Расчет. расчет курсовой. Курсовой проект Отопление жилого здания
 Скачать 234.94 Kb.
|
|
3. Конструирование систем отопления 3.1 Выбор систем водяного отопления малоэтажных зданий При проектировании систем отопления необходимо обеспечить расчетную температуру и равномерное нагревание воздуха помещений, гидравлическую и тепловую устойчивость, взрывопожарную безопасность и доступность очистки и ремонта [5]. Для жилых зданий необходимо принимать [1,5] при температуре теплоносителя 95°С - двухтрубный системы отопления с радиаторами или конвекторами. Системы отопления проектируются, как правило, из унифицированных узлов и деталей. Вертикальные двухтрубные системы обладают лучшей тепловой и гидравлической устойчивостью, чем однотрубные. Отопление лестничных клеток не следует предусматривать при расчетной температуре наружного воздуха для холодного периода года -5°С и выше (параметры Б).Системы отопления жилых, общественных и других зданий, как правило, следует проектировать с автоматическим регулированием теплового потока при расчетном расходе теплоты зданием 50 кВт и более. 3.2 Выбор, размещение и прокладка трубопроводов Трубопроводы систем отопления следует проектировать из стальных, медных, латунных труб, термостойких труб из полимерных материалов (в том числе металлополимерных), разрешенных к применению в строительстве. Выбор труб для систем отопления следует осуществлять согласно [1] (таблица 3.1). Таблица 3.1 - Трубы систем отопления
На участках стояков, соединений с арматурой и отопительными приборами, при скрытой прокладке - применяют трубы по ГОСТ 3262-75* обыкновенные водогазопроводные; для дренажных и воздуховыпускных участков - оцинкованные трубы по ГОСТ 3262-75*; в элеваторных пунктах - электросварные трубы по ГОСТ 10704-76. Прокладка трубопроводов отопления должна предусматриваться скрытой: в плинтусах, за экранами, в штробах, каналах. Допускается открытая прокладка металлических трубопроводов, а также пластмассовых в местах, где исключается их механическое и термическое повреждение и прямое воздействие ультрафиолетового излучения. Способ прокладки трубопроводов должен обеспечивать легкую замену их при ремонте. В районах с расчетной температурой минус 40°C и ниже (параметры Б) прокладка подающих и обратных трубопроводов систем отопления на чердаках зданий (кроме теплых чердаков) и в проветриваемых подпольях не допускается. Магистральные трубы систем водяного отопления прокладывают с верхней и нижней разводкой. В системах с нижней разводкой прокладку подающих и обратных теплопроводов следует предусматривать совместную в подвале, а при его отсутствии – в техническом подполье или подпольных каналах. Магистрали с верхней или нижней разводкой труб, как правило, рекомендуется проектировать тупиковыми, как более экономичные по расходу труб, чем магистрали с попутным движением воды. Рекомендуется систему отопления разделить на две или более части (ветви) одинаковой длины и с примерно равными тепловыми нагрузками. Индивидуальные тепловые пункты (ИТП), встроенные в обслуживаемые ими здания, следует размещать в отдельных помещениях с самостоятельным входом. 3.3Выбор и размещение стояков Стояки прокладывают, открыто и располагают, преимущественно, у наружных стен на расстоянии 35 мм от внутренней поверхности стены до оси труб при диаметре 32 мм. В местах пересечения стояков и подводок огибающие скобы устраивают на стояках изгибом в сторону помещения. В угловых помещениях стояки рекомендуют размещать в углах наружных стен во избежание конденсации влаги на внутренней поверхности. Тип стояка выбирается в зависимости от архитектурно-планировочных решений, разводки магистралей и требований к тепловому режиму помещений здания. Проточные стояки без кранов для регулирования теплоотдачи отопительных приборов применяются в помещениях лестничных клеток и там, где не требуется регулирование теплового режима. Для отопления жилых и общественных зданий, как правило, рекомендуются регулируемые стояки и стояки с осевыми и смещенными замыкающими участками. Эти системы обладают высокой гидравлической и тепловой устойчивостью и имеют хорошие экономические показатели по трудозатратам и расходу металла. Замыкающие участки, уменьшающие гидравлическое сопротивление стояков, предлагается устанавливать со смещением от оси стояка для увеличения количества воды, протекающей через прибор. Трубопроводы в местах пересечения перекрытий, внутренних стен и перегородок следует прокладывать в гильзах из негорючих материалов; края