Расчёт отопления жилого здания

 

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное  учреждение

Высшее профессиональное образование

МОСКОВСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ОТКРЫТЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ 

имени  В.С. ЧЕРНОМЫРДИНА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кафедра теплоснабжения, вентиляции и охраны воздушного бассейна

 

Факультет:  Строительный

По  курсу: Отопление

 

Тема:  Расчёт отопления жилого здания

          

 

 

 

 

 

Выполнила: студент 

Соломатин В В

5 курс, 208863

Заочное отделение

 

 

 

 

 

 

 

Москва 2013

§1.  Задание на выполнение курсовой работы.

 

 

1. Система отопления:   водяная, 2-х трубная, тупиковая, с верхней разводкой и естественной циркуляцией.

 

2. Температура горячей воды (в подающей магистрали):

Т_под.= Т₁ = 95ºС.

Температура холодной воды ( в обратном трубопроводе)

Т_обр.= Т₂ = 70 ºС.

 

3. Источник тепла:  домовая котельная в торце здания, заглублённая

     на 2,5 м от центра отопительного прибора 1-го этажа.

 

4. Трубы:  водогазопроводные, стальные, электросварные,

прямошовные (ГОСТ 10704-76*)

 

5. Отопительные приборы:  радиаторы биметаллические

     фирмы «  Сантехпром БМ», тип РБС-300

     Номинальный  тепловой поток одной секции  q_н.у.=180 Вт

     Ширина секции  l_c=80 мм.

 

6. Все прочие условия принимаются по курсовой работе «Микроклимат.

     Определение  тепловых потерь здания».

 

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§2.  Конструкция системы отопления.

 

1. Отопительные приборы в жилых помещениях и кухнях размещают под окнами. Оси оконных проёмов и приборов совпадают.

На лестничной клетки прибор устанавливают на 1-м этаже вдоль  одной из внутренних стен.

Отопительные приборы  устанавливают на расстоянии не менее  60 мм

от чистого пола и 25 мм от стены.

На подающей подводке устанавливают  краны двойной регулировки, кроме  лестничной клетки.

Движение теплоносителя  в приборе по схеме «сверху-вниз», подключение: одностороннее.

2.  Отопительные стояки расположены в углу помещения на расстоянии

        35-55 мм от внутренней поверхности наружных стен при диаметре труб

        до  32 мм, и на расстоянии 50-60 мм – при диаметре труб 40-50 мм.

В угловых комнатах стояк  расположен в углу, образуемом наружными 

стенами.

Труба подающего трубопровода расположена справа, если смотреть на стояк изнутри помещения.

Прокладка труб: открытая.

Межосевое расстояние труб в стояке: 80 мм.

В перекрытиях установлены  гильзы для труб стояка.

    3.  Отопительные  стояки объединяются пофасадно,  открытыми   

       магистральными  трубопроводами.

  На чердаке магистраль  прокладывается с отступом от  наружных стен 1 м

       для  обеспечения свободного доступа  и компенсации теплового 

       удлинения.

    4.   В верхних  и нижних частях стояков предусмотрена  запорная арматура 

       и тройники  с пробками (или пробковые краны)  для отключения стояков и 

       слива  воды.

    5.  Главный стояк  теплоизолирован и размещён во внутренней стене ЛК

       в штробе.

    6.  Расширительный  бак - открытого типа, установлен в высшей точки

       системы  для приёма части воды, увеличившийся в объеме при нагреве,

       также  через бак данного типа из  системы удаляется воздух.

7. На горизонтальных трубах делается уклон не менее i = 0,003 с таким

  направлением, что бы  при ремонте вода удалялась  самотёком из системы 

  в центр нагрева,  а на чердаке что бы воздух  собирался в месте его 

  удаления.

 

 

 

 

 

§3.  Гидравлический расчёт системы отопления.

 

1. Цель гидравлического расчёта – обоснованный подбор таких диаметров труб системы отопления, при которых сопротивление расчётного циркуляционного кольца не превышает располагаемого циркуляционного давления с запасом 10%.

 

2. Расчётное циркуляционное кольцо – замкнутый тракт, проходящий через отопительные приборы 1-го этажа наиболее удалённого и нагруженного стояка.

 

3. Участок – отрезок трубы неизменного диаметра с неизменным расходом теплоносителя (от тройника – до тройника).

 

4. Располагаемое циркуляционное давление (естественное,  гравитационное)

 

H_e = gh(ρ_x – ρ_г), Па

H_e = 9,81*2,5(977,81-961,92) = 389,7 Па

g – ускорение свободного падения (9,81 м/с²)

h – расстояние по вертикали между центрами нагрева и охлаждения (между котлом и прибором)

(ρ_x – ρ_г) – разность плотностей воды холодной и горячей

ρ_{x =} ρ_70º = 977,81 кг/м³

ρ_{г =} ρ_95º = 961,92 кг/м³

 

5. Потери давления на трение по длине участка.

