Курсовая отопление и вентиляция. Кулаков_отопление. Пояснительная записка к курсовому проекту отопление и вентиляция

• Название: Пояснительная записка к курсовому проекту отопление и вентиляция
• Анкор: Курсовая отопление и вентиляция
• Дата: 21.12.2020
• Размер: 1.01 Mb.
• Имя файла: Кулаков_отопление.doc
• Тип: Пояснительная записка; #162521

Петербургский государственный университет

путей сообщения

Кафедра «Теплотехника и теплосиловые установки»

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

Отопление и вентиляция


Выполнил: студентка группы ПТЭ-813 Зуев А.Ю.
Проверил: преподаватель Сальков С. А.

Санкт-Петербург

2010

СОДЕРЖАНИЕ

1. 
   Исходные данные для проектирования..……………..……………………………2
   
2. 
   Описание задания и строительных конструкций……..…………………………..2
   
3. 
   Теплотехнический расчет наружных ограждений…..……………………………2
   
4. 
   Определение потерь теплоты помещений и удельной отопительной характеристики..…………………………………………………………………….8
   
5. 
   Проектирование системы отопления……………………………………………..15
   
6. 
   Гидравлический расчет системы отопления……………………………………..16
   
7. 
   Расчет нагревательных приборов………………………………………………....19
   
8. 
   Расчет насоса.…..…………………………………………………………………..24
   
9. 
   Определение годовых расходов теплоты на отопление………………………....24
   

Список литературы………………………………………………………………….....25

1. 
   ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
   

Казарма станционной военизированной охраны

Город	В. Луки
Наружная температура для расчета отопления,	-27ºC
Продолжительность отопительного периода в сутках, Z	208
Зона климатической влажности	«Н» (нормальный)
Средняя температура отопительного периода,	-1,5ºС
Влажностный режим помещений	нормальный (φ=50-60%)
Условие эксплуатации наружных помещений	«Б»

2. 
   ОПИСАНИЕ ЗДАНИЯ И СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
   

Здание двухэтажное, высотой 6,7 метров; высота первого этажа – 3,3 м; высота второго этажа – 3,3 м. Здание без чердака, имеет подвал (подполье).

Строительные конструкции: стены из пустотелого керамического кирпича с теплоизоляционным материалом, толщина стены 0,51 м. Фундамент ленточный из сборных железобетонных блоков. Перегородки кирпичные. Крыша скатная с железной кровлей.

Остекление – двухкамерный стеклопакет из обычного стекла(с межстекольным расстоянием 6 мм).

3. 
   ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ НАРУЖНЫХ ОГРАЖДЕНИЙ
   

К наружным ограждениям, через которые отапливаемое помещение теряет теплоту, относятся стены, окна и балконные двери, наружные двери, перекрытия над неотапливаемым подвалом, чердачные и бесчердачные перекрытия, полы на грунте (лагах).

Теплотехнический расчет заключается в определении толщины слоя ограждения или утепления, при котором температура на внутренней поверхности ограждения будет удовлетворять санитарно-гигиеническим требованиям, и производится в следующей последовательности:

Согласно ГОСТ 30494-96 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях» и нормам проектирования зданий и сооружений соответствующего назначения принимаем расчетную температуру внутреннего воздуха t_int=20°С

1. 
   Расчет наружной стены.
   

Определяется общее требуемое сопротивление теплопередачи ограждения

= (м²°С)/Вт

где n – коэффициент, учитывающий положение ограждения по отношению к наружному воздуху, n=1

=4°С – нормируемый температурный перепад, между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждения, принимаемый по таблице 3* СНиП ll-3-79*.

=8,7 Вт/(м²°С) – коэффициент конвективного теплообмена у внутренней поверхности ограждения, принимаемый для гладких поверхностей

(м²°С)/Вт

R_reg= =f(Dd)



Согласно таблице 1б СНиП ll-3-79* (1998г.) для наружных стен жилых зданий:

Dd=4000 R_reg=2,8 (м²°С)/Вт

Dd=6000 R_reg=3,5 (м²°С)/Вт

Dd=6601

R_reg= (м²°С)/Вт

Конструкция наружной стены



Рис. 1

1. 
   Штукатурка на известково-песчаном растворе
   

2. 
   Сплошная кладка из пустотелого керамического кирпича на цементно-песчаном растворе
   

3) Утепляющий слой(пенопалистирол ТУ6-05-11-78-78)