гильз должны быть на одном уровне с поверхностями стен, перегородок и потолков, но на 30 мм выше поверхности чистого пола. Заделку зазоров и отверстий в местах прокладки трубопроводов следует предусматривать негорючими материалами, обеспечивая нормируемый предел огнестойкости ограждений. Трубы, фасонные детали и соединения должны выдерживать без разрушения и потери герметичности: пробное давление воды, превышающее рабочее давление в системе отопления в 1,5 раза, но не менее 0,6 МПа, при постоянной температуре воды 95°С; постоянное давление воды, равное рабочему давлению воды в системе отопления, но не менее 0,4 МПа, при расчетной температуре теплоносителя не ниже 80°С в течение 25-летнего расчетного периода эксплуатации. 3.4Выбор и размещение отопительных приборов Конструкцию отопительных приборов необходимо выбирать в соответствии с характером и назначением отапливаемых помещений, зданий и сооружений по [1,5]. Отопительные приборы следует размещать, как правило, под световыми проемами в местах, доступных для осмотра, ремонта и очистки. Длина отопительного прибора должна быть не менее 75% длины светового проема, особенно в больницах, детских дошкольных учреждениях, школах, домах престарелых и инвалидов [1,5]. Если приборы под окнами разместить нельзя‚ то допускается их установка у наружных или внутренних стен, ближе к наружным. В угловых помещениях приборы необходимо размещать на обеих наружных стенах. При таком размещении движение восходящего теплового потока от отопительных приборов препятствует образованию ниспадающих холодных потоков от окон и холодных поверхностей стен и попаданию их в рабочую зону. Отопительные приборы на лестничных клетках следует, как правило, размещать на первом этаже. Отопительные приборы не следует размещать в отсеках тамбуров, имеющих наружные двери. 3.5 Присоединение теплопроводов к отопительным приборам Теплоотдача отопительных приборов в значительной степени определяется принятой схемой присоединения приборов к трубам, системой отопления и схемой подачи теплоносителя в прибор. Присоединение труб к отопительным приборам может быть односторонним и разносторонним. Одностороннее присоединение, чаще используемое на практике, обеспечивает, по сравнению с разносторонним, меньший расход труб и большие возможности для унификации приборных узлов. В вертикальных системах применяют проточные, регулируемые и проточно-регулируемые узлы с осевыми или смещенными замыкающими участками. Подача теплоносителя в отопительные приборы может осуществляться «сверху-вниз», «снизу-вверх» (рисунок 3.1). а) б)  Рисунок 3.1- Схемы подачи теплоносителя в нагревательные приборы: а) сверху-вниз; б) снизу-вверх. Схемы «снизу-вверх» и «снизу-вниз» применяют только в однотрубных системах водяного отопления с нижней разводкой. Коэффициент теплопередачи приборов водяного отопления при схеме «сверху-вниз» выше, чем при двух других вариантах. 3.6Размещение запорно-регулирующей арматуры В системах отопления устанавливают муфтовую арматуру (резьбовое соединение) - при диаметре труб 40 мм, при диаметре 50 мм - фланцевую арматуру (фланцевое соединение). На подводках к приборам двухтрубных стояков, регулируемых, с осевыми и смещенными замыкающими участками, устанавливают проходные краны пониженного гидравлического сопротивления с поворотной и плоской заслонкой типа КДР и шиберного типа КРДП диаметром dу 15 и 20 мм. Краны рассчитаны на условное давление 1,0 МПа и температуру теплоносителя до 150°С. На стояках, проточно-регулируемых с осевыми или смещенными замыкающими участками применяют трехходовые краны типа КРТ, а также типа КРТП, dу 15 и 20 мм с поворотной заслонкой. Не рекомендуется устанавливать арматуру на подводках к конвекторам с воздушным регулирующим клапаном; к приборам в помещениях гардеробных, душевых, санитарных узлах, кладовых, а также в помещениях, где имеется опасность замерзания теплоносителя (лестничные клетки, тамбуры и т.