МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОЙ РАБОТЫ (ПРОЕКТА) ПО ДИСЦИПЛИ

СИСТЕМЫОТОПЛЕНИЯ И ВЕНТИЛЯЦИИ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ.

ПРИМЕРЫРАСЧЕТА И ГРАФИЧЕСКОГО ОФОРМЛЕНИЯ

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОЙ РАБОТЫ(ПРОЕКТА) ПО ДИСЦИПЛИ

НАМ «ТЕПЛОГАЗОСНАБЖЕНИЕ И ВЕНТИЛЯЦИЯ», СПЕЦИАЛЬНОСТИ 270102 – ПРОМЫШЛЕННОЕ И ГРАЖДАНСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО; «ИСТОЧНИКИ И СИСТЕМЫТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ», СПЕЦИАЛЬНОСТИ 140104.65 - ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА.

 

 

Нижний Тагил

 

УДК

 

 

Составители: В.К.Кривошеенко, А.В.Финк

Научный редактор: доцент, к.т.н. Ю.И.Алексеев

 

 

СИСТЕМЫОТОПЛЕНИЯ И ВЕНТИЛЯЦИИ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ.

ПРИМЕРЫРАСЧЕТА И ГРАФИЧЕСКОГО ОФОРМЛЕНИЯ.

Методические указания по выполнению курсовой работы (проекта) по дисциплинам:

«Теплогазоснабжение и вентиляция», специальности 270102 - Промышленное и гражданское строительство,

«Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий», специальности 140104.65 - Промышленная теплоэнергетика.

 

Методические указания предназначены для использования студентами очной и очно - заочной формы обучения при выполнении курсовой работы (проекта) «Системы отопления и вентиляции жилых зданий»

 

Данные указания содержат пример расчета системы отопления и вентиляции здания, структуры и правил оформления курсовой работы (проекта).

 

Подготовлено кафедрой «Промышленной энергетики и энергосбережения»

 

 

Нижнетагильский технологический институт (филиал) Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Уральского государственного технического университета – УПИ», 2005

 

 

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

 

Место строительства проектируемого здания - г. Братск.

Условия эксплуатации ограждающих конструкций - А

Расчетные температуры наружного воздуха tн:

абсолютная минимальная - ta.м. = - 57 °С

средняя наиболее холодных суток - tx.c. = - 46 °С

средняя наиболее холодной пятидневки - tх.п. = - 43 °С

средняя наиболее холодного периода - tн.a. = - 30 °С

средняя за отопительный период - tот. пер.= - 10,3 °С

Продолжительность отопительного периода - Z = 246 сут.

Стоимость тепловой энергии - СТ – 17,4 руб/ГДж.

Вариант здания - 10, место ввода теплосети по оси 4 в ряду А.

Разводка подающих магистралей системы отопления - нижняя, отопительные приборы - конвекторы «Комфорт - 20», расчетное располагаемое давление в системе отопления - ∆ Р_р = 8000 Па.

Известково-песчаная штукатурка

δ1 = 0,015 м, ρ1 = 1600 кг/м³

Железобетон δ2 = 0,05 м,

ρ2 =2500 кг/м³

Воздушная прослойка δз = 0,03 м

Минеральные плиты жесткие

δ4ут.=? ρ4 =300 кг/м³

Железобетон δ5 = 0,08 м,

ρ5 = 2500 кг/м³

Известково-песчаная штукатурка δ6 = 0,006 м, ρ6 = 1600 кг/м³.

Коэффициенты теплопроводности материалов стеновой панели:

λ1 = λ6 = 0,7 Вт/(м ·°С); λ2 = λ5 = 1,92 Вт/(м ·°С); λ4ут. = 0,087 Вт/(м·°С).

Коэффициент теплоусвоения S1 = S6 = 8,69 Вт/(м²·°С);

S2 = S5 = 17, 98 Вт/(м²·°С); S4ут. = 1,32 Вт/(м²·°С).

Стоимость жестких минераловатных плит Сут. = 940,10 руб/м³.

 

2. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

 

2.1 Определение коэффициента теплопередачи наружной стены

 

Произвольно принимаем, что конструкция стеновой панели обладает большой тепловой инерцией (D > 7),и определяем требуемое сопротивление теплопередаче:

 

,

 

где, n - коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности, ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху. Для наружных стен n = 1;

tв - температура внутреннего воздуха. Для угловых комнат при tх.п. - 31 °С;

tв = +22 °С

tн - температура наружного воздуха. При D > 7 tн = tх.п. = - 43 °С

tн -нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции. Для наружных стен жилых зданий tн = + 6 °С.

в - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции,

для стен в = 8,7 Вт/ (м ·°С)

В первом приближении в качестве расчетного значения сопротивления теплопередаче принимаем R^тро и определяем толщину утепляющего слоя:

 

где Rк - сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции без утепляющего слоя:

,

 

где Rвп - сопротивление теплопередаче воздушной прослойки. Для вертикальной замкнутой прослойки при положительной температуре внутри прослойки

Rвп = 0,14 (м² ·°С)/ Вт;

н - коэффициент теплоотдачи для зимних условий наружной поверхности ограждающей конструкции. Для наружных стен н =23 Вт/(м² ·°С).

·°С/Вт.

К расчету принимаем = 0,075 м.

Определяем фактическую тепловую инерцию стеновой панели:

 

.

Полученное значение D лежит в пределах 1,5 < 2,6 < 4, т.е. стеновая панель обладает малой тепловой инерцией. В соответствии с фактической величиной D произведем перерасчет R^тр_о, приняв при этом tн = tx.с. = - 46 °С.

 

.

Уточним значение толщины утепляющего слоя

.

Определяем экономически целесообразное сопротивление теплопередаче

утепляющего слоя:

 

,

.

С учетом R4ут. = 1,44 м2С / Вт экономически целесообразное сопротивление теплопередаче стеновой панели будет равно

так как , поэтому в качестве расчетного значения сопротивления теплопередаче принимаем Ro = = 1,838 м² ·°С/Вт. Исходя из принятого значения Ro окончательно определяем толщину утепляющего слоя:

Расчетный коэффициент теплопередаче стеновой панели равен:

2.2 Определение коэффициентов теплопередачи бесчердачного покрытия, перекрытия над неотапливаемым подвалом, остекления и входной двери

 

2.2.1 Требуемое сопротивление теплопередаче бесчердачного покрытия

 

Величину тепловой инерции покрытия принимаем D > 7:

тр 0,9 χ [22 – (- 43) ] тр

R о ═ ----------------------------------- ═ 1,68 (м2 χº C)/Вт, см. раздел 2.1 формула определения Rо

4 χ 8,7

Расчетный коэффициент теплопередачи равен .

 

2.2.2 Требуемое сопротивление теплопередаче перекрытия над

неотапливаемым подвалом со световыми проемами в стенах

 

Тепловая инерция принимается D > 7.

.

Расчетный коэффициент теплопередачи равен: .

2.2.3 Требуемое сопротивление теплопередаче окон и балконных дверей

Требуемое сопротивление теплопередаче окон и балконных дверей определяем по прил. 2. (табл. 4) в зависимости от разности температуры внутреннего воздуха и средней температуры наиболее холодной пятидневки.

При (tв - tx.п.) = [22-(-43)] = 65 °С > 49 °С принимаем тройное остекление в деревянных переплетах с Ro =0,52м² ·°С /Вт. Расчетный коэффициент теплопередачи окон равен

Ко = 1 / 0,52 = 1,92 Вт/(м² ·°С).

Величина скорректированного коэффициента теплопередачи окон и балконных дверей составляет:

Кокна = Ко - Кстеновой панели,

Кокна = 1,92 - 0,544 = 1,376 Вт/(м² ·°С).

 

2.2.4. Сопротивление теплопередаче входной двери

Сопротивление теплопередаче входной двери принимаем в размере – 60 % от Ro-стеновой панели. Расчетный коэффициент теплопередачи входной двери равен: Квх.дв. = = 1,28 Вт/м² ·°С.

 

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ МОЩНОСТИ СИСТЕМЫОТОПЛЕНИЯ

 

3.1.1. Пронумеруем все помещения (кроме ванных и туалетов) на первом и втором этажах и каждому из них в зависимости от назначения присвоим соответствующий индекс: ЖК - жилая комната, К - кухня, Кр - коридор, Пр -прихожая, Лк - лестничная клетка. Определим размеры и площади наружных ограждений и занесем их в табл. 3.1.

 

3.1.2. Вычисляем основные потери теплоты через ограждающие конструкции:

Qогр = К·F· (tв - tх.п.) ·n [Вт],

где К - расчетный коэффициент теплопередачи ограждения в Вт/(м² ·°С);

F- площадь наружного ограждения в м²,

tв - расчетная температура внутреннего воздуха для рассматриваемого помещения в °С;

tх.п.- средняя температура наиболее холодной пятидневки, °С;

n- коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху.

