Контрольная работа по отоплению и вентиляции. Напольное и воздушное отопление. Задание Выполнить тепловой и гидравлический расчет системы напольного отопления для помещения жилого здания. Исходные данные
 Скачать 163.16 Kb.
|
|
Задание 1. Выполнить тепловой и гидравлический расчет системы напольного отопления для помещения жилого здания. Исходные данные
1.2. Расчетная часть. Расчет выполняют в следующей последовательности и сводят в табл.1,2. Выбирается тип полового покрытия. Удельная теплоотдача контура,  определяется по затратам тепла помещения и площади по формуле: , (1.1)где  – тепловая нагрузка на контур, Вт; – площадь, занимаемая контуром напольного отопления, м2.По средней температуре теплоносителя в спирали и температуре воздуха в помещении, пользуясь прилож.1 табл.1,2 для соответствующего покрытия пола помещения, выбирают шаг укладки трубопроводов контура b, м, для которого эффективность тепла близка к определенной по формуле (1.1). При этом температура поверхности пола не должна превышать допустимое значение. Расход теплоносителя G, кг/ч в расчетном контуре напольного отопления опрелеляют по формуле:  , (1.2)где с – удельная теплоемкость воды, с=4,19  ; – расчетная разность температур подающего и обратного теплоносителя, °С, определяется по формуле  , (1.3)где  - соответственно температуры теплоносителя на входе и выходе его из контура напольного отопления.Длина трубопровода в контуре L,м, определяется по формуле:  , (1.4)Гидравлическое сопротивление контура  , Па, определяется по формуле: (1.5)где R – удельные потери давления на трение вследствии трения о стенки трубы в контуре напольного отопления, Па/м. Определяются по прил.2 табл.1. Таблица 2 - Результаты расчета контуров напольного отопления
2. Расчет систем воздушного отопления Задание 2. 2.1. Определить количество воздуха,подаваемого при tг = 45 °С,для поддержания в помещении температуры 20°С,если его теплопотери cоставляют QПВт. 2.2. Определить теплозатраты на нагревание воздуха по условиям примера3.1,если объем наружного воздуха,подаваемого для вентиляции помещенияLвент ,м3 / ч ; температура наружного воздуха tн,ºС. Исходные данные
Расчеты 2.1 Определим количество воздуха, подаваемого при tг = 45 °С, для поддержания в помещении температуры 20°С, если его теплопотери cоставляют 1250Вт. Количество подаваемого воздуха по формуле:  Объем подаваемого воздуха по формуле : Lот=  Воздухообмен в помещении по формуле : Lот=  Расчеты 2.2 . Найдем теплозатраты на нагревание воздуха по условиям примера 2.1, если объем наружного воздуха, подаваемого для вентиляции помещения, Lвент = 170 м3/ч . Температура наружного воздуха tн=-15 ºС. Определяем теплозатраты для прямоточной отопительно-вентиляционной системы:  Вт (7200кДж)Дополнительные (сверх теплопотерь помещения) теплозатрары на нагреваниевентиляционного воздуха : 2001 - 1250 = 751 Вт. Поскольку в нашем случае Gвент > Gот (количество вентиляционного воздуха превышает количество воздуха, которое необходимо для отопления), то принимают количество воздуха, потребное для вентиляции, систему делают прямоточной, а температуру подаваемого воздуха вычисляют по формуле: tг= tв+  = 20+ = 20+27,86=41,86ºС 60ºС.3.Расчет рециркуляционных воздухонагревателей Задание 3.1. Рассчитать предвключенный рециркуляционный воздухонагреватель для поддержания в помещении объемом Vп, м3, температуры tВ,º С, еслитепловые мощности нагревателя Qп, кВт, основной системы отопления Qc. кВт, расчетная температура теплоносителя воды t1º С, t2= 70 º С. Исходные данные
Расчеты 3.1. Рассчитаем предвключенный рециркуляционный воздухонагреватель для поддержания в помещении объемом 850 м3 температуры tВ=19º С, если тепловые мощности нагревателя 11 кВт, основной системы отопления 175 кВт, расчетная температура теплоносителя воды t1= 150 º С, t2= 70 º С 1. Расход греющей воды в воздухонагревателе находим по формуле:  2. Температуру воды, выходящей из воздухонагревателя, вычисляем по формуле (4.2)  .Следовательно, средняя температура греющей воды в воздухонагревателе равняется  .3. Задаемся температурой нагретого воздуха  и массовой скоростью воздуха в канале  . Тогда количество воздуха для отопления помещения по формуле (4.1) будет равно  .4. Кратность воздухообмена в помещении при этом составит  ,т. е. является приемлемой для воздушного отопления. 