п.). Для регулирования и полного отключения отдельных стояков устанавливают проходные (пробковые) краны (при температуре теплоносителя до 95°С и гидравлическом давлении 0,6 МПа) или запорные вентили (желательно с наклонным шпинделем) при температуре теплоносителя свыше 95°С и гидравлическом давлении более 0,6 МПа на расстоянии не более 120 мм от врезки в подающую и обратную магистраль. В зданиях до 4 этажей запорно-регулирующую арматуру на стояках не устанавливают. Для отключения отдельных частей системы отопления на трубах магистралей используют муфтовые проходные краны и вентили, при диаметре 40 мм, или задвижки, при диаметре 50 мм. В системах отопления следует предусматривать устройства для их опорожнения: в зданиях с числом этажей 4 и более; в системах отопления с нижней разводкой в зданиях 2 этажа и более; на лестничных клетках, независимо от этажности здания. На каждом стояке следует предусматривать сливную арматуру со штуцерами для присоединения шлангов. В пониженных местах магистралей устанавливают спускные краны для слива теплоносителя. Арматура в тепловом узле здания предназначена для регулирования и отключения систем отопления и оборудования. Задвижки рекомендуют устанавливать на главных подающих и обратных магистралях, до и после водоструйных элеваторов, циркуляционных и смесительных насосов, исполнительных механизмов автоматического регулирования, на обводных линиях. 3.7 Устройства для удаления воздуха из систем отопления Удаление воздуха из систем водяного отопления предусматривается в верхних точках через проточные воздухосборники, установленные в верхних точках системы (система отопления с верхней разводкой) или через краны для выпуска воздуха, установленные на отопительных приборах верхних этажей (система отопления с нижней разводкой). Скопление воздуха в системе нарушает циркуляцию теплоносителя, вызывает шум и коррозию стальных труб. Воздух из воздухосборника удаляется в атмосферу периодически, при помощи ручных спускных кранов или автоматических воздухоотводчиков. В системах отопления с нижней разводкой удаление воздуха целесообразно предусматривать через ручные краны конструкции Маевского или через автоматические воздуховыпускные краны, установленные в верхних пробках радиаторов верхних этажей или на подводках к приборам (при применении стальных панелей, конвекторов), или централизовано через специальные воздушные трубы. Из современных нагревательных приборов воздухоудаление осуществляется через автоматические воздухоотводчики, предусмотренные в конструкции прибора. 3.8 Уклоны труб систем водяного отопления Уклоны горизонтальных магистралей, 25 мм на 1 метр трубопровода (0,0020,005), служат для обеспечения удаления воздуха из верхних точек системы и опорожнения системы отопления. Если подающая и обратная магистрали проложены вместе, то рационально для удобства крепления при монтаже прокладывать их с уклоном 0,0020,003 (для жилых и общественных зданий) в одном направлении в сторону теплового узла. Подающую и о6ратную подводки к нагревательным приборам, при их длине до 500 мм, прокладывают горизонтально; с уклоном 0,005 и 0,01 (510 мм) на всю длину подводки - при длине более 500 мм, в сторону движения теплоносителя. 3.9 Теплоизоляция труб При прокладке в неотапливаемых помещениях (чердаки, технические этажи, подвалы, подполья и др.) и в местах, где возможно замерзание теплоносителя (наружные двери, ворота, открытые проемы и др.) для снижения теплопотерь, подающие и обратные магистрали и участки стояков в местах присоединения к магистралям, покрывают тепловой изоляцией. Тепловая изоляция может быть оберточная (ленты, жгуты и маты), сборная (штучные кольца, скорлупа и сегменты) и литая, наносимая на трубы в заводских условиях. Изоляция трубопроводов снаружи покрывается защитным слоем: асбестовым или алюминиевым листом, или синтетической несгораемой пленкой. В настоящее время используются новые теплоизоляционные материалы (например, «Термафлекс»). 3.10. Конструирование аксонометрической схемы системы отопления Системы отопления (отопительные приборы, теплоноситель, предельную температуру теплоносителя или теплоотдающие поверхности) следует принимать по таблице 3.2[9]. Для систем отопления и внутреннего теплоснабжения следует применять в качестве теплоносителя, как правило, воду; другие теплоносители допускается применять при технико-экономическом обосновании. Таблица 3.2Системы отопления для различных типов зданий
