического давления ветра в зависимости от высоты верха рассматриваемого элемента и типа местности (принимается по [12, табл. 2.1]). Результаты расчетов представлены в таблице 5. 3.3. Определение теплопотерь на нагревание инфильтрующегося воздуха вследствие естественной вытяжки и бытовых тепловыделений в жилых помещениях и кухнях В жилых помещениях и кухнях теплопотери на нагревание инфильтрующегося воздуха, поступающего вследствие естественной вытяжки, не компенсируемой подогретым приточным воздухом, дополнительно вычисляют по формуле (3.7). Так как здание имеет однотипное размещение помещений на этажах, то расчет проводится для жилых помещений и кухонь одного этажа:
где F – площадь пола, м2; tв и tн – то же, что в формуле (3.1). Бытовые тепловыделениях и кухнях вычисляют по формуле
где q1 – теплопоступления на 1 м2 площади пола, Вт/м2; Fп – площадь пола, м2. Результаты расчетов представлены в таблице 6. 3.4. Определение мощностей отопительных установок Расчет ведется для всех помещений каждого этажа. Мощность отопительной установки помещения в гражданском здании определяется из уравнения теплового баланса, записанного в виде: а) для жилых помещений и кухонь:
б) для нежилых помещений:
где ∑Qогр – теплопотери через ограждающие конструкции помещения, Вт; Qбыт – бытовые тепловыделения в помещении, Вт; Qи – теплопотери на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха в помещении, Вт; Qи/в – большая из теплопотерь на нагревание инфильтрующегося или вентиляционного воздуха, Вт. Расчетная тепловая мощность отопительной установки здания для компенсации дефицита теплоты определяется по формуле:
где k1 – повышающий коэффициент для учета дополнительной теплопередачи в помещения, связанной с увеличением площади принимаемых к установке отопительных приборов, дополнительных теплопотерь, связанных с размещением отопительных приборов у наружных ограждений; k2 – повышающий коэффициент для учета попутной теплопередачи через стенки теплопроводов, проложенных в неотапливаемых помещениях, значение которого принимается из условия (k1 + k2) ≤ 1,07; ∑Qот – сумма теплопотерь через ограждающие конструкции всех помещений здания, Вт. Результаты расчетов представлены в таблице 7. 4. Выбор конструкционного решения системы отопления Запроектирована однотрубная система отопления из унифицированных узлов и деталей с нижней разводкой проточного типа. В системе отопления используются трубы стальные водогазопроводные по ГОСТ 3262-75*. В качестве отопительных приборов в квартирах используются радиаторы чугунные секционные типа МС-140-98 по ГОСТ 8690-94. Подъезд отапливается конвектором с кожухом высоким типа КВ20-5,665-600 по ГОСТ 20849-94, расположенным на первом этаже при входе в здание. Присоединение отопительных приборов к трубам одностороннее. Магистральные подающие и обратные трубопроводы располагаются в подвальном помещении; крепятся опорами на железобетонную плиту. Величина уклона принимается 0,003 в сторону узла ЭУ. На стояках предусматривается установка спускных кранов и воздушных кранов. При прокладке через стены трубопроводы прокладываются в специальных гильзах, заполненных несгораемым материалом. 5. Гидравлический расчет системы отопления Гидравлический расчет системы отопления выполнен по характеристикам гидравлического сопротивления. Расход воды Gi, кг/ч, на рассчитываемом участке определяется по формуле:
где  – теплопотери на рассматриваемом участке, Вт; Δtс = tг – to – расчетная разность температур теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах системы отопления, °С; β1 – поправочный коэффициент, учитывающий теплопередачу через дополнительную площадь сверх расчетной вследствие округления (принимается по [14, табл. 5.1]); β2 – поправочный коэффициент, учитывающий местоположение отопительного прибора (принимается по [14, табл. 5.2]).Потери давления на участке магистрального трубопровода вычисляют по формуле:
где Gi – расход теплоносителя на рассматриваемом участке, кг/ч; Si – характеристика гидравлического сопротивления участка, Па/(кг/ч)2. Для участка магистрального трубопровода величина Si вычисляется по формуле:
где Аi – удельное динамическое давление на участке, Па/(кг/ч)2 (принимается по [14, табл. 4.6]); λ/dв – приведенный коэффициент гидравлического трения (принимается по [14, табл. 4.6]); li – длина участка, м; ∑ξi – сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке (принимается по [14, табл. 4.12-4.13]); ζпр I – приведенный коэффициент сопротивления участка. Характеристика сопротивления Si стояка унифицированной конструкции определяется по формуле:
где Sэтi – характеристика сопротивления одного этажестояка (принимается по [14, табл. 4.7]); Sпрj и Sпj – характеристики сопротивления соответственно одного отопительного прибора и подводки к отопительному прибору (принимаются по [14, табл. 4.9-4.10]); Sпм и Sом – характеристики сопротивления присоединения соответственно к подающей и обратной магистрали (принимаются по [14, табл. 4.7]); Sпу – характеристика сопротивления прямого участка трубы; l – длина прямого участка трубы, м. В качестве основного циркуляционного кольца принято кольцо с тупиковым стояком 1. Результаты расчета основного циркуляционного кольца представлены в таблице 8. 6. Теплотехнический расчет труб и нагревательных приборов В качестве нагревательных приборах в квартирах установлены радиаторы чугунные секционные типа МС-140-98. По найденному по формуле (5.1) расходу теплоносителя в стояке Gст определяется расход воды, затекающей в прибор:
где α – коэффициент затекания воды (принимается по [14, табл. 5.3]). Температура теплоносителя на входе в нагревательный прибор определяется по формуле:
где ∑Qот i – суммарная тепловая мощность отопительных установок помещений, расположенных по направлению движения теплоносителя до рассматриваемого этажестояка или ветви, Вт; ∑Q'тр – сумма дополнительной теплоотдачи труб и приборов до рассматриваемого помещения, Вт; с – удельная массовая теплоемкость теплоносителя, Дж/(кг∙К); Gст – то же, что в формуле (6.1); β1 и β2 – то же, что в формуле (5.1); ∑Δtм – суммарное понижение температуры теплоносителя, °С, на участках подающей магистрали от начала системы до рассматриваемого стояка. Определяются теплопоступления от трубопроводов (трубы стояков и подводки), Вт:
где qв и qг – теплоотдачи 1 м соответственно вертикальных и горизонтальных труб, Вт/м; lв и lг – длины соответственно вертикальных и горизонтальных труб в пределах помещения, м; βтр – поправочный коэффициент, учитывающий долю теплоты, полезную для поддержания внутренней температуры. Тепловая мощность отопительного прибора, Вт:
где Qот i – то же, что в формуле (6.2); Qтр – то же, что в формуле (6.3). Потери температурного напора на приборе, °С:
где Qпр – то же, что в формуле (6.4); Gпр – то же, что в формуле (6.1); β1 и β2 – то же, что в формуле (5.1). Температура теплоносителя на выходе из прибора, °С:
tвх – то же, что в формуле (6.2); Δtпр – то же, что в формуле (6.5). Средний температурный напор (разность средней температуры теплоносителя в приборе и температуры окружающего воздуха tв), °С:
Вычисляется требуемый номинальный тепловой поток прибора, Вт:
где Qпр – то же, что в формуле (6.4); φк – поправочный коэффициент приведения, определяемый по формуле для теплоносителя воды:
где n, p, с – экспериментальные числовые показатели (определяются по [14, табл. 5.8]); b – коэффициент учета атмосферного давления в данной местности (принимается по [14, табл. 5.7]); ψ – коэффициент учета направления движения теплоносителя в приборе (принимается по [9, табл. 9.11]). По требуемому номинальному тепловому потоку отопительному прибора Qнт вычисляется минимально допустимое количество секций:
где Qну – номинальный условный тепловой поток одной секции радиатора, Вт (принимается по [14, табл. 5.11]); β4 – коэффициент учета способа установки радиатора (принимается по [14, табл. 5.10]); β3 – коэффициент учета секций в приборе:
где Nop – ориентировочное число секций радиатора, которое определяется по формуле:
Фактическое число секций Nфакт равно округленному до целых минимальному числу Nmin. Округление производится: а) до ближайшего меньшего, если (Qнт-NфактQнуβ3/β4) < 60 Вт или (Qнт-NфактQнуβ3/β4)/ Qнт < 0,05; б) до ближайшего большего во всех остальных случаях. Теплотехнический расчет труб и нагревательных приборов представлен в таблице 9. 7. Расчет оборудования индивидуального теплового пункта 7.1. Подбор циркуляционного насоса Расчетное давление в системе отопления для создания циркуляции теплоносителя ΔРр, Па, при качественном регулировании определяется по формуле
где ΔРн – давление, создаваемое циркуляционным насосом для обеспечения необходимого расхода воды в системе, Па (ориентировочно принимается равным 100∑l, где ∑l – общая длина последовательных участков, составляющих основное расчетное циркуляционное кольцо); ΔРе – естественное циркуляционное давление, Па:
где ΔРе тр – естественное циркуляционное давление, возникающее в расчетном кольце системы вследствие охлаждения воды в трубах, Па (для системы с нижней разводкой можно пренебречь); ΔРе пр - естественное циркуляционное давление в расчетном кольце, возникающее вследствие охлаждения воды в отопительных приборах, Па. Напор, развиваемый насосом, принимается на 2-3 м больше потерь давления в системе отопления. Подача насоса определяется по формуле
где Gc – расход теплоносителя в системе после элеваторного узла, кг/ч; U – коэффициент смешения, принятый с запасом 15%:
где τ1 – температура теплоносителя, поступающего в элеватор из тепловой сети, °С; tг и to – температуры соответственно теплоносителя после смешения и в обратной магистрали, °С. Gн = 7,07 м3/ч Рн = 2,21 м По полученным значениям расхода и напора подбирается циркуляционный насос Grundfos UPS 40-30F. 7.2. Подбор фильтра Объем теплоносителя, проходящий через фильтр в час, определяется по формуле:
где t1 и t2 – температуры теплоносителя соответственной в прямой и обратной магистрали, °С. V = 0,79 м3/ч Выбран фильтр ФМФ-65. 8. НИРС. Лучистые пленочные обогреватели В будущем мы сможем забыть о громоздких батареях в квартире, а отапливаться помещение будет с помощью специальной тонкой пленки. Именно такую перспективу открывает изобретение челябинских ученых. Новая система отопления позволит значительно сэкономить на энергопотреблении обогреваемого объекта. Кроме того, она отличается компактными размерами и гибкостью. Кстати, по словам ученых, сфера применения их изобретения не ограничивается только отоплением помещений. Система лучистого отопления, созданная челябинцами, это не только современная альтернатива традиционным водяным и воздушным системам отопления, охлаждения и кондиционирования воздуха, но и оборудование, работающее на ином принципе обеспечения комфорта в помещении. При использовании лучистого отопления нагрев или охлаждение воздуха происходит как за счет конвекции, так и излучения. Лучистые пленочные обогреватели устанавливаются между покрытием потолка и дополнительной теплоизоляцией на 80 процентах общей площади помещения. В сравнении с традиционными системами отопления, при отключении и повторном включении которых нормальный температурный режим помещения устанавливается несколько часов, данная разработка за один час поднимает температуру на 10 градусов. Причем терморегуляция среды происходит автоматически. Система оснащена встроенными датчиками и управляет блоком исходя из разницы между заданной и фактической температурой.  