3.1.3. Находим теплопотери каждого помещения, Вт:

Qпом. = ,

 

где Квх.дв. - коэффициент учитывающий добавочные потери,

Qв – расход теплоты на нагревание наружного воздуха, поступающего в помещение в следствие естественной вытяжки, Вт,

Qбыт - тепловыделения человеком, Вт.

 

3.1.4. Расход теплоты Qв на нагревание наружного воздуха определяем по формуле только для жилых комнат, Вт:

Qв = (tв - tн.a.) · Fп,

 

где tн.a.- средняя температура наружного воздуха для наиболее холодного периода, °С;

Fп - площадь пола жилой комнаты, м².

 

3.1.5. Бытовые тепловыделения принимаем в размере 21 Вт на 1 м² каждого помещения, в котором предусматривается установка отопительного прибора.

 

3.1.6. Включаем теплопотери коридоров и прихожих Qкор в расход теплоты на отопление ближайших угловых помещений и определяем расчетную тепловую мощность системы отопления этих комнат:

Qp = Qnoм. + Qкоp., [Вт],

 

для остальных помещений принимаем Qp = Qпом.

 

3.1.7. Расчет теплопотерь выполняем в табличной форме (таблица 3.1) и заканчиваем его определением тепловой мощности системы отопления всего здания.

 

4. КОНСТРУИРОВАНИЕ СИСТЕМЫОТОПЛЕНИЯ

 

На плане этажа показываем размещение отопительных приборов и стояков (рис.4.1), а на плане подвала вычерчиваем разводку подающей и обратной магистралей (рис.4.2), Л.11.

 

 

 

 

 

5. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СИСТЕМЫОТОПЛЕНИЯ

 

Длины северной и южной ветвей системы, показанные на плане подвала, практически одинаковы. Суммарные теплопотери северного фасада составляют 17420 Вт, а южного 15770 Вт. Поэтому главное циркуляционное кольцо будет проходить по северному фасаду через наиболее удаленный от теплового ввода стояк 1. В приближенном масштабе (1:100) вычерчиваем аксонометрическую схему главного циркуляционного кольца и разбиваем его на расчетные участки (рис.5.1.).

 

 

За первый участок принимаем трубы конвектора второго этажа, присоединенного к стояку 1. Для каждого участка определяем тепловую нагрузку, длину и расход теплоносителя:

, кг/час.

где, Q - тепловая нагрузка на участке, Вт,

с - удельная теплоемкость воды в Кдж/(кг ·°С),

tг, to - температуры горячей и обратной воды, соответственно равные tг = + 95 °С; to = +70 °С - температурный график отпуска тепла в ЖКХ.

3,6 - коэффициент перевода Вт в КДж/кг.

Полученные данные заносим в табл. 5.1.

Из таблицы видно, что суммарная длина всех участков главного циркуляционного кольца

Таблица 3.1

Расчет теплопотерь здания

№ помещения

Наиме- нование помеще ния и tв, °С

Обозначение ограж- дающ. констр.

Размеры,   м

Ори ента ция.

Пло- щадь, м²

(tв to)·n, °C

К, Вт/ м²·°С

Qorp   Вт

Кд+1   Вт

Qorp· Кд, Вт

Qвозд   Вт

Qбыт   Вт

Qпом   Вт

Qpacч.   Вт

НС

6,5×3,3

З

21,5

0,544

1,0

ТО

1,4×1,7

З

2,4

1,376

1,0

ЖК,

НС ТО

3,4×3,3 1,8×1,7

С С

11,2 3,1

0,544 1,376

1,1 1,1

2900+ +120

Пл

6,0×2,7

-

16,2

65×0,75

0,36

1,0

К 15

НС

3,1×3,3

С

10,2

0,544

1,1

ТО

1,4×1,7

С

2,4

1,376

1,1

Пл

2,6×1,6

4,5

58×0,75

0,36

1,0

Кр+П,

—

―

7,7

58×0,75

0,36

1,0

―

―

Лк,15

НС ТО

3,0×6,3 1,4×1,4

С С

18,9 2,0

0,544 1,376

1,1

ДД

1,2×2,2

С

2,6

1,28

2,6

Пл

3,0×5,2

—

15,6

59×0,75

0,36

1,0

Пт

3,0×5,2

―

15,6

59×0,9

0,6

1,0

Кр,15

А Н

О Л

О Г

И Ч

Н О

Кр.,Лк

А Н

О Л

О Г

И Ч

Н О

―

ЖК,

НС

3,4×3,3

С

11, 2

0,544

1,1

ТО

1,8×1,7

С

3,1

1,376

1,1

2960+

НС

6,5×3,3

В

21,5

0,544

1,1

+120

ТО

1,4×1,7

В

2,4

1,376

1,1

Пл

6,0×2,7

—

16,2

65×0,75

0,36

1,0

 

