Относительное давление ветра определяется

 

Р_u = 0,06 V_u² ρ_н / h_п Δρ, где [4.8]

 

V_u - расчётная скорость ветра, м/с, (принимаем по СНиП 2.04.05.86);

ρ_н – плотность наружного воздуха при расчётной температуре;

Δρ – разность плотностей наружного и внутреннего воздуха;

 

 

Таблица 2. Сводная таблица расходов тепла на нагревание инфильтрирующегося воздуха и на нагревание наружного воздуха в объёме, обеспечивающим минимальный нормативный воздухообмен в жилых комнатах

 

№ помещения	Qин Вт	Qв Вт	Qив Вт

 

Таблица 3. Расчёт теплопотерь здания

№ Помещения

Наименова ние поме щения, tв, °C

Характеристика ограждающих конструкций

Qº , Вт

Добавочные теплопотери

Q, Вт

На ориетацию

Прочие, %

η

Обозначен.

Ориентация

Размер, м2

F, м2

К, Вт/м²°C

∆t, °C

n

 

Таблица 4.Сводная таблица расходов тепла.

 

№ помещения	Qбыт, Вт	∑ QВ –Qбыь	I этаж	II этаж	III этаж	ИТОГО
QПЛ, Вт	QИВ, Вт	∑Q, Вт	QИВ, Вт	∑Q, Вт	QПТ, Вт	QИВ, Вт	∑Q, Вт	Q, Вт

 

4.7. КОНСТРУИРОВАНИЕ СИСТЕМЫОТОПЛЕНИЯ

 

 

При верхней разводке подающая (горячая) линия прокладывается обычно на чердаке. В этом случае возможны два варианта расположения горячей линии:

Если ширина здания больше 10м, то в первом случае обе разводящие магистрали имеют значительную длину при незначительной длине ответвлений к стоякам. При этой схеме площадь чердачного помещения не загромождается трубами.

Если ширина здания меньше 10м, то втором случае подающая линия короче, но ответвления к стоякам имеют большую длину и перерезают всё чердачное помещение, что нежелательно в пожарном отношении.

Поэтому первый вариант имеет более широкое применение. В этом случае подающую магистраль укладывают на расстоянии около 1-1,5м от наружных стен. Это необходимо для более свободного доступа при монтаже и ремонте систем. Кроме того, такое расположение магистрали обеспечивает возможность соответствующей компенсации удлинения стояков при повышение температуры воды в системе.

Обратную магистраль желательно укладывать под потолком подвального этажа, если последний не отапливается.

Стояки надо прежде всего надо располагать в углах наружных стен помещения. Это необходимо для обогрева углов, где имеется наибольшая опасность появления сырости.

Остальные стояки размещаются с таким расчётом, чтобы нагревательные приборы по возможности располагались по обе стороны стояков и чтобы нагревательные приборы смежных помещений, имели самостоятельные подводки от стояков.

Лестничные клетки, как правило, должны иметь отдельные стояки (однотрубные, проточные).

По Приложению 5 выберем марку нагревательного прибора, воздухоотводчик, запорную и регулирующую арматуру.

 

4.8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОВЕРХНОСТИ НАГРЕВА ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

 

Площадь поверхности нагрева отопительного прибора определяется по формуле:

 

F = (Q_пр / (t_ср.пр. – t_в))К β₁ β_{2 ,} где [4.8]

 

Q_пр - тепловая нагрузка прибора, Вт;

t_ср.пр - средняя температура теплоносителя в приборе, °C, определяется по [4.9];

β₁ – поправочный коэффициент учитывающий способ установки прибора, выбираем по Приложению 6;

β₂ – поправочный коэффициент учитывающий остывание воды в трубах, выбираем. При открытой трубопроводов водяного отопления β₂ =1;

Средняя температура теплоносителя в приборе, определяется:

 

t_ср.пр = (t_г – t_об) / 2, где [4.9]

 

t_г – расчётная температура горячей воды в приборе;

t_об - расчётная температура обратной воды в приборе;

 

Ориентировочное число секций определяется:

 

n = F /f, где [4.10]

 

f - площадь поверхности нагрева одной секции, м², выбираем по Приложению 5;

 

Установочное число секций определяем:

 

n_уст = n β₃ , где [4.11]

 

β₃ – коэффициент учитывающий изменение коэффициента, теплопередачи прибора в зависимости от числа секций в нём, выбираем по Приложению 6;

 

В лестничной клетки нагревательные приборы располагаются согласно

Таблице 5.

