курсовая работа отопление. Отопление жилого одноэтажного дома
 Скачать 155.2 Kb.
|
|
ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ АДМИНИСТРАЦИИ ВЛАДИМИРСКОЙ ОБЛАСТИ Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Владимирской области «Владимирский строительный колледж» (ГБПОУ ВО «ВСК») Специальность 270839 «Монтаж и эксплуатация внутренних сантехнических устройств, кондиционирования воздуха и вентиляции» Курсовая работа На тему «Отопление жилого одноэтажного дома» Подготовил: Смольнов Г.А. Принял: Журавлева А.Г. Владимир 2016 Введение Цель курсовой работы заключается в ознакомлении с основными методами расчёта и проектирования систем водяного отопления и вентиляции зданий, оформлением чертежей, нормативной и справочной литературой. Курсовая работа выполняется на основании индивидуального задания на проектирование, которое содержит: - схематические планы этажей здания, фасад здания; - географическое месторасположение объекта, его ориентацию; - расчётные параметры теплоносителя; - тип проектируемой системы отопления; - теплотехнические характеристики ограждающих конструкций. В соответствии с индивидуальным заданием определяются: - назначение помещений - расчётные параметры наружного воздуха для холодного периода года. - расчётные параметры внутреннего воздуха. 1. Краткая характеристика объекта и района строительства Географическое месторасположение объекта – г.Владимир; Климатологические данные района строительства: - расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления (средняя температура наиболее холодной пятидневки)  , /2/;Параметры теплоносителя на вводе в здание: - температура горячей воды в подающем трубопроводе  /1/;- температура охлажденной воды в обратном трубопроводе,  /1/;- искусственное давление, создаваемое насосом,  /1/;2. Определение тепловой мощности системы отопления 2.1. Расчет теплопотерь через ограждения помещений здания Прежде чем приступить к расчету теплопотерь, необходимо вычертить все поэтажные планы в масштабе, нанести оси, указать размеры (между осями всех стен и перегородок), проставить номера всех Заполнение ведомости для расчета теплопотерь начинается с выявления ориентации всех ограждений и вычисления их площадей (отдельно для каждого помещения). Обмер, производится с точностью до 0,01 м следующим образом: а) для световых проемов и дверей – по наименьшим размерам строительных проемов в свету; б) для потолков и полов – между осями внутренних стен и от внутренней поверхности наружных стен до осей внутренних стен; в) высоту стен первого этажа – от уровня нижней поверхности конструкции пола первого этажа до уровня чистого пола второго этажа, так как есть неотапливаемый подвал; г) высота стен второго этажа – от уровня чистого пола до верха утеплителя чердачного перекрытия д) длину наружных стен: для неугловых помещений – между осями внутренних стен, для угловых помещений – от внешних поверхностей наружных стен до осей внутренних стен или до внешних поверхностей наружных стен; е) длину внутренних стен – от внутренних поверхностей наружных стен до осей внутренних стен или между осями внутренних стен; Требуемая мощность системы отопления определяется на основе уравнения теплового баланса для каждого из отапливаемых помеще- ний: Qhy = ΣQh + Qinf – Qint, где ΣQh – суммарные теплопотери через ограждающие конструкции рассчитываемого помещения, Вт; Qinf–затраты теплоты на подогрев инфильтрующегося (вентиляционного) воздуха, Вт; Qint–бытовые теплопоступления, Вт. Вычисляем потери теплоты помещениями через ограждающие конструкции: 1) Вычисляем сопротивление теплопередаче стены, деля толщину материала на его коэффициент теплопроводности. 0,24 м / 0,5 Вт/(м×°C) = 0,48м2×°C/Вт 2) Вычисляем общую площадь внешних стен. Площадь стен жилых помещений=16.5м2+19м2*2*3=190м2 3) Делим единицу на сопротивление теплопередаче, тем самым получая теплопотери с одного квадратного метра стены на один градус разницы температуры. 1/0,48м2×°C/Вт=0,02 4) Cчитаем теплопотери стен. Умножаем теплопотери с одного квадратного метра стены на площадь стен и на разницу температур внутри дома и снаружи. tвнутр=22, tнаруж=-28 QЖил пом.