Теплоснобжение. Теплотехнический расчет, расчет теплопотерь и теплопритоков

Название	Теплотехнический расчет, расчет теплопотерь и теплопритоков
Дата	28.10.2022
Размер	4.26 Mb.
Формат файла
Имя файла	Теплоснобжение.docx
Тип	Документы #759391

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Петрозаводский Государственный Университет»

ИНСТИТУТ ЛЕСНЫХ, ГОРНЫХ И СТРОИТЕЛЬНЫХ НАУК

Кафедра технологии и организации строительства
Курс «Теплоснабжение, газоснабжение и вентиляция»

Расчетно-графическая работа

«Теплотехнический расчет, расчет теплопотерь и теплопритоков»

Выполнил: студент группы 51202 Хачатрян Акоб Михайлович

Проверила: к.т.н. доцент,

Девятникова Л. А.

г. Петрозаводск

2020

ВВЕДЕНИЕ 3

1. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 4

1.1 Исходные данные 4

1.2 Определение сопротивления теплопередачи для наружной стены 5

1.3 Определение сопротивления теплопередачи для светопрозрачных конструкций 6

Защита от переувлажнения 8

Расчет теплопотерь производится по формуле: 10

10

10

10

1.8 ПОДБОР КОТЛА 12

2. РАСЧЕТ ВЕНТИЛЯЦИИ 13

3. ПОДБОР КОНДИЦИОНЕРА для помещения кухни 15

3) Труба: Сэндвич труба 1мм/оц 130/200 L1м 23

ВВЕДЕНИЕ

Вследствие особенностей климата на большей части территории нашей страны человек проводит в закрытых помещениях до 80% времени. Для создания нормальных условий его жизнедеятельности необходимо поддерживать в этих помещениях строго определенный тепловой режим.

Тепловой режим в помещении, обеспечиваемый системой отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, определяется в первую очередь теплотехническими и теплофизическими свойствами ограждающих конструкций. В связи с этим высокие требования предъявляются к выбору конструкции наружных ограждений, защищающих помещения от сложных климатических воздействий: резкого переохлаждения или перегрева, увлажнения, промерзания и оттаивания, паро- и воздухопроницания.

В работе представлены инженерные расчеты для индивидуального жилого дома, разработанного в курсе «Архитектура», площадью 71 м². Строительство дома предусмотрено в г. Петрозаводске.

1. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

Для определения производительности отопительного оборудования нужно в первую очередь определить потери тепла здания/ помещения

1.1 Исходные данные

роизводим теплотехнический расчет одноэтажного кирпичного дома в условиях республики Карелия.

Температура холодной пятилетки: -28ºС

Продолжнительность отопительного периода: 235 суток

Средняя температура отопительного периода: -3,2ºС

Количество градусо-суток отопительного периода (ГОСП): 5452 суток

№	Название	Площадь, кв.м
1	Тамбур	2,7
2	Гардероб	2,7
3	Совмещенный санузел	6,6
4	Спальня	8,3
5	Спальня	8,3
6	Гостиная	15,9
7	Кухня	11,9

1.2 Определение сопротивления теплопередачи для наружной стены

1.3 Определение сопротивления теплопередачи для светопрозрачных конструкций

Параметры окна:

Ширина 130 см

Высота 140 см

Дополнительное остекление – нет

Рама Veka, Softline (70мм/5 камер), 0.78 (м²•˚С)/Вт)

С

текло 4М1-8-4И (16 мм, однокамерный, воздух i- стекло), 0,51 (м²* С)/Вт

Теплотехнический расчет ограждающих конструкций зданий http://www.smartcalc.ru e-mail:info@smartcalc.ru

Класс окна по ГОСТ 23166 Тепловая защита	А2
Требуемое сопротивление теплопередаче	0.658	(м²•˚С)/ Вт
Сопротивление теплопередаче	0.78	(м²•˚С)/ Вт

Требуемая температура поверхности стекла 3 ˚С

температуре

Температура поверхности рамы при нормативной температуре 12.8 ˚С

Требуемая температура поверхности рамы при выбранной температуре 10.7 ˚С

Температура поверхности рамы при выбранной температуре 12.8 ˚С

Тепловые потери

Тепловые потери за час при температуре самой холодной пятидневки 105.00 Вт•ч

Тепловые потери за отопительный сезон 254.86 кВт•ч

Приведены тепловые потери через всю светопрозрачную конструкцию

1.4 Определение сопротивление теплопередачи для чердачных перекрытий

Cопротивление теплоотдаче

Термическое сопротивление ограждающей конструкции

Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции [R]

Защита от переувлажнения

Метод безразмерных величин

Координата плоскости максимального возможного увлажнения

1.5 Определение сопротивление теплопередачи для пола по грунту

1.6 Значения расчетных сопротивлений теплопередачи для ограждающих конструкций

R_нс=3,66 (м²* ºC)/Вт

R_ок= 0,78 (м²* ºC)/Вт

R_д= 2,19 (м²* ºC)/Вт

R_чп = 5,23 (м²* ºC)/Вт

R_п= 4,95 (м²* ºC)/Вт

В конструкцию наружной стены по сравнению с ранее запроектированной в курсе «Архитектура» после теплотехнического расчета внесены изменения.