 

Таблица 5. Размещение нагревательных приборов в лестничных клетках

 

Число этажей	В % от общей поверхности нагрева отопительных приборов
Рассчитываемый этаж
			-	-
				-
				-

 

Полученные результаты сведём в таблицу.

 

Таблица 6. Определение поверхности нагрева отопительных приборов и количества секций.

 

№ помеще ния	I этаж	II этаж	III этаж
∑Q, Вт	F, м2	n уст, шт	∑Q, Вт	F, м2	n уст, шт	∑Q, Вт	F, м2	n уст, шт

 

 

4.9. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ СИСТЕМЫОТОПЛЕНИЯ

1.Вычерчиваем принципиальную аксонометрическую схему системы отопления, планы подвала, типового этажа и чердака. На аксонометрической схеме указываем тепловые нагрузки на приборах, на стояках и на ответвлениях к стоякам. На планах пронумеровываем стояки.

2. Определяем расчётные циркуляционные кольца (наиболее удалённое, нагруженное, наиболее близкое). За главное циркуляционное кольцо системы обычно принимается наиболее удалённое.

3. Разбиваем главное циркуляционное кольцо на участки.

4. Определяем расход воды G на каждом участке, из расчёта тепловой нагрузки на данном участке.

 

G_уч = (3,6 Q_уч / c (t_г – t_об )) _, где [4.12]

 

Q_уч - тепловая нагрузка на участке, Вт;

c – удельная массовая теплоёмкость воды, кДж/кг°С,

принимаем с= 4,187 кДж/кг°С;

5.Определяем расчётное циркуляционное давление

 

ΔР_р.ц = 80∑ l + БΔР_е, где [4.13]

 

∑ l – длина участков рассматриваемого кольца, м;

Б – коэффициент зависящей от конструкции системы отопления, принимаем Б=0,4…0,5;

ΔР_е - естественное давление от охлаждения воды в нагревательных приборах и трубопроводах,Па, определяется по формуле [4.14];

 

ΔР_е = 6,2 h (t_г – t_об ), где [4.14]

 

h – расстояние от центра расчётного прибора до центра элеватора теплового пункта, м;

 

6. Определяем ориентировочные удельные потери давления на трения

 

R_ср ‗ 0,9*0,65ΔР_р.ц, где [4.15]

∑l

7.Определяем наименование местных сопротивлений и ∑ζ на каждом расчётном участке.

8. По найденному R_ср и расходам теплоносителя на участке подбираем возможные диаметры труб. Для этих диаметров по Приложению 7 определяем фактические удельные потери давления на трения и скорость воды в трубах(скорость воды в трубах не должна превышать 1,2м/с).

9. По найденной скорости воды в трубах и ∑ζ по Приложению 8 определяем потери давления в местных сопротивлениях z на каждом расчётном участке.

10. Диаметры трубопроводов считаются подобранными правильно, если имеется некоторый (не более 10%) запас давления в кольце на неучтённые местные сопротивления и возможные неточности в монтаже в системе отопления, т.е.

 

((P_р.ц - ∑(Rl + z))/ P_р.ц) *100 ≤10% [4.16]

Если это условие не выполняется, следует изменить диаметры труб некоторых участков циркуляционного кольца и повторить расчёт.

11. Аналогичным образом проводят расчёты остальных колец системы отопления. Потери давления в разных циркуляционных кольцах не должны различаться более чем на 15%.

12. Результаты расчётов сводим в таблицу 6.

 

Таблица 7. Расчёт главного циркуляционного кольца.

№ участка	Q, Вт	G, кг/ч	l, м	d, мм	V, м/с	R, Па/м	Rl, Па	∑ζ	z, Па	Rl + z, Па	Наименование местных сопротивлений

 

 

4.10. ПОДБОР И РАСЧЁТ ОБОРУДОВАНИЯ УЗЛА ВВОДА

Расчёт элеваторного узла сводится к определению основных параметров элеватора: коэффициента смешения, диаметра горловины, диаметр сопла по которым подбираются основные размеры элеватора. Расчёт сведём в Таблицу 7.