=0,02 Вт/м2×°C*190м2*50°C=190Вт Теплопотери через окна Стеклопакет однокамерный(с 2 стеклами) обычный, расстояние между стеклами 6мм=0,30м^(2)·°С/Вт площадь окна 1,5м2, на 1 этаже 6+3=9м2 на 2этаже=10м2 Считаем теплопотери через окна: 1этаж=22.92м2*0,30Вт/м2×°C*50=343.8Вт Теплопотери через пол 1этаж Q=313.5м2*1,40 Вт/м2×°C *0,07м*18=553Вт Теплопотери через перекрытие Q= 330м2*0.01 Вт/м2×°C*50=165Вт Итого:1251.8Вт 2.2 Затраты теплоты на подогрев приточного воздуха Qinf в помещение рассчитываются по формуле Qinf = 0,28·cv·Ln·Fc· γext·(tint – text) где Ln – нормативный воздухообмен, принимаемый: а) 30 м3/ч для жилых помещений общей площадью квартиры на 1 человека более 20 м2; б) 3 м3/ч на 1 м2 жилой площади для жилых помещений общей площадью квартиры на 1 человека менее 20 м2; Fс – площадь пола, м2; сv – удельная теплоёмкость воздуха [принимается равной 1,0 кДж/(кг·ºС)]; γext – удельный вес наружного воздуха, кг/м3, γ=353/(273+text), Qinf=0,28* 1,0 кДж/(кг·ºС)* 30 м3/ч*313.5м2* 353/(273-28)= 3794.2Вт 2.3 Бытовые теплопоступления Qint в жилых зданиях рассчитываются для помещений кухонь и жилых комнат по формуле Qint = qint·Fc , где qint – величина бытовых тепловыделений на 1 м площади жилых помещений=15 Вт/м2 Qint=15 Вт/м2*313.5м2=4702.5Вт 3. Расчет нагревательных приборов Для поддержания в помещении температуры, соответствующей /4/, необходимо, чтобы количество тепла, отдаваемого нагревательными приборами, было равно расчетным теплопотерям помещения. Зададимся типом нагревательных приборов, схемой подводок и способом установки. Тип нагревательного прибора –алюминевый радиатор «Calidor Super»,тепловая мощность одной секции  ;Расчет отопительных приборов заключается в определении пло- щади поверхности и соответствующего типоразмера отопительных приборов в каждом из отапливаемых помещений. Требуемая площадь поверхности отопительных приборов рассчитывается по формуле  где Qhy – требуемое от системы отопления количество теплоты, пода- ваемой в отапливаемое помещение, Вт (принимается по результатам расчета сводных теплопотерь для каждого помещения); Qтр – количе- ство теплоты, поступающей в помещение от открыто проложенных трубопроводов, Вт; β1, β2 – коэффициенты, принимаемые по прил. 10; qпр – расчетная плотность теплового потока, Вт/м  где qном – номинальная плотность теплового потока отопительного прибора, Вт/м2 , определяется по справочным данным отопительных приборов соответствующего производства (или по прил.12); n, p, c – коэффициенты, определяемые в соответствии с прил. 12; ∆tср – температурный напор, определяемый по формуле ∆t =90+75/2-22С=60,5 здесь tгор и tох – соответственно температура теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах (по заданию), ºС; G – расход воды че- рез отопительный период, кг/ч, определяемый по формуле  где сw – удельная теплоемкость воды, принимаемая равной 4,187 кДж/(кг·ºС). По расчетной площади Fпр подбирается соответствующий типо-размер отопительного прибора (конвектора или панельного радиатора). Расчитываем G: G=3,6*842/4,187 кДж/(кг·ºС)*(90-75)=2966,4/62,8=47,23кг/ч Тогда qпр=150Вт/м2*60,5/70*47,23 кг/ч /360*0,8=18 Требуемая площадь отопительных приборов: Fпр=1251.9Вт Вт-0,9/18*1,03*1,02=66.1м2 По расчетной площади Fпр подбирается соответствующий типо- размер отопительного прибора (конвектора или панельного радиато- ра). Если к установке приняты чугунные или алюминиевые секцион- ные радиаторы, то количество секций N определяется по формуле  где f1 с – площадь одной секции радиатора, м2 , принимается по спра- вочным или паспортным данным на соответствующий отопительный прибор (или по прил. 12); β3 – коэффициент учета числа секций в од- ном приборе (прил. 13); β4 – коэффициент учета способа установки радиатора в помещении (прил. 14). Округление полученного значения всегда осуществляется в большую сторону N= 66.1м2*1,1/0,48*1=152 4.