1.7 Расчет теплопотерь.

Расчет теплопотерь производится по формуле:

№	Наименование помещения	Тип конструкции	Ориентация	ΔТ%/100	F, м²	t_int, ºC	t_int - t_ext ºC	R (м²* ºC)/Вт		Q, Вт
1	Тамбур	ДВ	СЗ	1,1	1,76	20	48	2,19		42,4
		П			2,7			4,95		28,8
		ЧП			2,7			5,23		27,3
		НС			2,85			3,66		41,1
Теплый пол									Сумма 139,6
2	Совмещенный санузел	П	С	1,1	6,6	20	48	4,95		70,4
		ЧП			6,6			5,23		66,6
		НС			6,3			3,66		70,8
Теплый пол									Сумма 207,8
3	Гардероб	П	СЗ	1,1	2,7	20	48	4,95		28,8
		ЧП			2,7			5,23		27,3
		НС			5,26			3,66		75,9
Теплый пол									Сумма 132
4	Спальня	ОК	В	1,1	1,82	20	48	0,78		123,2
		П			8,3			4,95		88,5
		ЧП			8,3			5,23		83,8
		НС			12,5			3,66		180,3
Количество секций – 4 (488 Вт)									Сумма 475,8
5	Спальня	ОК	ЮВ	1,05	1,82	20	48	0,78		117,6
		П			8,3			4,95		84,5
		ЧП			8,3			5,23		80
		НС			4,36			3,66		60
Количество секций – 4 (488 Вт)									Сумма 342,1
6	Гостиная	ОК	Ю	1	3,64	20	48	0,78		224
		П			15,95			4,95		154,6
		ЧП			15,95			5,23		146,4
		НС			14,14			3,66		185,4
Количество секций – 5 (732 Вт)									Сумма 710,4
7	Кухня	ОК	З	1,05	3,64	16	44	0,78		215,6
		П			11,94			4,95		111,4
		ЧП			11,94			5,23		105,5
		НС			13,94			3,66		176
Количество секций – 5 (732 Вт)									Сумма 608,5
Суммарные теплопотери по зданию									2 616,2 Вт =2,7 кВт

В качестве отопительного прибора для жилых помещений принят Биметаллический радиатор BiLiner Royal Thermo 500-122: секция радиатора представляет собой одинарную стальную трубу, которая заливается алюминиевым сплавом по специальной технологии под очень высоким давлением. Посредством высококачественной силиконовой прокладки оригинальной конструкции секции соединяются одна к другой и получается монолитное изделие, которое обладает высоким показателем прочности и хорошей теплоотдачей – теплоотдача 1 секции радиатора 122 Вт при температуре теплоносителя :подача/обратка= 95/85 градусов.

конструкция обеспечивает эффективную теплоотдачу при максимальном запасе прочности;
выпускается серийно от 4 до 12 секций;
теплоноситель - только специально подготовленная вода, согласно п. 4.8. СО 153 – 34.20.501 - 2003 «Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей РФ»
срок службы - 25 лет, при соблюдении правил транспортировки, монтажа и эксплуатации.

Для нежилых помещений подобран Теплый пол Shtein SHT-H200 Вт : готовые секции кабельного теплого пола мощностью 200 Вт/кв.м, закрепленные на самоклеющейся сетке. Толщина нагревательного мата - 3,5 мм, что позволяет установить его в клеевой раствор под плитку. Спроектирован с высокими требованиями к безопасности - изоляция Daikn Dupont. Производство - Германия.

1.8 ПОДБОР КОТЛА

Чтобы обеспечить комфортную температуру на протяжении всей зимы котел отопления должен выдавать такое количество тепловой энергии, которое необходимо для восполнения всех потерь тепла здания/помещения.

∑Q = 2 616,2 Вт =2,7 кВт – суммарные теплопотери проектируемого здания.