 

Таблица 8.Расчёт элеваторного узла

№ п/п	Наименование	Расчётная формула	Единица измерения	Расчётные данные
1.	Расчётный перепад теплоносителя в сети	t1 - tо	°C
2.	Расчётный перепад теплоносителя в системе отопления	tг - tо	°C
3.	Расчётный расход в системе отопления	Gс=3,6Qс / c(t1 – tо)1000	т/ч
4.	Гидравлические потери в системе отопления	∑Pн	кПа
5.	Коэффициент подмешивания	U= (t1 - t г)/ (tг - tо)
6.	Расчётный диаметр горловины	dг =8,5 (Gс /ΔPн0,5)0,5	мм
7.	Принимаем dг и номер элеватора по Приложению 9	dгтаб	мм
8.	Расчётный диаметр сопла	dс = dг / (1+ U)	мм
9.	Давление необходимое для работы элеватора	Рэл=14*103 (1+ U)2	Па
10.	Определим давление перед элеваторным узлом с учётом гидравлических потерь в регуляторе давления	Рэл. уз. = Рэл + 2…3	кПа

 

t₁- температура подающей сетевой воды

t_о- температура обратной сетевой воды

Q_с – мощность системы отопления, Вт

c – теплоёмкость воды, кДж/кг°С, принимаем с= 4,187 кДж/кг°С;

U – коэффициент смешения;

 

4.11. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведённых работ по расчёту и проектированию отопления жилого здания:

1. Обоснованы конструктивные и эксплутационные параметры системы центрального водяного отопления.

2. Разработаны план и аксонометрическая системы отопления, определены диаметры трубопроводов и поверхности нагревательных приборов.

3. Разработана спецификация оборудования.

4. Получены следующие расчётные характеристики системы центрального отопления здания:

· Тепловая нагрузка системы отопления;

· Параметры теплоносителя;

· Расчётный расход воды в системе отопления;

· Расчётные потери давления в системе отопления.

 

 

Приложения 1.Параметры внутреннего воздуха.

Наименование помещения	t, °C	V, м/с	Ψ, %
Жилые комнаты		0,2
Кухни		0,2

 

 

Приложение 2. Положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху.

№	Ограждающие конструкции	Коэффициент n
1.	Наружные стены и покрытия, перекрытия чердачные (с кровлей из штучных материалов) и над проездами;
2.	Перекрытия над холодными подвалами, сообщающимися с наружным воздухом; перекрытия чердачные (с кровлей из рулонных материалов);	0,9
3.	Перекрытия над неотапливаемыми подвалами со световыми проёмами в стенах;	0,75
4.	Перекрытия над неотапливаемыми подвалами без световых проёмов в стенах, расположенные выше уровня земли;	0,6
5.	Перекрытия над неотапливаемыми техническими подпольями, расположенные ниже уровня земли;	0,4

 

 

Приложение 3. Добавочные теплопотери через наружные стены, окна, двери.

№	Наименование теплопотерь	В % от основных теплопотерь
1.	Для указанных ограждений обращённых: · На север, восток, северо-восток, северо-запад · На юго-восток, запад
2.	Для указанных ограждений в угловых помещениях
3.	Добавки на потери теплоты через наружные двери, при открывании их на короткое время для n-этажных зданий: · при двойных дверях с тамбуром между ними · при одинарных дверях	80* n 65* n

n – число этажей.

 

 

Приложение 4. Нормативная воздухопроницаемость ограждающих конструкций зданий.

Ограждающие конструкции	Нормативная воздухопроницаемость Gн, кг/(м2*ч)
Наружные стены, перекрытия и покрытия жилых, общественных зданий.	0,5
Входные двери квартир	1,5
Окна и балконные двери жилых и общественных зданий

 

Приложение 5.Основные сведения о чугунных радиаторах.

Марка Показатели	МС-140	МС-90	М-140А-300	Ст-90-300
Монтажная высота, мм
Высота, мм
Глубина, мм
Площадь поверхности нагрева секции, м2	0,242	0,187	0,148	0,13
Масса секции с ниппелями и пробками, кг, не более	7,73	6,38	5,14	5,19
Номинальный тепловой поток одной секции при нормированных условиях, кВт	0,185	0,15	0,111	0,096

 

Приложение 6.

 

Поправочные коэффициент β₁ учитывающий способ установки нагревательных приборов.

Способ установки нагревательного прибора	β1
При свободной установке у стены, или в нише глубиной до 130 мм
Прибор установлен у стены без ниши и перекрыт доской в виде полки	1,05…1,02
Прибор установлен в стенной нише глубиной более 130 мм	1,06…1,11
Прибор установлен у стены без ниши и закрыт деревянном шкафом со щелями в верхней доске и в передней стенке у пола	1,12…1,25

 

 

Поправочный коэффициент β₃ учитывающий количество секций в приборе.

Количество секций n в приборе	β3
2…3	0,96
	0,97
	0,98
	0,99
7…9
10…14	1,01
15…16	1,02
19…25	1,03

 

 

Приложение 7. Таблица для гидравлического расчёта трубопроводов систем водяного отопления при t_г = 95°C; t_о =70°C; k=0,2мм.

 

Удельные потери дав- ления на трение R, Па/м	Количество проходящей воды G, кг/ч (верхнея строка), и скорость движения воды v, м/с (нижняя строка), по трубам стальным водогазопроводным обыкновенным (ГОСТ 3262-75) условным проходом d, мм
	16,5 0,023	0,028	0,034	0,041	0,045	0,052	0,06
1,2	17,5 0,025	0,031	0,037	0,045	0,048	0,059	0,067
1,4	0,027	0,034	0,041	0,049	0,052	0,064	0,073
1,6	0,03	0,037	0,045	0,053	0,057	0,069	0,075
1,8	0,031	0,039	0,051	0,054	0,06	0,073	0,082
	0,033	0,042	0,054	0,057	0,064	0,078	0,087
2,4	0,037	0,046	0,057	0,062	0,071	0,087	0,096
2,8	0,041	0,05	0,064	0,068	0,077	0,096	0,106
3,2	0,044	0,058	0,068	0,073	0,083	0,102	0,114
3,6	0,047	0,062	0,071	0,078	0,089	0,108	0,121
	0,05	0,065	0,073	0,082	0,094	0,115	0,128
Удельные потери дав- ления на трение R, Па/м	Количество проходящей воды G, кг/ч (верхнея строка), и скорость движения воды v, м/с (нижняя строка), по трубам стальным водогазопроводным обыкновенным (ГОСТ 3262-75) условным проходом d, мм
	0,057	0,073	0,074	0,093	0,107	0,13	0,145
	0,063	0,08	0,082	0,103	0,118	0,144	0,16
	0,069	0,086	0,089	0,112	0,126	0,152	0,174
	0,082	0,088	0,097	0,12	0,135	0,161	0,187
	0,084	0,092	0,103	0,128	0,144	0,171	0,199
	0,087	0,097	0,109	0,136	0,151	0,182	0,21
	0,093	0,108	0,12	0,149	0,17	0,201	0,23
	0,098	0,117	0,131	0,16	0,184	0,218	0,248
	0,103	0,126	0,141	0,172	0,197	0,236	0,266
	0,108	0,135	0,15	0,184	0,21	0,251	0,284
	0,114	0,142	0,161	0,195	0,222	0,265	0,302
	0,124	0,157	0,175	0,215	0,245	0,291	0,331
	0,135	0,171	0,19	0,233	0,265	0,312	0,35
	0,145	0,183	0,202	0,25	0,284	0,334	0,383
	0,156	0,195	0,214	0,267	0,304	0,356	0,409
	0,164	0,206	0,226	0,284	0,321	0,376	0,433
	0,186	0,23	0,257	0,318	0,36	0,422	0,485
	0,205	0,25	0,288	0,352	0,393	0,468	0,533
	0,223	0,271	0,308	0,379	0,426	0,504	0,576
	0,239	0,291	0,328	0,406	0,458	0,54	0,618
	0,255	0,312	0,348	0,43	0,486	0,574	0,655
Удельные потери дав- ления на трение R, Па/м	Количество проходящей воды G, кг/ч (верхнея строка), и скорость движения воды v, м/с (нижняя строка), по трубам стальным водогазопроводным обыкновенным (ГОСТ 3262-75) условным проходом d, мм
	0,269	0,332	0,369	0,452	0,512	0,605	0,694
	0,295	0,362	0,405	0,494	0,563	0,664	0,757
	0,318	0,392	0,438	0,537	0,609	0,719	0,81
	0,338	0,422	0,471	0,578	0,651	0,77	0,862
	0,358	0,451	0,499	0,609	0,693	0,818	0,914

 

 

Приложение 8. Коэффициенты местных сопротивлений ζ для различных элементов систем отопления.

Элементы системы отопления	ζ при условном проходе труб d, мм
					≥ 50
Радиаторы
Внезапное: · расширение · сужение	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5
Отступы	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5
Компенсаторы: · П – образные · сальниковые	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5
Отводы: · 90° и утки · двойные узкие	1,5	1,5			0,5	0,5
Тройники: · на проходе · на ответвлении · противотоке	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5
Крестовины: · на проходе · ответвлении
Вентили: · обыкновенные · прямоточные				2,5	2,5
Задвижки	-	-	0,5	0,5	0,5	0,5
Краны: · проходные · двойной регулировки				-	- -	- -
Трёхходовой кран: · при повороте потока · на прямом проходе		1,5	4,5	- -	- -	- -