Обогрев помещений основан на инфракрасных пленочных элементах, представляющих собой тончайшие многослойные резисторы, расположенные между двумя специальными пластиковыми пленками. Элементы излучают невидимую тепловую энергию, которая поглощается поверхностью стен, пола, мебелью, другими объектами. Кстати, сам принцип работы лучистых обогревателей не является ноу-хау наших ученых, а был открыт еще в 80-е годы прошлого века. Однако промышленное применение он получил совсем недавно. «В настоящее время весь передовой мир переходит на ту систему обогрева помещений, которую мы предлагаем, – подчеркивает заместитель руководителя научно-технического центра «АгроЭСБ» Сергей Глухов. – Нельзя сказать, что наша разработка полностью уникальна. Хотя в чем-то она действительно не имеет аналогов. Например, наш продукт спокойно переносит перепады напряжения и пожаробезопасен, в то время как финский аналог, который пытались продвигать на нашем рынке, не смог пройти государственную сертификацию из-за пожароопасности и невозможности держать резкие перепады напряжения». КПД лучистой системы отопления составляет 95-98 процентов. «Говорить о долговечности наших изделий еще рано, – заявляет Сергей Глухов. – Дело в том, что их производство мы начали относительно недавно, а срок службы материалов, из которых состоит устройство, составляет примерно 260 лет». В том, что система лучистого отопления найдет широкое применение во многих сферах, представители научно-технического центра «АгроЭСБ» не сомневаются. Ведь новый тип обогревателей может применяться в различных типах помещений, начиная от квартир или частных домах, и заканчивая крупными промышленными и сельскохозяйственными объектами. Кстати, изобретение челябинцев может быть использовано и не только в качестве отопителя для различных помещений. По словам Сергея Глухова, уже сегодня есть положительный опыт использования их изделий в качестве подогревателей как для двигателя, так и для салона автомобиля. Кроме того, лучистое отопление может быть частью системы «умный дом» или использоваться в качестве нагревателя в саунах. Но пока идет активное внедрение именно отопительных лучистых систем, которые пользуются спросом по всему региону. Список использованной литературы 1. СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий. 2. СНиП 31-01-2003. Здания жилые многоквартирные. 3. СНиП 23-01-99*. Строительная климатология. 4. СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование. 5. СП 41-101-95. Проектирование тепловых узлов. 6. СП 23-101-2004. Проектирование тепловой защиты зданий. 7. Отопление и вентиляция жилых и гражданских зданий: Проектирование: Справочник/Г.В.Русланов, М.Я.Розкин, Э.Л.Ямпольский. – Киев: Будiвельник, 1983. – 272 с. 8. Богословский В.Н. Строительная теплофизика (теплофизические основы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха): Учебник для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. школа, 1982. – 415 с., ил. 9. Внутренние санитарно-технические устройства. В 3 ч. Ч. I. Отопление/В.Н.Богословский, Б.А.Крупнов, А.Н.Сканави и др.; под ред. И.Г.Староверова и Ю.И.Шиллера. - 4-е издание, перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1990. - 344 с.: ил. - (Справочник проектировщика). 10. Богословский В.Н., Сканави А.Н. Отопление: Учеб. для вузов. – М.: Стройиздат, 1991. – 735 с.: ил. 11. Системы отопления. Проектирование и эксплуатация/А.Я.Ткачук, Е.С.Зайченко, В.А.Потапов, А.П.Цепелев. – К.: Будiвельник, 1985. – 136 с. 12. Юркевич А.А. Отопление гражданского здания. 2-е изд., перераб. и доп. – Ижевск: Издательство ИжГТУ, 2003. 13. Юркевич А.А. Отопление и вентиляция гражданского здания. - Ижевск: Издательство ИжГТУ, 2003. – 84 с. 14. Юркевич А.А. Конструирование систем водяного отопления. 2-е изд., перераб. и доп. – Ижевск: Издательство ИжГТУ, 2004. – 40 с. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
,
,
.
,