Гидравлический расчет трубопроводов системы отопления Цель расчета – подбор диаметров трубопроводов при заданных тепловых нагрузках и расчетной величине располагаемого циркуляционного давления. Для выполнения гидравлического расчета вычерчиваем аксонометрическую схему системы отопления, с указанием тепловых нагрузок каждого прибора. Далее выбираем на схеме главное циркуляционное кольцо, представляющее собой замкнутый контур циркуляции, включающий в себя наиболее невыгодно расположенный нагревательный прибор, узел управления и соединяющие трубопроводы. Наиболее невыгодно расположенным прибором будет прибор 2-го этажа ст. 7, имеющий наибольшую длину подводок. Разбиваем циркуляционное кольцо на схеме на участки, для каждого участка проставляем тепловую нагрузку, длину и порядковый номер. Участок – отрезок трубопровода, на протяжении которого расход воды, ее температура и диаметр трубы остаются без изменения. Поскольку в задании на курсовой проект предусматривается выполнение гидравлического расчета только для колец самого удаленного и самого близкого стояков в одной и той же ветви, в аксонометрической схеме разбиваем на участки и «нагружаем» только кольца приборов, присоединенных к этим стоякам. Располагаемое циркуляционное давление  при искусственном побуждении движения теплоносителя в однотрубной системе рассчитывается по формуле: ,где  - искусственное давление, создаваемое насосом,   - естественное циркуляционное давление в расчетном кольце, возникающее за счет остывания воды в нагревательном приборе,  ; - дополнительное естественное давление возникающее от охлаждения воды в трубопроводах, , в насосных системах с нижней разводкой не учитывается;Определим для вертикальной однотрубной системы по формуле /7/: ,где  - приращение плотности при понижении температуры на  ,  /7/; - ускорение земного притяжения,  ; - удельная массовая теплоемкость воды,  ; - расход воды в стояке,  : ,где  - тепловая нагрузка расчетного стояка, Вт, ст.7  ; - коэффициент, учитывающий потери тепла через стены за нагревательными приборами,  ; - коэффициент, учитывающий увеличение теплоотдачи за счет увеличения площади нагревательных приборов,  ; - см. п.1.1; - см. п.1.1;Gct=3.6*QctB1B2/c(t1-t2)=3.6*1252*1.06*1.02/4.19*(90-70)=58.1  - необходимая теплоотдача теплоносителем в  -е помещение: ,где  - теплопотери -го помещения, Вт; - вертикальное расстояние между условными центрами: охлаждения в стояке для -го прибора (середина высоты -го прибора) и нагревания (середина высоты котла), м;Таким образом Q=1252*1.06*1.02=13571Вт E(Qihi)= 13571*0.1=1357.1  Ре=(3.6*0.72*9.81)/(4.19*58.1)*1357.1=141.7па Тогда, располагаемое циркуляционное давление будет равно:  ;Pрасп=Pн+Ре=3500+141=3642Па Гидравлический расчет трубопроводов расчетных колец выполняем в табличной форме (приложение №2). Выбор диаметров производим исходя из условия максимального приближения фактических потерь на трение на участке  , к значению средних удельных потерь на трение на участке в рассматриваемом циркуляционном кольце -  .Значение - определяем с учетом того, что около 65% располагаемого циркуляционного напора расходуется на преодоление сопротивления трения.  ,где  -располагаемое циркуляционное давление, рассматриваемого кольца, ; -сумма длин всех участков рассматриваемого циркуляционного кольца,  ;   По при определенных значениях  находим  , фактические потери на трение  , скорость движения воды  и эти данные вносим в расчетную таблицу.По таблицам II.11 и II.12 /7/ определяем сумму коэффициентов местных сопротивлений  . При определении  учитываем, что местное сопротивление тройников при слиянии и разделении потоков относим к участкам с меньшим расходом воды.Потери давления в местных сопротивлениях участка  определяем с помощью в зависимости от значения величин и  по формуле Z W2 /2*p и вносим в расчетную таблицу. 971.83 Величины  и складываем отдельно по каждому участку, после чего суммируем все потери давления по главному циркуляционному кольцу и сопоставляем с величиной  . 