Продолжение табл. 3.1

	ЖК,	НС	5,1×3,3	В	16,8		0,544		1,1
		НС	3,4×3,3	Ю	11 2 11,2		0,544		1,0
		ТО Пл	1,4×1,7 4,4×2,0	Ю	2,4 11,9	65×0,75	1,376 0,36		1,0 1,0
	ЖК,	НС	3,0×3,3	Ю	9 9		0,544		1,0
		ТО	1,4×1,7	Ю	9,9 2,4		1,376		1,0
		Пл	5,2×3,0	―	15,6	63×0,75	0,36		1,0
	Пр..	Пл	1,8×2,8		5,0	59×0,75	0,36		1,0		―	―
	ЖК,	НС	3,0×3,3	Ю	9,9		0,544		1,0					1050+
		ТО	1,4×1,7	Ю	2,4		1,376		1,0					+80
		Пл	2,8×3,1	—	8,7	63×0,75	0,36		1,0
	К, 15	НС	3,1×3,3	Ю	10,2		0,544		1,0
		ТО	1,4×1,7	Ю	2,4		1,376		1,0
		Пл	2,8×1,6	—	4,5	58×0,75	0,36		1,0		—			580+
														+120
	Кр.,16	Пл.	―	―	7,4	59×0,75	0,36		1,0		—	—
	ЖК,	НС	3,4×3,3	Ю	11,2		0,74		1,0					—
		ТО	1,4×1,7	Ю	2,4		1,18		1,0
		НС	5,1×3,3		16,8		0,74		1,0
		Пл.	4,4×2,7	―	11,9	65×0,75	0,36		1,0
	ЖК,	НС ТО	6,5×3,0 1,4*1,7		19,5 2,4		0,544 1,18		1,0 1,0
		НС	3,4×3,0	С	10,2		0,544		1,1					3050+
		ТО	1,8×1,7	С	3,1		1,376		1,1					+240
		Пт.	6,0×2,7	—	16,2	65×0,9	0,6		1,0
	К, 15	НС	3,1×3,0	С	9,3		0,544		1,0
		ТО	1,4×1,7	С	2,4		1,376				—
		Пт.	2,8×1,6	—	4,5	58×0,9	0,60
	Кр.+П	Пт.	―		7,7	59×0,9	0,6		1,0		―	―		―
	К, 15	А Н	А Л	О Г	И Ч	Н О
	Кр.+П,	А Н	А Л	О Г	И Ч	Н 0								―
	ЖК,	НС	3,4×3,0	С	10,2		0,544		1,1
		ТО	1,8×1,7	С	3,1		1,376		1,1
		НС	6,5×3,0	В	19,5		0,544		1,1					3100+
		ТО	1,4×1,7	В	2,4		1,376		1,1
		Пт.	6,0×2,7	―	16,2	65×0,9	0,6		1,0
	ЖК,22	НС	5,1×3,0	В	15,3		0,544		1,1
		НС	3,4×3,0	Ю	10,2		0,544		1,0
		ТО	1,4×1,7	Ю	2,4		1,376		1,0
		Пт.	4,4×2,7	—	11,9	65×0,9	0,6		1,0

 

 

Продолжение табл. 3.1

	ЖК,20	НС	3,0×3,0	Ю	9,0		0,544		1,0
		ТО	1,4×1,7	Ю	2,4		1,376		1,0
		Пт.	5,2×3,0	—	15,6	63×0,9	0,6		1,0
	Пр. 16	Пт.	1,8×2,8	―	5,0	59×0,9	0,6		1,0		―	―		—
	ЖК,20	НС	3,0×3,0	Ю	9,0		0,544		1,0					1150+
		ТО	1,4×1,7	Ю	2,4		1,376		1,0					+260
		Пт.	2,8×3,1	―	8,7	63×0,9	0,6		1,0
	К,15	НС	3,1×3,0	Ю	9,3		0,544		1,0					610+
ТО	1,4×1,7	Ю	2,4		1,376		1,0					+230
		Пт	2,8×1,6	―	4,5	58×0,9	0,6		1,0		―

Поделиться: