Количество секций отопительных приборов

Кафедра водоснабжения и водоотведения

 

 

Курсовая работа по теме:

 

 

Проектирование системы отопления и вентиляции жилого 3х этажного дома в городе Салехард

 

 

Выполнил:

студентка группы ВиВ10-1

Мишурова И.И.

Проверила:

Пульдас Л.А.

 

Г.Тюмень, 2013

Содержание

 

Введение…..………………………………………………………......................................3

1. Теплотехнические ограждающие конструкции….............................................................4

1.1 Наружная стена……………………………………………………………………...4

1.2 Подвальное перекрытие………………………………………………………….....5

1.3 Чердачное перекрытие………………………………………………………………5

1.4 Входная дверь………………………………………………………………………..6

1.5 Окна…………………………………………………………………………………..6

1. Расчет теплопередачи через ограждающие конструкции.…………………………….....8
2. Количество секций отопительных приборов……………………………….……………13
3. Гидравлический расчет системы отопления……………………….………………….....17
4. Аэродинамический расчет системы вентиляции………………………………………..20

Список литературы…………………………………………………………..………..27

Введение

В курсовой работе по отоплению и вентиляции необходимо разработать проект системы отопления с верхней разводкой для 3 этажного жилого здания. Предполагаемый район строительства г.Салехард, имеющий следующие климатические данные:

Температура воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 = -42^оС.

Продолжительность и средняя температура воздуха периода со среднесуточной температурой воздуха ≤8⁰С:

Продолжительность в сутках =292.

Средняя температура в ⁰С = -11,4.

Ориентация фасада – Восток.

 

 

1. Теплотехнические ограждающие конструкции:

1. Наружная стенка

1 слой – цементно-песчаная или известково-песчаная структура. d = 2 см = 0,02 м; l = 0,93

2 слой – кирпичная кладка из керамического пустотного кирпича. d=380мм=0,38м; l =0,52

3 слой – утеплитель (пена полиуретан). r = 40 кг/м³; d -? l = 0,04

4 слой – облицовка (керамический пустотный кирпич). r = 1000 кг/м³; d = 0,012 м; l = 0,52

Dd = (t_int – t_n)z_n = (20-(-11,4)*292 = 9168,8

Dd – градусы сутки отопительный период (ГСОП)

t_int – температура воздуха внутри помещения

t_n – средняя температура воздуха ниже либо равна -11,4⁰С

z_n – продолжительность отопительного периода

Таблица №1

Определяем приведенное сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций при помощи таблицы методом интерполяции:

#G0 Здания и помещения	Градусо-сутки отопительного периода, °С·сут	Приведенное сопротивление теплопередаче
ограждающих конструкций, не менее
Жилые, лечебно- профилактические и детские учреждения, школы, интернаты		2,1 2,8 3,5 4,2 4,9 5,6

 

R_0(н.с.) = 4,2 + ((4,9-4,2)*(10000-9169)/(10000-8000)) = 4,49085

Определяем требуемое термическое сопротивление по формуле:

R_reg = ((t_int – t_ext)n)/_(Dtⁿa_int)) = (20-(-42))/(4*8,7) = 1,7816

t_ext – температура наружного воздуха (принимаем равную наиболее холодной пятидневке)

Для Салехарда t_ext = -42⁰С

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

Наружная стана, окно, входная дверь – n = 1

Чердачное перекрытие – n = 0.9

Подвальное перекрытие – n = 0.6

 

 

_Dtⁿ – нормируемый тепловой перепад между температурной внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции

Наружная дверь, входная дверь – _Dtⁿ = 4⁰С

Чердачное перекрытие – _Dtⁿ = 3⁰С

Подвальное перекрытие – _Dtⁿ = 2⁰С

a_int – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции

Для всех ограждающих конструкций a_int = 8,7 Вт/м²*С

Используя большую величину находим толщину неизвестного слоя (R_0(н.с.) > R_reg.).

R_0(н.с.) = 1/a_int + S(d_i/l_i) + 1/a_ext

4,49085 = 0,115 + 0,02/0,93 +0,38/0,52 + d₃/0,04 + 0,12/0,52 + 0,043

4,49085 = 0,115 + 0,0215 + 0,731 + d₃/0,04 + 0,231 + 0,043

d₃/0,04 = 3,34935; d₃ = 0,1248 м = 0,12 м = 15 см

R_дв = 1/a_int + S(d_i/l_i) + 1/a_ext

R_дв = 3,75+0,115 + 0,0215 + 0,73 + 0,023 + 0,043 = 4,8895

R_дв > R_0(н.с.). k = 1/ R_дв = 0,205

 

2. Подвальное перекрытие

1 слой – железобетонная плита. d = 220 мм = 0,22 м; l = 2,04

2 слой – гидроизоляция рубироид. d = 10 мм = 0,01 м; l = 0,17

3 слой – утеплитель из материала верминкулит вспученный. d -?; l = 0,11

4 слой – стяжка цементно-песчаная. d = 20 мм = 0,02 м; l = 0,93

t_ext = 5⁰C

R_reg = ((t_int – t_ext)n)/_(Dtⁿa_int)) = ((20-5)*0,6)/(2*8,7)) = 0,517

R_reg = 1/a_int + S(d_i/l_i) + 1/a_ext

0,448 = 0,115 + 0,108 + 0,166 + d₃/0,11 +0,0215;

d₃ = 0,0117 м. принимаем d₃ = 0,05 м.

R_дв = 0,115 + 0,11 + 0,06 + 0,393 + 0,021 + 0,166 = 0,865

R_дв > R_reg. k = 1/ R_дв = 1,156

3. Чердачное перекрытие

1 слой – железобетонная плита. d = 220 мм = 0,22 м; l = 2,04

2 слой – гидроизоляция рубироид. d = 10 мм = 0,01 м; l = 0,17

3 слой – утеплитель из материала верминкулит вспученный. d -?; l = 0,11

4 слой – стяжка цементно-песчаная. d = 20 мм = 0,02 м; l = 0,93

t_ext = 7⁰C

R_reg = ((tint – text)n)/(Dtⁿa_int)) = ((20-7)*0,9)/(3*8,7) = 0,448

R_reg = 1/a_int + S(di/li) + 1/a_ext

0,115 + 0,11 + 0,06 + d₃/0,11 + 0,021 +0,08 = 448

d₃/0,11 = 0,379 – 0,115 -0,11 – 0,06 – 0,021 – 0,08

d₃ = 0,0132 м, принимаем d₃ = 0,05м

R_дв = 0,115 + 0,11 +0,06 + 0,396 +0,021 +0,08 = 0,782

R_дв > R_reg. k = 1/ R_дв = 1,279

4. Входная дверь

Материал: сосна и ель поперёк волокон

R_reg = ((tint – text)n)/(Dtⁿa_int)) = ((18+42)*1)/(4*8,7) = 1,7241

0,6 R_reg = 1/a_int + S(di/li) + 1/a_ext

0,6*1,7241= 0,115 + d/0,18 + 0,043

d/0,18 = 0,8794

d = 0,1582 = 2*0,08 м; k = 2,32.

5. Окна

k = 1/R_ф

Двухкамерный стеклопакет из обычного стекла с межстекольным расстоянием 12мм.

Таблица №2

R_ф = 0,5377 => k = 1/0,5377 = 1,86

Итоговая таблица теплотехнического расчета.

Ограждающая конструкция	dобщ, м	k, Вт/м2С
Наружная стена	0,67	0,205
Чердак	0,3	1,279
Подвал	0,3	1,156
Дверь	0,16	2,32
Окно	2х камерный стеклопакет	1,86

 

1. Расчет теплопередачи через ограждающие конструкции

Размер а наружной стены угловой комнаты берется от наружной поверхности наружной стенки до оси межкомнатной стенки.

Размер а наружной стенки рядовой комнаты берется от оси до оси.

Размер b наружной стенки для 1го этажа берется от потолка подвала до пола 2го этажа.

Размер b наружной стенки для 2го этажа берется от пола 2го этажа до пола 3го этажа.

Размер b наружной стены для 3го этажа берется от пола 3го этажа до пола чердака.

Высота этажа – 2,7 м; Межэтажные перекрытия – 0,3 м;

Размеры окна; 2,50 м * 1,70 м

Входная дверь: 1,2 м * 2 м

a и b для пола и потолка в угловой комнате берутся от внутренней поверхности наружной стенки до оси межкомнатной стенки.

a и b пола и потолка в рядовой комнате берутся от внутренней поверхности наружной стенки до оси и от оси до оси.

Размеры пола и потолка берутся вместе с близлежащими коридорами и санузлами.

Теплопотери помещения, учитываемые при проектировании систем отопления, состоят из основных и добавочных.

Основные теплопотери Q (Вт) определяются из выражения: Q = FkDtn,

где k – коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м2×°С); F – расчетная площадь, м2; Dtn = (tint – text) * n; n – поправочный коэффициент

Добавочные теплопотери, учитывающие ориентацию ограждений, принимаются в долях от основных теплопотерь в размере 10% для ограждений, ориентированных на С, В, СВ, СЗ; 5% - на ЮВ, З; принимаются равными нулю для ограждений, ориентированных на Ю и ЮЗ.

Q_д = Q * (h₁ + h₂)

Q_общ = Q + Q_д

Q_тп = å Q_общ

Q_u = 0.3 * Q_тп

Q_б = 10 * F_пл (без коридоров и без с/у)

Q_пт = Q_тп + Q_u + Q_б (на ЛК без Q_б)

Результаты оформлены в виде таблицы №3

Количество секций отопительных приборов

Тепловой узел располагается в подвале между двух несущих стен примерно посередине здания. В угловой комнате стояки расположены непосредственно в углу. От стояка идет разводка и отопительный прибор. В рядовой комнате слева или справа от окна около стенки. На лестничной клетке за тамбуром; тамбур 1,5 м от наружной стенки. Отопительный прибор расположен под лестницей.

Сводная таблица расчета расхода воды в стояках

Q_cт = SQ_пт; G_ст = (Q_cтb₁b_2*3,6)/(с(t_гор – t_обр))

b₁ – коэффициент учета дополнительного теплового потока (b₁ = 1,02)

b₂ – коэффициент учета дополнительных потерь теплоты отопительных приборов у наружных ограждений (b₂ = 1,02)

с – удельная теплоемкость воды (с = 4,187 кДж/кг*С)

t_гор – температура теплоносителя подающей магистрали (t_гор = 105С)

t_обр – температура теплоносителя обратной магистрали (t_обр = 70С)

Таблица №4

 

Nстояка	Qст, Вт	Gст, Вт
СТ I	5567,28	142,29
СТ II	3070,89	78,49
СТ III	2873,02	73,43
СТ IV	4968,59	126,99
СТ V	2989,74	76,41
СТ VI	4459,43	113,98
СТ VII	4641,07	118,62
СТ VIII	4260,04	108,88
СТ IX	3453,05	88,25
СТ X	2952,86	75,47
СТ XI	2808,95	71,79
СТ XII	3453,05	88,25
СТ XIII	5846,46	149,43

 

Расчет секций отопительных приборов системы водяного отопления

Таблица 5.

№ СТ	Этаж
СТ I		105,00	46,96	82,91	60,91	480,06	289,80	2058,49	4,29	0,96	15,28
		90,42	46,96	79,12	57,12	442,99	289,80	925,84	2,09	1,00	7,15
		82,96	46,96	63,32	41,32	295,60	289,80	1800,48	6,09	0,95	21,96
СТ II		105,00	25,90	82,03	62,03	485,29	281,70	1076,84	2,22	0,99	7,63
		89,84	25,90	79,38	59,38	459,56	281,70	352,00	0,77	1,13	2,31
		82,94	25,90	63,34	43,34	309,99	281,70	881,45	2,84	0,98	9,94
СТ III		105,00	24,23	82,60	62,60	490,24	281,70	960,12	1,96	1,00	6,67
		90,21	24,23	79,04	59,04	455,64	281,70	352,00	0,77	1,13	2,34
		82,84	24,23	63,39	43,39	310,03	281,70	800,30	2,58	0,98	8,97
СТ IV		105,00	41,91	83,79	63,79	507,44	307,30	1710,86	3,37	0,97	11,89
		98,00	41,91	66,18	46,18	338,89	307,30	2704,58	7,98	0,94	28,96
СТ V		105,00	25,22	81,40	61,40	478,94	271,70	1085,84	2,27	0,99	7,81
		89,43	25,22	78,69	56,69	433,40	271,70	361,00	0,83	1,11	2,56
		82,34	25,22	63,64	41,64	294,78	271,70	809,30	2,75	0,98	9,57
СТ VI		105,00	37,61	83,57	63,57	504,21	289,80	1541,06	3,06	0,97	10,72
		90,86	37,61	78,59	56,59	435,98	289,80	770,70	1,77	1,01	5,97
		82,76	37,61	63,43	41,43	295,20	289,80	1365,21	4,62	0,95	16,53
СТ VII		105,00	39,14	84,95	64,95	518,35	261,70	1518,91	2,93	0,97	10,26
		91,77	39,14	79,18	57,18	441,96	261,70	866,64	1,96	1,00	6,68
		83,46	39,14	63,07	41,07	292,24	261,70	1548,94	5,30	0,95	19,03
СТ VIII		105,00	35,93	84,42	64,42	512,17	289,80	1392,33	2,72	0,98	9,47
		91,42	35,93	78,03	56,03	430,14	289,80	815,01	1,89	1,00	6,44
		82,58	35,93	63,52	41,52	295,77	289,80	1270,24	4,29	0,96	15,31
СТ IX		105,00	29,12	82,63	62,63	492,40	271,70	1211,81	2,46	0,99	8,52
		90,24	29,12	78,97	56,97	437,37	271,70	489,30	1,12	1,06	3,59
		87,15	29,12	67,76	45,76	332,57	271,70	1018,35	3,06	0,97	10,74
СТ X		105,00	24,91	82,70	62,70	491,52	281,70	988,11	2,01	1,00	6,86
		90,28	24,91	80,96	58,96	455,13	281,70	265,60	0,58	1,19	1,67
		84,13	24,91	62,72	40,72	286,56	281,70	938,56	3,28	0,97	11,53
СТ XI		105,00	23,69	81,56	61,56	479,87	271,70	997,11	2,08	1,00	7,11
		89,53	23,69	79,73	57,73	442,84	271,70	274,60	0,62	1,18	1,80
		83,06	23,69	63,27	41,27	291,12	271,70	803,65	2,76	0,98	9,63
СТ XII		105,00	29,12	82,63	62,63	492,40	281,70	1202,81	2,44	0,99	8,46
		90,24	29,12	78,97	56,97	437,37	281,70	480,30	1,10	1,07	3,52
		82,80	29,12	63,41	41,41	293,51	281,70	1009,35	3,44	0,97	12,14
СТ XIII		105,00	49,31	83,21	63,21	503,35	270,60	2158,65	4,29	0,96	15,28
		90,62	49,31	78,78	56,78	440,13	270,60	1062,14	2,41	0,99	8,35
		82,80	49,31	63,40	41,40	296,61	270,60	1895,06	6,39	0,95	23,06