Системы отопления зданий следует проектировать, обеспечивая равномерное нагревание воздуха помещений, гидравлическую и тепловую устойчивость, взрывопожарную безопасность и доступность для очистки и ремонта. Аксонометрическую схему системы отопления выполняют в масштабе 1:100 в косоугольной проекции под углом 45°С с указанием фактических длин горизонтальных и вертикальных труб. На схеме системы отопления показывают все элементы и узлы системы, трубы, запорно-регулирующую арматуру на магистралях, изгибы труб, компенсаторы, стояки с отопительными приборами, воздухосборники. В практике проектирования аксонометрическую схему вычерчивают отдельно пофасадно, с разработкой стояков в соответствии с наименованием системы отопления. Для упрощения и удобства чтения чертежей, узлы отопительных при6оров и участки присоединения стояков к магистралям вычерчивают в виде фрагментов. 4 Тепловой расчет отопительных приборов системы водяного отопления Тепловой расчет системы отопления заключается в определении площади поверхности отопительных приборов. К расчету приступают после выбора типа отопительных приборов, места установки, способа присоединения к трубам системы отопления, вида и параметров теплоносителя, температуры воздуха в отапливаемом помещении, диаметра труб по результатам гидравлического расчета. Поверхность отопительного прибора должна обеспечить необходимый тепловой поток от теплоносителя к воздуху помещения, равный теплопотерям помещения за вычетом теплоотдачи проложенных в них теплопроводов. В двухтрубных системах отопления расчет поверхности нагрева отопительных приборов производится при постоянном температурном перепаде в каждом приборе, равном перепаду температуры теплоносителя на стояке, т. е. tг – tо, ºС. Расчет площади каждого отопительного прибора на стояке осуществляется отдельно в определенной последовательности: 1. Вычерчивается расчетная схема стояка (рис. 4.1), проставляются на ней диаметры труб и величина теплового потока прибора (равная теплопотерям помещения).  2. Находим суммарное понижение расчетной разности температур воды ∆tп.м., ºС, на участках подающей магистрали от начала системы до рассматриваемого стояка. Далее определяется (допускается ориентировочно) понижение температуры воды по изолированной подающей магистрали насосной системы отопления (табл. 4.4).  3. Определяется суммарное понижение расчетной температуры воды ∆tп.ст., ºС, на участках подающего стояка от магистрали до рассчитываемого прибора:  где qв – теплопередача 1 м вертикальной трубы подающего стояка в зависимости от диаметра участка подающего стояка и разности температуры теплоносителя tвх на входе в помещение и температуры окружающего воздуха tв, принимается по прил. 4; Gуч – расход воды на участке подающего стояка с учетом предыдущей отопительной нагрузки, кг/ч; lуч – длина расчетного участка подающего стояка, принимаемая равной высоте этажа, м. Температура теплоносителя tвх (на участке) на входе в рассматриваемое помещение определяется по ходу движения теплоносителя по уравнению, ºС:  Значения ∆tп.ст определяются последовательно и непосредственно после расчета tвх на предыдущем участке подающего стояка. При двухстороннем присоединении отопительных приборов в двухтрубных системах отопления значения tвх на одном этаже принимаются одинаковыми. Расход воды на каждом участке подающего стояка на входе в рассматриваемое помещение определяется по формуле, кг/ч: −для первого прибора  и т. д., где Qуч(1-3) – суммарные теплопотери на участке подающего стояка на входе в рассматриваемое помещение, с учетом Qпр вышележащего отопительного прибора, Вт; tвх(1…3) – температура теплоносителя на участке подающего стояка на входе в рассматриваемое помещение, ºС. 4. Рассчитывается средний температурный напор в отопительном приборе с учетом температуры воды в подающей магистрали и стояке:  5. Определяется общее количество воды, циркулирующей в отопительном приборе, с учетом понижения температуры воды в подающей магистрали и стояке, кг/ч:  6. Вычисляется расчетная плотность теплового потока отопительного прибора для теплоносителя (воды), Вт/м2:  где qном – номинальная плотность теплового потока, Вт/м2, принимается по прил. 5; n, p – показатели степени для определения теплового потока отопительного прибора, принимаемые по табл. 4.2. 7. Определяется полезная теплоотдача труб стояка и подводок, проложенных в помещении, Вт:  где lг, lв – длины горизонтальных и вертикальных труб стояка и подводок в пределах помещения, м; qг, qв – удельные величины теплоотдачи горизонтальных и вертикальных труб в помещении, Вт/м, принимаются по прил. 4 [6] в зависимости от диаметра и разности температуры теплоносителя на входе в рассматриваемое помещение и температуры воздуха в помещении  .8. Рассчитывается требуемая теплоотдача отопительного прибора в рассматриваемом помещении, Вт:  где тр – поправочный коэффициент, учитывающий долю теплоотдачи теплопроводов (при открытой прокладке тр = 0,9; при скрытой прокладке тр = 0,5; при прокладке тяжелом бетоне тр = 1,8). 9. Вычисляется расчетная наружная площадь отопительного прибора, м2:  | ||||||||||||||