Для Q = 2,7 кВт подходит котел электрический Уралпром, ЭВПМ- 3 кВт (220В)

Характеристики котла	Внешний вид
Глубина – 180 мм Ширина – 315 мм Высота – 650 мм Тип электрического котла - ТЭН Отапливаемая площадь - 40-44 м² Вид установки котла - настенный Макс. температура теплоносителя - 35-85 °C Мин. температура теплоносителя - 35°C Макс. тепловая мощность - 3 кВт
Теплогенератор будет размещен в помещении №6 (размещение в соответствие с 6.3 СП 31-106-2002 «Проектирование и строительство инженерных систем одноквартирных жилых домов»)

2. РАСЧЕТ ВЕНТИЛЯЦИИ

Вентиляция - комплекс мероприятий и устройств, необходимых для организации воздухообмена (частичная или полная замена отработанного воздуха чистым атмосферным).

Величина, характеризующая сколько раз за один час объем помещения полностью наполняется свежим воздухом и очищается от использованного, называется кратностью.

Согласно п. 8.4 СП 55.13330.2011 ДОМА ЖИЛЫЕ ОДНОКВАРТИРНЫЕ Минимальная производительность системы вентиляции дома в режиме обслуживания должна определяться из расчета не менее однократного обмена объема воздуха в течение часа в помещениях с постоянным пребыванием людей. Из кухни в режиме обслуживания должно удаляться не менее 60 м3 воздуха в час, из ванны, уборной – 25 м3 воздуха в час.

Кратность воздухообмена в других помещениях, а также во всех вентилируемых помещениях в нерабочем режиме должна составлять не менее 0,2 объема помещения в час.

Кратность воздухообмена в помещениях зависит от объема этого помещения. То есть, если за час воздух в помещении полностью заменился в одинарном объеме, то кратность в данном случае равна единице, что для бытовых помещений почти в ста процентах случаев является нормой.

L = n * S *H, где

L – требуемая производительность приточной вентиляции, м³/ч;

n – нормируемая кратность воздухообмена, для жилых помещений n = 1и для кухни проектируемого здания для естественной вытяжки примем n = 1 (для сильных нерегулярных загрязнений будем использовать механическую кухонную вытяжку)

S – площадь помещения кухни, м² = 11.78

H – высота помещения, м = 2,8

L _{зона кухни}= 1*11,78*2,8 =33 м³/ч;

Рассчитываем давление и подбираем сечение в программе VentCalc:

Размеры сечений вентиляционных каналов для зоны кухни 100*140, высота канала вентиляции 4,4 м.

S – площадь помещения совмещенного санузла, м2 = 6,6

H – высота помещения, м = 2,8

L _{санузла}= 50 м3/ч;

Размеры сечений вентиляционных каналов для санузла 100*100, высота канала вентиляции 4,4 м.

3. ПОДБОР КОНДИЦИОНЕРА для помещения кухни

Расчет всех тепловых нагрузок выполняется в ходе составления проекта. При разработке системы кондиционирования на базе несложного климатического оборудования, каким являются бытовые кондиционеры, в основном используется экспресс-методика расчета. Выбирается помещение, ориентированное на ЮГ, ЮГО-ЗАПАД, как наиболее жаркое помещение. В данной работе выбрано помещение – Кухня (площадью 12 м²).

Первый метод расчета (примерный) на холодопроизводительность кондиционера:

1 кВт на 10 м² рассчитываемого помещения. Исходя из того, что площадь моего помещения равна 12 м², следует что холодопроизводительность кондиционера будет равно 1,2 кВт.

Второй метод расчета на холодопроизводительность кондиционера (по теплопритокам помещения):

Для подбора кондиционера надо рассчитать общие теплоизбытки помещения, в которые входит выделяемое тепло от солнечной радиации, освещения, людей, техники и других источников.

Расчет теплопритоков:

Q= Q₁+Q₂+Q₃, Вт

1) Q₁ =S*h*q, Вт Q₁=12*2,8*35=1176

S – площадь помещения, м

h – высота помещения, м

q – радиационный тепловой приток (q=35 Вт/м³)

2) Q₂= q*N, Вт Q₂=100*3=300
q – теплоприток от людей (q = 100 Вт)

N – количество людей

3) Q₃= 30% * W Q₃=30%*250
W – электрическая мощность холодильника, Вт

Q= 1176 + 300 + 75 =1478 Вт = 1,5 кВт.

Выбираем большее значение из двух вариантов расчета: 1,5 кВт

Для данного помещения выбран кондиционер - TOSHIBA RAS-05U2KV-EE/RAS-05U2AV-EE INVERTER мощностью 1,5 кВт, также и с функцией обогрева помещения

Габариты внутреннего блока 293х798х230 мм.