t_вх – температура теплоносителей при входе в отопительный прибор. Расчет по формулам:

t_{вх (1)} = t_гор; t_{вх (2)} = t_гор – (Q_пр(1)b₁b₂*3,6)/(сG_ст);

t_{вх (3)} = t_гор – ((Q_пр(1)+Q_пр(2))*b₁b₂*3,6)/(сG_ст);

G_пр – количество воды, проходящей через отопительный прибор. Расчет по формуле:

G_пр = G_стa, где a - коэффициент затекания, равный 0,33.

t_ср - средняя температура воды в каждом отопительном приборе. Расчет по формуле:

t_ср(1) = t_{вх (1)} – (0,5 Q_пр(1) b₁b₂*3,6)/(сG_ст);

Dt_ср – средняя температура напора в отопительном приборе. Расчет по формуле:

Dt_ср = t_ср(1) - t_int, где t_int – температура внутри помещения.

q_пр – плотность теплового потока для каждого отопительного прибора

q_пр = q_ном ((t_ср(1)/70)^(1+n))*((G_пр(1)/360)^p)

где n,р – показатели для определения теплового потока отопительного прибора;

q_ном – номинальная плотность теплового потока (для чугунных радиаторов 595 Вт/м);

Q_тр – полезная теплоотдача трубопровода стояка подвода к отопительным приборам проложенным в помещении.

Q_тр = q_вертl_верт + q_горl_гор,

где q_верт и q_гор – теплоотдача 1м труб стояка и подводки к нагревательному прибору;

l_верт и l_гор – длина трубопровода стояка и подводки к нагревательному прибору.

l_верт = 2,7 – 0,6 = 2,1 м

Q_приб – требуемая теплоотдача отопительного прибора в помещении с учетом полезной теплоотдачи проложенных в помещении труб.

Q_приб = Q_пт - b Q_тр, где b = 0,9

А_приб – расчетная наружная площадь отопительного прибора.

А_приб = Q_приб/ q_приб

b₃ – поправочный коэффициент, учитывающий число секций в отопительном радиаторе.

b₃ = 0,92 + 0,16/ А_приб

N_расч – расчетное количество секций в одном приборе

N_расч = А_приб/a₁ * b₄/b₃

a₁ – площадь одной секции радиатора (a₁ = 0,299 м²)

b₄ – поправочный коэффициент, учитывающий способ установки отопительного прибора. Зависит от расстояния до подоконника:

40 мм – 1,05

80 мм – 1,03

100мм – 1,02

N_факт – фактическое количество секций в отопительном приборе. Если дробна часть N_расч меньше 0,3, то N_факт равняется целой части N_расч; если дробная часть N_расч больше 0,3, то N_факт – это целая часть N_расч + 1. Минимальное число секций – 3 штуки.