 

ΔР_тр. = [(λ/d)·(v²ρ/2)]l = Rl, Па

 

                                        (формула Дарси-Вейсбаха)

 

λ – коэф. гидравлического трения (справ.)

d – внутренний диаметр трубы, d_y [м]

ρ – плотность воды [кг/м³]

l – длина участка [м]

R – удельная потеря давления [Па/м]

                

                      R = (λ/d)·(v²ρ/2)], Па/м

 

 

 

6. Потери давления в местах сопротивления.

Z = Σζ(v² ρ/2), Па

 

Σζ – суммарный коэф. местных сопротивлений участка (КМС)

 

 

7. Сопротивление участка.

ΔР_уч. = ΔР^уч._тр.+Z_уч. = Rl_уч.+ Z_уч., Па

 

8. Сопротивление кольца.

ΔР_кольц. = ΣΔР_уч. = Σ(Rl+ Z), Па

0,7H_e < ΔР_кольц. < 0,9 H_e

 

9. Расчёт ведётся в табличной форме, методом удельных потерь давления.

 

10.  Ориентировочная средняя удельная потеря давления.

R_ср. = 0,5H_e/L_к, Па/м

R_ср. = 0,5*389,7/78,6= 2,48 Па/м

L_к – длина расчётного кольца

 

L_к = Σl_уч., м

L_к = 78,6 м

 

 

11. Расход воды на участке.

 

G_уч. = 3,6Q_уч./с(Т₁-Т₂) = 0,035 Q_уч., кг/ч

Q_уч. = ΣQ_пр., [Вт]

 

Q_уч. – тепловая нагрузка участка равна сумме мощностей отопительных приборов, в которые поступит, либо в которых уже побывала, проходящая по участку вода.

 с – теплоёмкость воды

с = 4,2 кДж/кг*с

 

Заключение:

Главное расчётное кольцо проходит через отопительный прибор в помещении № 101.

Длина кольца78,6 м

Потеря давления  347,95 Па, что удовлетворяет условиям расчёта:

272,8 < 348,9 < 350,7

 

§4.  Определение числа секций отопительных приборов.

 

1. Теплопотребления помещения Q_пом. компенсируются тепловыми потоками от:

1-Отопительного прибора - Q_пр., [Вт]

2-Трубами стояков и подводок к приборам – Q_труб., [Вт]

Q_пом. = Q_пр. + Q_{труб.  ==>}Q_пр. = Q_пом. - Q_труб. , Вт

 

2. Полезный тепловой поток от труб

Q_труб. = 0,9(q_в.т.· l_в.т.+ q_г.т.· l_г.т.), Вт

q_в.т. и q_г.т.- удельные тепловые потоки с каждого метра вертикальных и горизонтальных труб соответственно, [Вт/м]

l_в.т. и l_г.т. – длины горизонтальных и вертикальных труб

соответственно, [м]

 

 

 

 

 

 

 

 

3.Предварительное число секций.

 

 

                     N_предв. = Q_пр./q_н.у.φ₁ φ₂b, шт.

 

q_н.у. – номинальный установленный поток одной секции

φ₁ и φ₂ –поправочный коэф., учитывающий условия эксплуатации

φ^лк₁ = 0,94;   φ^пом₁ = 0,9

φ₂ – зависит от количества воды, проходящей через отопительный прибор

 для φ₂:   G_пр. = 0,035Q_пр.

b – коэф., учитывающий атмосферное давление

b₃₀₀ = 0,993;  b₅₀₀ = 0,990

 

3. Окончательное количество секций.

 

N_пр. = N_предв./β₃, шт

 

β₃ – коэф., учитывающий влияние числа секций на тепловой поток радиатора (табл.)

 

4. Ширина отопительного прибора.

L_пр. = N_пр.· l_c, мм

 

 

Если ширина отопительного  прибора менее 50% ширины окна, то следует  рекомендовать к установки прибор с меньшей высотой секции, либо изменить параметры теплоносителя.

 

§5.  Определение объёма расширительного бака.

 

Полезный  объем расширительного бака

V_Р.Б. = V_сист. · m(T₁-T₀), л

 

V_сист. = 22,4Q_сист./1000, л

 

V_сист. = 22,4*73190,3/1000=1639,4 л

 

V_Р.Б. = 1639,4 · 0,0006(95-18)=82,47 л

 

 

Q_сист. – тепловая мощность системы, [Вт]

Q_сист. = Q_зд., Вт

m = 0,0006, [1/К] – коэф. температурного расширения воды

T₀ – температура воды при заполнения системы +18ºС

 

Принимается расширительный бак 75,7 л объема.

 

 

 

 

 

§6.  Список используемой литературы.

 

1. СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование»
2. СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»
3. СНиП 23-01-99* «Строительная климатология»
4. ГОСТ 30494-96 «Параметры микроклимата в помещении»
5. Сканави А.Н., Махов Л.М. «Отопление»
6. Рекомендации по применению биметаллических секций отопительных радиаторов «Сантехпром БМ», производитель ООО «Витатерм» 2004г.