4) Листы гипсовые обшивочные



Согласно СНиП ll-3-79* необходимо, чтобы фактическое сопротивление теплопередаче наружной стены (м²°С)/Вт

(м²°С)/Вт

(м²°С)/Вт



м

Исходя из шага 0,04м принимаем м

(м²°С)/Вт

Коэффициент теплопередачи наружной стены

Вт/(м²°С)

Толщина наружной стены

м

м

2. 
   Расчет наружных входных дверей
   

Требуемое сопротивление теплопередаче для наружных дверей должно быть


(м²°С)/Вт

Примем (м²°С)/Вт

Вт/(м²°С)

3. 
   Расчет перекрытия неотапливыемым подвалом(подполье)
   

(м²°С)/Вт

Dd=4000 R_reg=3,7 (м²°С)/Вт

Dd=6000 R_reg=4,6 (м²°С)/Вт

R_reg=3,9 с учетом коэффициента запаса R_reg =4,2 (м²°С)/Вт

Линолеум поливинидхлоридный на теплоизоляционной основе (ГОСТ 7251-77)



Конструкция подвала


Рис. 2

(м²°С)/Вт

(м²°С)/Вт



м

Берем



Коэффициент теплопередачи перекрытия над подвалом

Вт/(м²°С)

Толщина перекрытия над подвалом

м

4. 
   Расчет окон и балконных дверей
   

Dd=4000 R_reg=0,45 (м²°С)/Вт

Dd=6000 R_reg=0,6 (м²°С)/Вт

(м²°С)/Вт

По приложению 6 СНиП ll-3-79* выбираем стеклопакет:

двухкамерный стеклопакет из стекла с твердым селективным покрытием и заполнением аргоном.

(м²°С)/Вт

Вт/(м²°С)

4. 
   Бесчердачное покрытие
   

(м²°С)/Вт

R_reg= =f(Dd)



Согласно таблице 1б СНиП ll-3-79* (1998г.) для наружных стен жилых зданий:

Dd=4000 R_reg=3,7 (м²°С)/Вт

Dd=6000 R_reg=4,6 (м²°С)/Вт

R_reg=4 (м²°С)/Вт

Конструкция бесчердачного перекрытия


Рис. 3

(м²°С)/Вт

(м²°С)/Вт



м

Исходя из шага 0,06м принимаем м

Коэффициент теплопередачи чердачного перекрытия

Вт/(м²°С)

Толщина чердачного перекрытия

м

Полученные данные сведем в таблицу 1

Таблица 1

Вид ограждения	(м2°С)/Вт	(м2°С)/Вт	(м2°С)/Вт	K, Вт/(м2°С)	δ, м
Наружная стена	1,2	3	4,21	0,244	0,6
Потолок	3,9	4	4,3	0,2	0,48
Пол	2	4,2	5,39	0,185	0,57
Окно	---	0,63	0,63	1,59	__
Наружная дверь	1,2	---	0,9	1,11	__

4. 
   ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ ТЕПЛОТЫ ПОМЕЩЕНИЯМИ И УДЕЛЬНОЙ ОТОПИТЕЛЬНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗДАНИЯ
   
   0. 
      Определение потерь теплоты помещениями
      

Необходимо произвести расчет потерь теплоты через наружные ограждения всех отапливаемых помещений.

Теплопотери каждого помещения, Вт, определяются путем суммирования потерь через отдельные ограждения, рассчитываемых с точностью 10 Вт по формуле:

,

где

k – Коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м²°С);

F – Расчетная площадь ограждения, м²;

- температура внутреннего воздуха рассчитываемого помещения, °С;

- температура наружного воздуха для расчета отопления, °С;

n – Поправочный коэффициент к разности температур;

P – Множитель, учитывающий дополнительные потери теплоты;

- добавочные потери теплоты, Вт, на подогрев инфильтрационного наружного воздуха, поступающего через неплотности окон и балконных дверей.

P определяется по формуле:

,

где

- сумма добавочных потерь теплоты.

определяется по формуле:

,

где

- коэффициент, учитывающий влияние встречного теплового потока;

- расчетная площадь окон и балконных дверей, м²;

- нормативное количество наружного воздуха, поступающего путем инфильтрации через 1 м² площади окон и балконных, кг/(м²·ч).

=0,8 - для окон и балконных дверей с раздельными переплетами.

Для окон принимаем =6 кг/(м²·ч).

Для остальных ограждений принимаем =0 кг/(м²·ч).