5. Подбор котла и насоса Подбор котла:Согласно расчетам, тепловая мощность системы отопления составляет:  ;Принимаем к установке Котел газовый напольный Navien GST 55KN Котел газовый напольный Navien GST 55KN предназначен для отопления частных домов, коттеджей, загородных домов, дач площадью до 500 кв. м. а также для организации горячего водоснабжения. Этот котел имеет раздельные теплообменники, что является большим преимуществом там, где вода богата солями кальция и магния, другими словами, вода жесткая. По умолчанию котел работает на природном магистральном газе, но при необходимости котел можно переоборудовать для работы на сжиженном газе, для этого необходимо приобрести комплект жиклеров. Для работы платы управления напольного газового котла требуется его подключение к электрической сети 220 В. Для сохранения гарантии производители рекомендуют установку стабилизатора напряжения. Как выбрать стабилизатор, вы можете проконсультироваться у нашего специалиста. Открытая камера сгорания (такие котлы еще называют атмосферными) подразумевает, не так как обычно думают - видимость пламени, а способ образования горючей смеси - воздух берется из помещения, а удаление продуктов сгорания осуществляется естественным способом за счет тяги, создаваемой стационарным вертикальным дымоходом. Данные отопительного котла Родина бренда-Южная Корея Производитель-Navien Код товара в магазине-01-01-0583 Гарантия-24 мес. Источник энергии-газовый Работа на природном газе-да Камера сгорания-открытая (атмо) Установка-напольный Тип-двухконтурный Погодозависимая автоматика-нет Технические характеристики Мин. полезная мощность-0.00 кВт Макс. полезная мощность-56.00 кВт КПД-91.0 % Макс. расход природного газа-5.8 м3/час Расширительный бак-нет Диаметр дымохода-150 Напряжение сети-220 В. Потребляемая мощность-235.0 Вт Характеристики отопления Теплообменник-раздельный - первичный-нерж. сталь - вторичный-нерж. сталь Максимальное давление в системе-3.0 бар Циркуляционный насос- нет Использование антифриза -запрещено Отапливаемая площадь- до 500 м2 Подбор насоса: Подбор циркуляционного насоса для системы отопления сводится к расчету необходимой производительности, другими словами, нужно посчитать подачу насоса по одной из следующих формул: П = Q/(1,16 х ΔT) (кг/ч), где ΔT – разница между температурой обратного и подающего трубопровода 1,16 – величина удельной теплоемкости для воды, размерность Вт*ч/кг*°С. П=33,3кВт/1,16*20=1,4кг/ч. Давление, создаваемое насосом,  .Объем воды,  ;Давление, создаваемое насосом, /1/;Объем воды,  ;Принимаем к установке – насос UP 20-07 N 150 фирмы Grundfos. Заключение. Таким образом, при выполнении данной курсовой работы были приобретены и закреплены навыки по расчету системы отопления, а в частности: по подсчету теплопотерь в рассчитываемом здании через ограждающие конструкции по расчету необходимых нагревательных приборов по гидравлическому расчету, с определением потерь на трение, диаметра труб, скорости теплоносителя и т.д. по подборке котла и насоса к данной системе отопления. В ходе работы использовалась методическая литература с необходимыми таблицами для расчета системы отопления. Список используемой литературы Богословский В.Н., Сканави А.Н. “Отопление” Учебник для вузов. – М.: Стройиздат, 1991.- 735 с. СНиП 23-01-99 “Климатология” СНиП 23-02-2003 “Тепловая защита зданий” СП 23-101-2000 “Проектирование тепловой защиты зданий” СНиП II-3-79 “Строительная теплотехника”– М.: Стройиздат, 1986. – 32с. СНиП 2.04.05-86 “Отопление, вентиляция и кондиционирование” Внутренние санитарно-технические устройства: Справ. проектировщика: Ч.1: Отопление / под ред. И.Г. Староверова и Ю.И. Шиллера – М.: Стройиздат, 1990. – 343с. Внутренние санитарно-технические устройства: в 2х частях. Под ред. Староверова И.Г.Вентиляция и кондиционирование воздуха М.: Стройиздат, 1977. – 502с. Справочник проектировщика. Внутренние санитарно – технические устройства. 4.3, кн.1, кн.2. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Под. ред. Н. Н. Павлова. – М.: Стройиздат, 1992 г. Справочник проектировщика. Внутренние санитарно – технические устройства. 4.3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Под. ред. И. Г. Староверова. – М.: Стройиздат, 1990 г. СНиП 2.04.05-91 “Отопление, вентиляция и кондиционирование” Тихомиров. К. В. и др. “Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция.” – М.: Стройиздат, 1991 г. СНиП II-90-81. “Производственные здания промышленных предприятий” ГОСТ 12.1.005-88 Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху в рабочей зоне. |