4.Расчет воздуховодов приточной механической вентиляции

Здание: Жилой дом

Материал воздуховодов: пластик

Тип сечения воздуховодов: круглое

Скорость движения воздуха: 3 м/с

Температура воздуха: 20 град

Коэффициент экв. шероховатости: 0,1

Т аблица результатов аэродинамического расчета воздуховодов

№ участка	Расход воздуха G(L), м³/час	Длина участка l, м	Коэф. местных сопротивлений КМС, Па	Размер сечения,  или а×b, мм	Местные сопротив-ления, Па	Линейные потери, Па	Сопротивление участка, Па
1	250	4,0	3,11(отвод круглый 90град+решетка)	160	22,29	4,4	26,7
2	350	3,5	1,5(тройник на ответвление + сужение)	180	13,17	3,99	17,2
3	450	0,9	1 (тройник)	180	14,51	1,62	16,1

Пример расчетной схемы вентиляции: Σ = 60 Па

Участок №3

Участок №2

Участок №1

Подбор вентилятора по аэродинамическим характеристикам

(каталоги в интернет) по характеристикам, полученным в таблице:

Расход воздуха G(L), м3/час – значение на последнем участке (самое большое)
Сумма сопротивлений по всем участкам, Па (Σ=_)

G(L) =450 м3/час Σ= 60 Па

1

вариант вентилятор ВЦ 4-70-2,5 центробежный

2 вариант ВКК-200 канальный )

Вывод: Для системы приточной вентиляции подобран вентилятор марки ВКК-200 канальный (вариант 2) (https://teplomash.ru/docroot/filesup/katalog/ventilyatory-teplomash.pdf)

5. Расчет мощности камина

Расчет мощности печи в зависимости от размеров помещения.

1)При выборе мощности печи, специалисты обычно используют следующую формулу:

(Высота помещения * длинна * ширина) / 14 = потребность в кВт.

2)В Европе, в частности в Великобритании считают так: объем отапливаемого помещения, т.е. произведение его ширины, длинны и высоты умножить на 0,07 , кВт

3)По теплопотерям помещения, кВт

Я буду подбирать камин для гостиной

1)В первом случае 5,5*2,9*2,8=44,66 м.куб., 44,66/14 = 3,19 кВт

2)Во втором случае 5,5*2,9*2,8=44,66 м.куб., 44,66*0,07 = 3,13 кВт

3)В третьем суммарные теплопотери составляют 0,714 кВт

2) Ссылаясь на расчеты мощности печи я выбрал камин-ABX Kopec

Характеристики ABX Kopec:

Страна	Чехия
Расположение	пристенное
Место использования оборудования	в помещении
Мощность, кВт	4.00
Площадь обогрева, м2	100
Вид топлива	дрова
Конструкция топки/камина/ниши	односторонняя
Материал топки	чугун
Форма стекла	прямое
Материал облицовки	изразцы, кафель
Диаметр дымохода, мм	130
Подключение дымохода	сзади
Функциональные возможности	двойной дожиг, система чистое стекло
Цвет	зеленый
Стиль	модерн
Форма	вертикальный, прямоугольный
Вес, кг	200
Ширина, мм	516
Высота, мм	1355
Глубина (длина), мм	527

) Труба: Сэндвич труба 1мм/оц 130/200 L1м
Общая высота трубы: 5200мм

Диаметр трубы: 130мм

1 - В проектируемом здании согласно теплотехническим расчетам сумма теплопотерь составила 2 616,2 Вт.

Возместить теплопотери предлагается путем установки биметаллический BiLiner Royal Thermo 500 с теплоотдачей одной секции 122 Вт, в качестве теплогенератора для системы отопления подобран котел электрический Уралпром, ЭВПМ- 3 кВт (220В).

На рисунке показаны места установки подобранного отопительного оборудования.

2 - Подобраны размеры сечений вентиляционных каналов естественной вытяжной вентиляции:

для зоны кухни 100*140, высота канала вентиляции 4,4 м.
для санузла (с/у + ванная) 100*200, высота канала вентиляции 4,4 м.e

3 - для помещения Спальни1 подобран кондиционер - TOSHIBA RAS-05U2KV-EE/RAS-05U2AV-EE INVERTER мощностью 1,5 кВт.

№	Название	Площадь, кв.м
1	Тамбур	2,7
2	Гардероб	2,7
3	Совмещенный санузел	6,6
4	Спальня	8,3
5	Спальня	8,3
6	Гостиная	15,9
7	Кухня	11,9

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003 (с Изменением N 1)

2. СП 131.13330.2012 Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99* (с Изменениями N 1, 2)

3. ГОСТ 30494-2011 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях (Переиздание с Поправкой)

4. ГОСТ Р 54851—2011 "Конструкции строительные ограждающие неоднородные. Расчет приведенного сопротивления теплопередаче"

5. Программа для теплотехнического расчета SmartCalc/ - https://www.smartcalc.ru.

6. Программа для расчетов вентиляции VentCalc