Определение удельной отопительной характеристики здания

Определим путем суммирования теплопотерь отдельных помещений тепловую нагрузку на отопление всего здания Q_зд:

Q_зд= =35052 Вт

Найти удельную отопительную характеристику здания, Вт/(м²°С), можно по формуле:

,

где

V - строительный объем здания (без подвала), м³;

α - поправочный коэффициент, учитывающий фактическое значение наружной температуры .

α определяется по формуле:

.

V=1900 м³

q= Вт/(м²°С)

Расхождение не более чем 15% от интервала для административных и общественных здания – 0,3 ÷ 0,22 Вт/(м3 ·ºС) (верно).

5. 
   ПРОЕКТиРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ
   

Расчетные параметры теплоносителя для однотрубных систем 95-70°С.

1. На поэтажные планы здания наносятся нагревательные приборы: в жилых и рабочих помещениях преимущественно под окнами, на лестничных клетках только на первом этаже за пределами тамбура.

Нагревательные приборы показываются в виде затушеванных прямоугольников шириной 2 мм, немного отступив от линии стены. Длина нагревательного прибора принимается несколько меньше размера окна в плане (>70 %).

2. На плане в виде черных точек наносятся стояки системы отопления и подводки к нагревательным приборам, при этом подающие стояки следует располагать справа. Стояки могут быть с односторонним и двухсторонним присоединением приборов. Установка приборов на «сцепке» нежелательна. Нагревательные приборы лестничных клеток присоединяем к отдельным стоякам по однотрубной проточной схеме без регулирующей арматуры. Регулирующая арматура не устанавливается также у приборов, обслуживающих вспомогательные и хозяйственные помещения, а также коридоры и кухни.

Во всех остальных случаях у нагревательных приборов устанавливаем регулирующая арматура – трехходовые краны (при однотрубных системах).

З. На планы наносятся подающие и обратные магистрали с учетом типа разводки, принятого числа циркуляционных колец, места расположения теплового центра (элеваторного узла).

4. Вычерчивается аксонометрическая схема запроектированной системы отопления с изображением всей установленной арматуры, фасонных частей, направления уклонов, мест воздухоудаления и спуска теплоносителя, узла ввода, первых и последних по ходу движения воды стояков на циркуляционных кольцах с нагревательными приборами.

При построении схемы длины труб, находящихся в плоскости перпендикулярно чертежу наносятся без искажения масштаба.

6. 
   ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ
   

Гидравлический расчет системы отопления заключается в определении диаметров трубопроводов, при которых используется располагаемое давление о расчетном циркуляционном кольце и обеспечивается подача к каждому нагревательному прибору расчетного количества воды.

Необходимо произвести гидравлический расчет наиболее неблагоприятного циркуляционного кольца системы. В двухтрубной системе данным кольцом является кольцо от насоса, через подающую магистраль, нижний нагревательный прибор наиболее удаленного от теплового центра стояка, обратную магистраль к тепловому вводу.

Для преодоления сопротивлений, не учтенных гидравлическим расчетом трубопроводов, следует предусмотреть запас давления в расчетном циркуляционном кольце системы в размере 10% от располагаемого, т.е.

,

где

- располагаемое давление в системе, Па;

- удельная потеря давления на трение на участке, Па/м;

- длина участка циркуляционного кольца, м;

- потеря давления в местных сопротивлениях участка, Па;

n - число участков, составляющих циркуляционное кольцо.
Гидравлический расчет ведется в следующей последовательности

1. Определение располагаемого давления

,

где

— давление, создаваемое элеватором, величину которого для условии данной работы следует принимать а пределах от 60 до 70 Па на один погонный метр расчетного циркуляционного кольца;

- гравитационное давление, вызываемое охлаждением воды в нагревательных приборах, Па.

Па

В однотрубной системе:

,

где

- приведенное расстояние, м, между центрами охлаждения расчетного стояка и нагревания (смешивания воды в насосе), м;

- плотности охлажденной и горячей воды, кг/м³.
Па

Па

2. Циркуляционное кольцо размечается на расчетные участки с указанием длин и тепловых нагрузок. Тепловые нагрузки магистральных участков следует определять как сумму тепловых нагрузок стояков, обслуживаемых этими участками.

З. Определение необходимого расхода теплоносителя на участке, кг/ч:

,

где

C - удельная теплоемкость воды; C= 4,19 кДж/(м²°С),

- расчетные температуры воды в начале и конце стояка, °С.

4. Определение среднего значения удельного сопротивления на трение

, Па/м.

где

α - доля потерь давления, приходящаяся на местные сопротивления, для двухтрубных систем α = 0,3:

- сумма длин участков расчетного циркуляционного кольца, м.