5. Требуемая площадь поперечного сечения канала и живого сечения воздухонагревателя по воздуху при выбранной массовой скорости должна равняться  .6. Выбираем по справочнику многоходовой пластинчатый калорифер типа КВС-П, имеющий необходимую площадь живого сечения по воздуху  , а именно КВС9–П площадью нагревательной поверхности  и длиной  мм. Тогда глубина канала при его ширине мм (равной длине нагревателя) составит .7. Зная коэффициенты местного сопротивления при входе и выходе воздуха из канала (с поворотом потока), составляющие  , найдем потери давления в канале при средней плотности воздуха   .8. Потери давления в воздухонагревателе вычислим по формуле вида (4.8), выбранной по справочнику для пластинчатого калорифера типа КВС-П  .9. Расчетную высоту канала (вертикальное расстояние между серединами калорифера и воздуховыпускного отверстия) определим из формулы (4.5) при условии равенства естественного циркуляционного давления, возникающего при нагревании воздуха, аэродинамическим потерям давления в рециркуляционном нагревателе.  ; .10. Температуру нагретого воздуха проверяем по формуле (4.3) при глубине канала  и расчетной высоте  , учитывая, что тепловая мощность нагревателя приходится на  его длины Температура получилась достаточно близкой к первоначально принятому значению  Сумма коэффициентов местного сопротивления рециркуляционного воздухонагревателя при расчете принята равной .11. Скорость движения нагретого воздуха в канале по формуле (4.4)  .также близка к предварительно выбранной скорости. Расчет 3.2. Рассчитать предвключенные рециркуляционные воздухонагреватели для отопления четырех лестничных клеток четырехэтажного жилого здания, если теплопотери здания, включая лестничные клетки, составляют Qc, кВт, отдельно одной лестничной клетки Qп,кВт, расчетная температура теплоносителя воды  ,  ,  . Высота канала воздухонагревателя 1,5м.Исходные данные
Пример 3.2. Рассчитать предвключенные рециркуляционные воздухонагреватели для отопления четырех лестничных клеток четырехэтажного жилого здания, если теплопотери здания, включая лестничные клетки, составляют 175 кВт, отдельно одной лестничной клетки 11кВт, расчетная температура теплоносителя воды  , ,  . Высота канала воздухонагревателя 1,5м.1. Расход высокотемпературной воды на вводе в здание находим по формуле (4.2)  2.Выбираем попарно последовательное соединение теплопроводов воздухонагревателей по схеме, приведенной на рис. 5. Тогда температура воды, выходящей из воздухонагревателей 2 и 3, по формуле (4.1)  ; Рис. 5. Схема теплопроводов рециркуляционных воздухонагревателей для отопления лестничных клеток жилого здания;1 — 4 — рециркуляционные воздухонагреватели Температура воды, выходящей из воздухонагревателей 1 и 4  .3. Принимаем в качестве нагревателей круглые ребристые трубы (наружный диаметр ребер 175мм, диаметр канала для теплоносителя 70мм) - см, прил.4. Скорость движения воды в канале ребристых труб  .4. Расчет проведем для воздухонагревателей 1 и 4 при пониженной температуре греющей воды. Задаваясь скоростью движения воздуха в живом сечении ребристой трубы  , определяем по графику прил.4 коэффициент теплопередачи  . Вычисляем требуемую площадь нагревательной поверхности ребристых труб ,где  находим при  и  , принимая температуру нагретого воздуха  .5. Выбираем две ребристые трубы длиной по 2 м для установки в три яруса общей площадью 12 м2. Получаем площадь живого сечения нагревателя по воздуху  , воздушного канала  (ширина канала  , б, длина 2,33м с учетом калача). Живое сечение воздухонагревателя определяется как разность площади сечения укрытия и площади продольного сечения трубы (прил. 4), Aн= 0,195м2. Рис.66. Напишем, используя выражения (4.6-4.8), уравнение для определения расхода циркулирующего воздуха в воздухонагревателе с ребристыми трубами  , (4.9)где  - коэффициент местного сопротивления нагревателя, определяемый для ребристых труб в зависимости от числа ярусов n по эмпирической формуле . (4.10)Подставляя в уравнение (4.9) значения  и  , а также другие известные величины, найдем  . Воздухообмен в лестничной клетке при этом получается близким к двухкратному в 1ч.7. Определим действительные значения скорости движения воздуха в живом сечении ребристой трубы  и температуры нагретого воздуха по формуле (3.6)  .8. Фактическая тепловая мощность воздухонагревателей 1 и 4 при уточненном значении коэффициента теплопередачи  составит т. е. больше заданной на 6,7%. Для воздухонагревателей 2 и3 запас тепловой мощности увеличивается до 12%. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
, Вт
, Вт