Па/м

4. 
   Результаты определения ориентировочного диаметра трубопровода d, потерей на трение R, расхода воды G, скорости движение воды w, динамического давления , суммы коэффициентов местных сопротивлений , потерей давления на трение по длине участка и в местных сопротивлениях полных потерь давления на каждом участке (Rl+Z) представлены в таблице З:
   

участок 1-2: вентиль с вертикальным шпинделем; тройник на проход; отвод

участок 2-3: тройник на проход; вентиль с вертикальным шпинделем;

участок 3-4: тройник на проход;

участок 4-5: тройник на проход; два отвода;

участок 5-6: тройник на проход;

участок 6-7: тройник на проход; два отвода;

участок7-8: тройник на проход;

участок 3’-4’: тройник на проход

участок 4’-5’: два отвода; тройник на проход

участок 5’-6’: тройник на проход

участок 6’-7’:отвод; тройник на проход

участок7’-8’: отвод;тройник на проход

участок8’-9: вентиль с вертикальным шпинделем; тройник на проход

участок 9-10: вентиль с вертикальным шпинделем;три отвода.


Гидравлический расчет трубопроводов Таблица3


Выполняется проверка правильности произведенного гидравлического расчета циркуляционного кольца из соблюдения условия:



- расчет произведен правильно.

7. 
   РАСЧЕТ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ
   

В работе требуется определить поверхность нагрева и количество секций в каждом из приборов, присоединенных к первому и последнему стоякам расчетного циркуляционного кольца. В качестве нагревательных приборов принимаются чугунные секционные радиаторы типа МС 140-98 (площадь одной секции f=0,24м², номинальный тепловой поток q_ном=725 Вт/ м²).
СТОЯК 1

Рассмотрим стояк 1, представленный на рис. 4

1. Вт

2. Количество воды, кг/ч, затекающей в прибор

, где

- тепловая нагрузка рассматриваемого прибора

- коэффициент учета дополнительного теплового потока устанавливаемых приборов за счет округления сверх расчетной величины для радиатора типа МС140; =1,05;

- коэффициент, учитывающий дополнительные теплопотери вследствие размещения приборов у наружных ограждений; для радиаторов =1,02
кг/ч,

3. Средняя температура воды в рассчитываемом приборе , ºС, с учетом остывания воды в магистральных трубопроводах до расчетного стояка, принимаемого для проектируемого здания, равным 2ºС:




4. Разница средней температуры прибора и температуры воздуха, ºС:



5. Расчетная плотность теплового потока в конкретных условиях эксплуатации прибора, Вт/м²:

,

где

m – показатель, принимаемый при движении воды в радиаторе «сверху вниз», равным 1,3; «снизу вверх» - 1,25;

р – показатель, принимаемый

при 60 кг/ч

при схеме «сверху вниз» p=0,02

при схеме «снизу вверх» p=0,42

при >60 кг/ч

при схеме «сверху вниз» p=0

при схеме «снизу вверх» p=0,04


6. Требуемая площадь радиатора, м²:



7. Число секций в нагревательных приборах, шт.:

,

где

- коэффициент, учитывающий способ установки радиатора: у стены без ниши под подоконной доской =1,05; при открытой установке =1,0;

- коэффициент, учитывающий число секций в радиаторе:

8. 
   РАСЧЕТ НАСОСА
   

Основной характеристикой для расчета насоса является коэффициент смешения:

,

где

t_с – температура сетевой воды в тепловой сети, ºС.



Расчетный максимальный расход воды, на отопление тепловой сети кг/ч:

,

9. 
   Определение годовых расходов теплоты на отопление
   

Расход тепла на отопление здания на весь отопительный период, ГДж, определяется из выражения

,

где

β – коэффициент, учитывающий непроизводительные потери тепла системой отопления, принимаемый

при нижней разводке β=1,05

при верхней β=1,1;

- средняя температура отопительного периода, ºС;

- продолжительность отопительного периода, сут.
Q_год = 249 ГДж


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. 
   СНиП ll-3-79* Строительная теплотехника (с изменениями №3 и №4). 1998г.-24с.(в качестве справочного пособия).
   
2. 
   ГОСТ 30-494-96. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях.
   
3. 
   СНиП 23-01-99*. Строительная климатология.
   
4. 
   СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий.
   
5. 
   Гусев В.М. и др. Теплотехника, отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. –Л.: Стройиздат, 1981.-429 с.